第9章新型檢測(cè)技術(shù)與儀表-文庫(kù)吧資料
2025-03-18 01:32本頁(yè)面
【正文】 量模型的建立； (4)軟儀表的自校正。 ?軟儀表以目前可有效獲取的測(cè)量信息為基礎(chǔ)，其核心是以實(shí)現(xiàn)參數(shù)測(cè)量為目的的各種計(jì)算機(jī)軟件，可方便地根據(jù)被測(cè)對(duì)象特性的變化進(jìn)行修正和改進(jìn)，因此軟儀表易于實(shí)現(xiàn)，且在通用性、靈活性和成本等方面具有優(yōu)勢(shì)。 軟測(cè)量通常是在成熟的硬件傳感器基礎(chǔ)上，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，通過(guò)軟測(cè)量模型運(yùn)算處理而完成的。一個(gè)圖像識(shí)別系統(tǒng)一般包括圖像信息獲取、圖像加工處理和提取特征、圖像分類和識(shí)別三個(gè)主要部分。 劉玉長(zhǎng) ?圖像描述 就是用一組數(shù)量或符號(hào)來(lái)表征圖像中被描述物體的某些特征，可以是對(duì)圖像中各組成部分的性質(zhì)的描述，也可以是各部分彼此間的關(guān)系的描述。 ?從分割依據(jù)的角度出發(fā)，圖像分割大致可分為相似性分割和非連續(xù)性分割。 目的是將一幅圖像中的各成分分離成若干與景物中的實(shí)際物體相對(duì)應(yīng)的子集。 ?圖像復(fù)原 的主要目的是改善給定的圖像質(zhì)量，對(duì)給定的一幅退化了的或者受到噪聲污染了的圖像，利用退化現(xiàn)象的某種先驗(yàn)知識(shí)來(lái)重建或恢復(fù)原有圖像。 劉玉長(zhǎng) ?圖像增強(qiáng) 是指按特定的需要突出一幅圖像中的某些信息，同時(shí)，消弱或去除某些不需要的信息處理方法。圖像壓縮的目的可以節(jié)省圖像存儲(chǔ)空間，也可以減少傳輸信道容量，還可以縮短圖像處理時(shí)間，它與圖像編碼密切相關(guān)。這種變換一般是線性變換，其基本線性運(yùn)算式嚴(yán)格可逆，并且滿足一定的正交條件。 數(shù)字圖像處理主要研究的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面： 圖像變換、圖像編碼壓縮、圖像增強(qiáng)和復(fù)原、圖像分割、圖像描述和圖像識(shí)別 等。采用合適的內(nèi)插函數(shù)就可以使重建像場(chǎng)和理想像場(chǎng)在均方意義上等效。 , ) { ( , ) ( , ) }{ ( , ) ( , ) } ( , ) ( , )R x x y y E F x y F x y E F x y F x y S x y S x y??式中 1 1 2 2 1 2 1 2( , ) ( , ) ( , ) ( , )xyS x y S x y S x x y y S ??? ? ? ? 。 令 F I(x,y)表示一種連續(xù)的二維平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，并且已知平均值 η FI和自相關(guān)函數(shù) I*F I 1 1 I 2 2( , ) { ( , ) ( , ) }xyR E F x y F x y?? ?式中 1 2 1 2,xyx x y y??? ? ? ? 。 如果對(duì)原圖像抽樣的空間速率足以避免抽樣圖像的頻譜交疊，那么采用適當(dāng)?shù)臑V波器對(duì)樣本進(jìn)行空間濾波，便可以精確地重建原圖像。 劉玉長(zhǎng) 如果上式中等號(hào)成立，則稱圖像是以奈奎斯特 (Nyquist)速率抽樣的。因而抽樣后的圖像可以表示為 12PII 1 2 1 2( , ) ( , ) ( , ) ( , ) ( , )jjF x y F x y S x yF j x j y x j x y j y???? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ??? 劉玉長(zhǎng) 在實(shí)際系統(tǒng)中為了避免頻譜混疊現(xiàn)象，所作的圖像抽樣必須滿足采樣定理。 劉玉長(zhǎng) 確定性情況下的圖像抽樣 令 F I (x, y)代表一理想的無(wú)限大連續(xù)像場(chǎng)，在理想的抽樣系統(tǒng)中，理想圖像的空間樣本實(shí)際上是用空間抽樣函數(shù) S(x, y)與理想圖像相乘的結(jié)果。通過(guò)圖像的抽樣和量化，可以完成模擬圖像到數(shù)字圖像的轉(zhuǎn)換。那么圖像函數(shù)可以表示為 F(x,y) ，本節(jié)也以這樣的函數(shù)作為主要研究對(duì)象。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，選擇單一的圖像函數(shù) F(x,y,t)代表實(shí)際成像系統(tǒng)中的像場(chǎng)。對(duì)于紅、綠和藍(lán)光，瞬時(shí)光亮度可分別定義為 000( , , ) ( , , , ) ( ) d( , , ) ( , , , ) ( ) d( , , ) ( , , , ) ( ) dsssR x y t C x y t RG x y t C x y t GB x y t C x y t B? ? ?? ? ?? ? ????? ??????? ?????式中 Rs (?) 、 Gs (?)和 Bs (?)所謂光譜三刺激值是匹配單位譜色光 (波長(zhǎng)為 ?)時(shí)所要求的三刺激值。實(shí)際成像系統(tǒng)中，圖像的亮度有最大值，因此設(shè) 0≤C(x,y,t, ?)≤A 式中 A是圖像的最大亮度。 劉玉長(zhǎng) 二、圖像的描述 (一 )連續(xù)圖像 設(shè) C(x,y,t, ?)代表像源的空間輻射能量分布，也稱圖像的光函數(shù)，其中 (x,y)為空間坐標(biāo)， t為時(shí)間， ?為波長(zhǎng)。 (3)打印機(jī)和數(shù)碼沖印設(shè)備。 劉玉長(zhǎng) (五 )圖像顯示和輸出設(shè)備 將數(shù)字圖像及其處理的中間過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行顯示和輸出的設(shè)備主要有： (1)電視圖像監(jiān)視器。計(jì)算機(jī)可以是 PC機(jī)、微處理器，也可以是工作站。 劉玉長(zhǎng) (四 )計(jì)算機(jī)主機(jī) 計(jì)算機(jī)用于對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行管理、分析和處理。 (3) 硬盤(pán)、光盤(pán)、磁帶存儲(chǔ)器?？蛇M(jìn)行數(shù)字圖像存儲(chǔ)的硬件有： (1) 圖像采集卡幀緩存。 計(jì)算機(jī)為了接收數(shù)字圖像信號(hào)，需要根據(jù)不同的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的輸出接口規(guī)格來(lái)選用不同的數(shù)字圖像信號(hào)采集卡，有些采集卡采用 DMA、多通道、多路信號(hào)同時(shí)傳輸?shù)燃夹g(shù)，可以達(dá)到 100M/s的數(shù)據(jù)傳輸率，可以進(jìn)行高分辨率圖像的實(shí)時(shí)采集。 劉玉長(zhǎng) 數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和數(shù)字圖像信號(hào)采集卡 數(shù)字式攝像機(jī)是將數(shù)字化轉(zhuǎn)換功能集成在攝像機(jī)內(nèi)，直接輸出數(shù)字圖像信號(hào)。 劉玉長(zhǎng) 圖像采集卡 分標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)視頻圖像采集卡兩類 : (1)標(biāo)準(zhǔn)視頻圖像采集卡可采集的標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)有：黑白視頻、復(fù)合視頻 (Composite Video)、分量模擬視頻 (Component Analog Video， CAV)和SVideo(Y/C Video)等。它可以集成在成像設(shè)備中，也可以獨(dú)立在成像設(shè)備之外。 在遙感中常用的圖像獲取設(shè)備： (1)光學(xué)攝影：攝像機(jī)、多光譜像機(jī)等； (2)紅外攝影：紅外輻射計(jì)、紅外攝像儀、多通道紅外掃描儀等； (3)MSS：多光譜掃描儀； (4)微波：微波輻射計(jì)、側(cè)視雷達(dá)、真實(shí)空孔徑雷達(dá)、合成孔徑雷達(dá) (SAR)。此外，還要有計(jì)算機(jī) 、圖像顯示和輸出設(shè)備。 劉玉長(zhǎng) 第二節(jié) 圖像檢測(cè)技術(shù) 一、 圖像檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成 圖像檢測(cè)系統(tǒng)可以分為圖像獲取和圖像處理兩大部分。 ?使用 Micr
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