序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇圖像設(shè)計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

在進行圖像的設(shè)計、選擇和處理中，掌握專業(yè)軟件的基本使用技巧是必需的，圖像在網(wǎng)頁設(shè)計中的功能主要可以分為視覺吸引、信息引導(dǎo)兩方面。要達到這樣的目的，需要對圖像進行合理的處理。使用動畫圖片，以及適當?shù)纳蕦Ρ龋纬砂媸降淖兓秊g覽者的注意，引導(dǎo)其對網(wǎng)站內(nèi)容的閱讀。根據(jù)公司對網(wǎng)站的功能定位，其所承載的任務(wù)與指向有所不同，對瀏覽者所作設(shè)定亦有差異。比如騰訊公司的騰訊網(wǎng)（）和騰訊（），一個作為門戶內(nèi)容網(wǎng)站，一個作為公司形象網(wǎng)站是兩個獨立的網(wǎng)站，設(shè)計風(fēng)格，內(nèi)容和要求差異很大。

2新技術(shù)網(wǎng)絡(luò)

作為第四媒體，其顯示終端可能是計算機，平板，電視或智能手機，為了頁面兼容等原因，前端設(shè)計出現(xiàn)了很多新技術(shù)，如div+css技術(shù)，Javascript技術(shù)等，為了方便管理，一般采用對象的結(jié)構(gòu)、表現(xiàn)和行為分開。結(jié)構(gòu)是對象的內(nèi)容，表現(xiàn)是其外觀，而行為是與瀏覽者的交互，或者說是瀏覽者進行鼠標點擊或輸入內(nèi)容等操作時，頁面的反應(yīng)。在進行網(wǎng)頁設(shè)計過程中，圖像對象也是如此，利用代碼可以對圖像進行一些效果的處理，起到資源占用少，頁面維護容易等目的，還可以達到一些用基本圖像處理技術(shù)不易實現(xiàn)的效果。用div+css結(jié)合Javascript技術(shù)可以實現(xiàn)在網(wǎng)頁前端一些設(shè)計效果和邏輯處理功能，比如圖像輪播和驗證碼校驗功能。在一個存在后臺管理的網(wǎng)站中，網(wǎng)頁的很多內(nèi)容來自于后臺數(shù)據(jù)庫，一些圖片也不例外，內(nèi)容需要和后臺交互，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容和頁面的特定邏輯，決定圖像的外觀。這是基本圖像處理技術(shù)無法實現(xiàn)的，需要設(shè)計者了解動態(tài)頁面設(shè)計技術(shù)，常見的技術(shù)有，php和jsp技術(shù)等。除此之外，還有連接數(shù)據(jù)庫，縮放、剪切、相框、銳化、旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)、透明度、反色等對網(wǎng)頁圖片的處理。不再一一舉例。

3結(jié)論

篇(2)

成像變焦系統(tǒng)像面一般保持不變，視場和相對孔徑發(fā)生變化，而模擬器變焦系統(tǒng)可根據(jù)實際模擬場景的需要對光學(xué)特性參數(shù)提出要求，例如為了模擬紅外場景的逼近，有一種變焦系統(tǒng)[2]在變焦過程中，視場不變，像高及相對孔徑變化。根據(jù)導(dǎo)引頭的測試要求以及導(dǎo)引頭、模擬器在五軸轉(zhuǎn)臺上的安裝需要，確定光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計指標(按光路追跡方向)為•工作波段0.65~0.9μm•視場5°×5°；11°×11°•像面尺寸16.5mm(對角線)•F數(shù)2.2•入瞳距離600mm•MTF(35lp/mm處)中心視場MTF>0.3；邊緣視場MTF>0.2•畸變<3%從以上參數(shù)可以看出，與成像變焦系統(tǒng)不同，為了使模擬器輸出均勻場景，變焦準直光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)與導(dǎo)引頭光學(xué)系統(tǒng)的光瞳銜接，并保證模擬器在五軸轉(zhuǎn)臺上安裝。在本設(shè)計中，使光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌即系統(tǒng)的入瞳位于鏡組前600mm處來滿足這一要求。

2光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

2.1結(jié)構(gòu)形式及參數(shù)確定

變焦系統(tǒng)[3]有連續(xù)變焦系統(tǒng)和切換式變焦系統(tǒng)。模擬器大小視場之間并不要求連續(xù)變化，因此考慮采用切換式變焦系統(tǒng)，即在長焦光路中插入一組鏡頭來改變系統(tǒng)的焦距，實現(xiàn)大小視場的轉(zhuǎn)換，大小視場共用相同的透鏡組可減少透鏡的數(shù)量，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如圖1所示，光學(xué)系統(tǒng)由望遠透鏡組、變倍透鏡組、中繼透鏡組、全反射棱鏡組成。光學(xué)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)形式上采用二次成像結(jié)構(gòu)[4-5]，目的在于縮小后組透鏡的口徑，減小全反射棱鏡的外形尺寸。按照模擬器的投影方向，中繼透鏡組將像面上的圖像放大，在透鏡組之間產(chǎn)生一個中間像，望遠透鏡組將放大的中間像以平行光投射出去。為了減小模擬器的橫向尺寸，光學(xué)系統(tǒng)利用變倍透鏡組的旋進和旋出實現(xiàn)大小視場的切換，在使用大視場時，變倍透鏡組被旋轉(zhuǎn)進入系統(tǒng)光路，在使用小視場時，變倍透鏡組被旋出系統(tǒng)光路。光學(xué)系統(tǒng)的孔徑光闌位于望遠透鏡組前600mm處，大小為Ф60mm，這種結(jié)構(gòu)使軸外光束在第一組透鏡上的投射高很大，第一片透鏡的通光口徑大約在Ф191mm，軸外像差難校正，因此應(yīng)選取兩片以上的透鏡，由于透鏡口徑大，不宜采用膠合透鏡。中繼透鏡組為一個近距離成像的透鏡組，為了更好地校正像差，可選用孔徑光闌在中間的對稱式結(jié)構(gòu)。考慮到整個系統(tǒng)的總長以及像差平衡，望遠透鏡組的焦距取f1=290mm左右，中繼透鏡組焦距取f2=80mm左右，放大倍率為-0.3倍。

2.2系統(tǒng)優(yōu)化

系統(tǒng)是在小視場的基礎(chǔ)上實現(xiàn)大視場的轉(zhuǎn)換，因此首先對小視場進行優(yōu)化設(shè)計，先分別優(yōu)化望遠透鏡組和中繼透鏡組，再將兩組和進一步優(yōu)化。為了提高光學(xué)系統(tǒng)的像質(zhì)，可在設(shè)計中引入非球面，合理選擇非球面的位置，可有效地校正球差及軸外像差，在中繼透鏡組引入非球面，一方面有利于像散、畸變、以及彗差的校正，另一方面由于透鏡的口徑小，便于非球面的加工和檢測。在望遠透鏡組和中繼透鏡組之間加入變倍透鏡組時，透鏡組的片數(shù)和材料根據(jù)像差的校正情況來確定。另外在保證變倍透鏡組切換空間的前提下，控制望遠透鏡組和中繼透鏡組之間的距離以減小變倍透鏡的口徑，從而減小旋轉(zhuǎn)電機的承重。模擬器采用數(shù)字微鏡陣列DMD[6]作為圖像生成器件，在光學(xué)設(shè)計時應(yīng)考慮光源的導(dǎo)入，系統(tǒng)采用全反射棱鏡實現(xiàn)光源光路的折轉(zhuǎn)，不僅便于光源位置的調(diào)節(jié)，而且能使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。棱鏡相當于玻璃平行平板處于會聚光路中，會產(chǎn)生各種像差，像差的大小取決于玻璃平行平板的折射率和厚度，因此在優(yōu)化過程中，棱鏡應(yīng)置于光路中和透鏡組一起消像差。二次成像結(jié)構(gòu)總長較長，因此在優(yōu)化過程中，應(yīng)對系統(tǒng)總長加以限制以滿足轉(zhuǎn)臺對模擬器外形的要求。

2.3全反射棱鏡參數(shù)的確定

如圖2(a)所示，全反射棱鏡[7]由兩片棱鏡組成，兩片棱鏡中間有很小的空氣間隙(≤50μm)，由光源發(fā)出的光束在棱鏡1界面2上發(fā)生全反射，又在棱鏡1界面3上發(fā)生折射，被DMD反射后，再次透過棱鏡1的界面2進入光學(xué)系統(tǒng)。由于空氣間隙很小，從DMD反射回來的光束經(jīng)過棱鏡時，光軸會有很小的位移，但不會有角度的偏移。全反射是通過棱鏡1實現(xiàn)，因此棱鏡1的設(shè)計比較關(guān)鍵，在設(shè)計中主要是確定棱鏡1中α角和β角的值。

3設(shè)計結(jié)果

根據(jù)以上思路，利用Zemax軟件進行優(yōu)化計算，得到如圖3所示的光學(xué)系統(tǒng)，望遠透鏡組由4片透鏡組成，中繼透鏡組由兩個單透鏡和兩個膠合透鏡組成，兩組均采用重冕玻璃和重火石玻璃組合消色差；中繼透鏡組采用了2個二次非球面和2個高次非球面進一步校正像差。變倍透鏡組由4片透鏡組成，采用重冕玻璃、重火石玻璃以及火石玻璃組合消色差。望遠透鏡組4片透鏡的通光孔徑較大，在Ф158mm~Ф193mm之間。系統(tǒng)焦距的變化使模擬器實現(xiàn)了兩個視場的轉(zhuǎn)換，F(xiàn)數(shù)保證了測試的能量，入瞳距足以滿足模擬器變焦系統(tǒng)與導(dǎo)引頭光學(xué)系統(tǒng)光瞳的匹配以及導(dǎo)引頭的安裝空間，系統(tǒng)總長可保證模擬器在轉(zhuǎn)臺上的安裝需要。變焦系統(tǒng)長焦和短焦的調(diào)制傳遞函數(shù)如圖4所示，畸變?nèi)鐖D5示。圖4表明系統(tǒng)在35lp/mm處，長焦時軸上0視場調(diào)制傳遞函數(shù)為0.65，軸外1.0視場調(diào)制傳遞函數(shù)大于0.54；短焦時軸上0視場調(diào)制傳遞函數(shù)為0.53，軸外1.0視場調(diào)制傳遞函數(shù)大于0.17。系統(tǒng)長焦時像質(zhì)良好，短焦時弧矢方向調(diào)制傳遞函數(shù)略差，但也能滿足模擬器的使用要求。由圖5可以看出，系統(tǒng)在中心波長λ0=0.75μm處，長焦時畸變小于0.07%，短焦時畸變小于0.4%，系統(tǒng)畸變小于1%，完全可滿足模擬器對畸變的要求。考慮光源的大小以及像差的校正，選取棱鏡的厚度d=25mm，將棱鏡置于光路中和透鏡組一起校像差，通過光路追跡，可得到棱鏡1界面3的通光口徑D，再考慮裝夾余量，取D=35mm。在圖2(b)中，由于DMD的偏轉(zhuǎn)角為24，入射光線在界面3上的折射角i′即為24，棱鏡采用k9玻璃，k9玻璃在中心波長λ0=0.75μm處的折射率n=1.51141087，又知空氣折射率n′=1，由折射率定律得到i=15.61。再由式(4)和式(2)計算得到棱鏡1的＝47.24，β＝31.63。由圖2(b)可知光線在界面2上的入射角θ==47.24，由式(1)計算得臨界角im=41.42，θ＞im，由此可見棱鏡1的角度值完全可以使入射光線實現(xiàn)全反射。

4結(jié)論

篇(3)

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當前位置：中國教育文摘>化學(xué)論文>教學(xué)內(nèi)容CAI課件的設(shè)計_化學(xué)論文作者：佚名來源：不詳時間：2006-12-1410:24:06人：yujklj68kfg隨著計算機多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，許多教師已經(jīng)嘗試計算機輔助教學(xué)，并取得了較好的教學(xué)效果。但是，由于CAI軟件一般由教師自己設(shè)計、編制，編制時必須遵循教學(xué)原則，要符合科學(xué)性、藝術(shù)性，同時還要著重做好以下幾方面的設(shè)計工作。

課件結(jié)構(gòu)

課件結(jié)構(gòu)應(yīng)采用超媒體結(jié)構(gòu)。超媒體是基于超文本支持的多媒體，多媒體的表現(xiàn)可使超文本的交互界面更為豐富，由多媒體和超文本結(jié)合發(fā)展而成的超媒體系統(tǒng)目前已成為一種理想的知識組織結(jié)構(gòu)和管理方式。CAI設(shè)計采用超媒體結(jié)構(gòu)，既方便了教師操作，又可以使教師根據(jù)實際教學(xué)情況自由選擇和重新組織教學(xué)內(nèi)容。

字、聲、圖的設(shè)計

1、文字的設(shè)計

CAI軟件中包含了大量的文字信息，是學(xué)生獲取知識的重要來源。設(shè)計時要做到：

（1）文字內(nèi)容要簡潔、突出重點

文字內(nèi)容應(yīng)盡量簡明扼要，以提綱式為主。有些實在舍不去的文字材料，如名詞解釋、數(shù)據(jù)資料、圖表等，可采用熱字、熱區(qū)交互形式提供，閱讀完后自行消失。

（2）文字內(nèi)容要逐步引入對于一屏文字資料，應(yīng)該隨著講課過程逐步顯示。這樣有利于學(xué)生抓住重點。引入時，可采用多種多樣的動畫效果，也可伴有清脆悅耳的音響效果，以引起學(xué)生的注意。

（3）要采用合適的字體、字號與字形文字內(nèi)容的字號要盡量大，選擇的字體要醒目，一般宜采用宋體、黑體和隸體。對于文字內(nèi)容中關(guān)鍵性的標題、結(jié)論、總結(jié)等，要用不同的字體、字號、字形和顏色加以區(qū)別。

（4）文字和背景的顏色搭配要合理文字和背景顏色搭配的原則一是醒目、易讀，二是長時間看了以后不累。一般文字顏色以亮色為主，背景顏色以暗色為主。以下列出幾種具有較好視覺效果的顏色搭配方案。文字顏色／背景顏色白色／藍色白色／黑色白色／紫色白色／綠色白色／紅色黃色／藍色黃色／黑色黃色／紅色

2、聲音的設(shè)計

CAI軟件中的聲音主要包括人聲、音樂和音響效果聲。人聲主要用于解說、范讀、范唱，在CAI軟件中應(yīng)用較少。軟件中，合理地加入一些音樂和音響效果，可以更好地表達教學(xué)內(nèi)容，同時吸引同學(xué)們的注意力，增加學(xué)習(xí)興趣。一段舒緩的背景音樂，可以調(diào)節(jié)課堂的緊張氣氛，有利于學(xué)生思考問題。

音樂和音響效果的設(shè)計時應(yīng)注意：

（1）音樂的節(jié)奏要與教學(xué)內(nèi)容相符。重點內(nèi)容處要選擇舒緩、節(jié)奏較慢的音樂，以增強感染力，過渡性內(nèi)容選擇輕快的音樂。

（2）音樂和音響效果不能用得過多，用得過度反而是一種干擾信息，效果適得其反。

（3）背景音樂要舒緩，不能過分的激昂，否則會喧賓奪主。

（4）要設(shè)定背景音樂的開關(guān)按鈕或菜單，便于教師控制，需要背景音樂就開，不需要就關(guān)。

3、圖形、圖像、動畫、視頻的設(shè)計

CAI軟件中，圖形、圖像、動畫、視頻圖像占較大比重，設(shè)計得好，可以起到事半功倍的教學(xué)效果。反之，也會起到負作用。

（1）圖的內(nèi)容要便于觀察圖形、圖像等畫面設(shè)計要盡可能大，圖的主要內(nèi)容處在屏幕的視覺中心，便于學(xué)生觀察。

（2）復(fù)雜圖像要逐步顯示。對于較復(fù)雜的圖，如果一下子顯示全貌，會導(dǎo)致學(xué)生抓不住重點，也不便于教師講解。應(yīng)隨著教師講解，分步顯示圖形，直到最后顯示出全圖。

（3）對于動畫和視頻圖像，應(yīng)具有重復(fù)演示功能。

對于動畫和視頻圖像，學(xué)生可能一次沒看清，最好設(shè)計重復(fù)播放按鈕，教師可以根據(jù)教學(xué)實際，重復(fù)播放。

注意事項

（1）注意色彩的合理應(yīng)用

色彩的應(yīng)用可以給課件增加感染力，但運用要適度，以不分散學(xué)生的注意力為原則。如：色彩搭配要合理，色彩配置要真實，動、靜物體顏色要分開，前景、背景顏色要分開，每個畫面的顏色不宜過多。

（2）盡量加入人機交互練習(xí)。

設(shè)計CAI軟件時，適當加入人機交互方式下的練習(xí)，既可請同學(xué)上臺操作回答，也可在學(xué)生回答后由教師操作；這樣做能活躍課堂氣氛，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到教學(xué)活動中。

篇(4)

關(guān)鍵詞：指紋圖像，灰度處理，對比度展寬

 

前言

在指紋自動識別系統(tǒng)中，指紋圖像的預(yù)處理是正確地進行特征提取、匹配等操作的基礎(chǔ)。在指紋圖像采集過程中，由于采集儀器本身和手指結(jié)構(gòu)特點，以及指紋采集時用力不均等情況，容易造成圖像部分區(qū)域信號太弱（顏色太淡）或者太強（顏色太黑），給后續(xù)的指紋處理帶來較大的困難，所以對于采集到的指紋圖像首先進行灰度處理，提高指紋圖像的對比度。通常，人們習(xí)慣對指紋圖像進行歸一化處理。這里，首先介紹圖像歸一化處理的算法。論文參考網(wǎng)。

1.歸一化

圖像歸一化是像素層次的操作，它將圖像的整體灰度均值和方差進行平移，把不同指紋圖像的對比度調(diào)整到一個固定的級別。但是對整幅圖像進行歸一化并不改變圖像中各部分的相對對比度。歸一化的目的是為了消除傳感器本身的噪聲以及因為手指壓力不同而造成的灰度差異。

按照FBI推薦我們假設(shè)所有指紋圖像都是從分辨率為500dpi的掃描儀上得到。設(shè)F為輸入的灰度指紋圖像，其大小為m×n，m、n的取值范圍一般由指紋輸入設(shè)備的分辨率決定。論文參考網(wǎng)。f ( i，j) 代表指紋圖像在( i， j ) 處的灰度值， 取值范圍一般是0到255之間的整數(shù)，表示輸入圖像有256級灰度級。圖像大小為NxN的指紋灰度圖像F的均值M，方差V分別為:

M=

V=

其中f(i,j)是指紋圖像中像素點(i,j)的灰度。

對原始指紋灰度圖按下式進行規(guī)格化

其中M0，VAR0是期望的灰度均值和方差。

圖1 指紋原圖像圖2 指紋歸一化后圖像

圖像灰度歸一化就是提高指紋圖像弱區(qū)域的灰度，降低指紋圖像強區(qū)域的灰度，從而把圖像統(tǒng)一到一個固定的灰度內(nèi)，這種方法不利于提高質(zhì)量較差的指紋圖像中的紋線、谷線對比度，不利于后續(xù)的指紋方向圖的處理，本文將采用對比度線線展寬的方法來處理指紋圖像中的灰度。

2.對比度線行展寬

對比度線線展寬，其目的是為了提高因采集設(shè)備以及由于手指壓力不同而造成的對比度不足。對比度線性展寬實際上就是圖像灰度值的線性映射。假設(shè)處理后圖像與處理前圖像的量化級數(shù)相同，即處理前后圖像的灰度分布范圍均為[0，255]，則如果需要進行對比度展寬，從原理上說，只能通過抑制非重要信息的對比度來騰出空間給重要信息進行對比度的展寬。

2.1算法設(shè)計思想如下：

對于圖1的指紋圖像進行處理，設(shè)原指紋圖像的灰度為f（i,j）,處理后圖像的灰度為g(i,j)，取值范圍一般是0到255之間的整數(shù)，表示輸入圖像有256級灰度級。論文參考網(wǎng)。對比度線性展寬的原理示意圖如圖3所示。

圖3 對比度線性展寬映射關(guān)系

指紋原圖中的指紋紋線的灰度分布假設(shè)在[fa,fb]的范圍內(nèi)，則對比度線性展寬的目的是使處理后的指紋圖像的灰度分布在[ga,gb]的范圍內(nèi)，當f<(fb-fa)<g=(gb-ga),則可達到對比度展寬的目的。將對比度展寬的計算公式如下：

g(i,j)=

（i=1,2,，m；j=1，2，，n）其中，，當，則可對非重要背景進行抑制， ，則能對指紋紋線的對比度展寬增強。

2.2算法實現(xiàn)：

函數(shù)名稱：

*GrayStretch()

*參數(shù):

*LPSTR lpDIBBits - 指向源DIB圖像指針

*LONG lWidth - 源圖像寬度（像素數(shù)）

*LONG lHeight - 源圖像高度（像素數(shù)）

*BYTE bX1 - 灰度拉伸第一個點的X坐標

*BYTE bY1 - 灰度拉伸第一個點的Y坐標

*BYTE bX2 - 灰度拉伸第二個點的X坐標

*BYTE bY2 - 灰度拉伸第二個點的Y坐標

*返回值:

*BOOL- 成功返回TRUE，否則返回FALSE。

*說明: 該函數(shù)用來對圖像進行灰度拉伸。

BOOLWINAPI GrayStretch(LPSTR lpDIBBits, LONG lWidth, LONG lHeight, BYTE bX1, BYTEbY1, BYTE bX2, BYTE bY2)

{

//指向源圖像的指針

unsignedchar* lpSrc; // 循環(huán)變量

LONG i;

LONG j; //灰度映射表

BYTE bMap[256]; //圖像每行的字節(jié)數(shù)

LONG lLineBytes; //計算圖像每行的字節(jié)數(shù)

lLineBytes= WIDTHBYTES(lWidth * 8); // 計算灰度映射表

for(i = 0; i <= bX1; i++)

{

//判斷bX1是否大于0（防止分母為0）

if(bX1 > 0)

{

//線性變換

bMap[i]= (BYTE) bY1 * i / bX1;

}

else

{

//直接賦值為0

bMap[i]= 0;

}

}

for(; i <= bX2; i++)

{

//判斷bX1是否等于bX2（防止分母為0）

if(bX2 != bX1)

{

//線性變換

bMap[i]= bY1 + (BYTE) ((bY2 - bY1) * (i - bX1) / (bX2 - bX1));

}

else

{

//直接賦值為bY1

bMap[i]= bY1;

}

}

for(; i < 256; i++)

{

//判斷bX2是否等于255（防止分母為0）

if(bX2 != 255)

{

//線性變換

bMap[i]= bY2 + (BYTE) ((255 - bY2) * (i - bX2) / (255 - bX2));

}

else

{

//直接賦值為255

bMap[i]= 255;

}

}

//每行

for(i= 0; i < lHeight; i++)

{

//每列

for(j= 0; j < lWidth; j++)

{

//指向DIB第i行，第j個像素的指針

lpSrc= (unsigned char*)lpDIBBits + lLineBytes * (lHeight - 1 - i) + j; //計算新的灰度值

*lpSrc= bMap[*lpSrc];

}

} //返回

returnTRUE;

程序?qū)崿F(xiàn)窗口如圖4所示：

圖4 灰度拉伸參數(shù)設(shè)置圖

這里把原指紋圖像的灰度fa、fb分別設(shè)為50，160，根據(jù)，對比度展寬的條件，通過對ga、、gb灰度值調(diào)整，展寬后的指紋圖像的灰度ga、gb設(shè)為30，235，能較好的提高指紋脊線和谷線的對比度,改善圖像的清晰度。對圖1處理后的指紋圖像如下圖5所示：

圖5 對比度展寬后的指紋圖像

小結(jié)：

對比使用這兩種算法處理的同一個指紋圖像的效果圖，我們會發(fā)現(xiàn)對比度展寬較能改善指紋圖像的灰度，提高脊線和谷線的對比度，為后續(xù)求指紋的方向圖奠定基礎(chǔ)。該程序在visual c++軟件中調(diào)試實現(xiàn)，該算法簡單、快捷，且能很好的抑制圖像中的噪聲，不失為一種圖像灰度處理的好方法。

參考文獻

[1]朱虹，數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)，科學(xué)技術(shù)出版社，2005.4

[2]余錦華、陳建華、施心陵，指紋圖象的預(yù)處理，計算機工程與設(shè)計，2004.12

篇(5)

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；嵌入式；攝像頭；視頻壓縮；視頻采集

中圖分類號：TP37 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）26-0201-02

The Design And Implement Of Video Monitoring System Based On Embedded Linux

HE Yi

（School of Information Engineering，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，China）

Abstract： With the rapid development of Internet， embedded network video monitoring is hotspot that attracting extensive attention in the present， and have involved in all fields， so the research for the video monitoring system has a certain significance. So in the direction of video monitoring， this paper proposes a system design scheme， The system using the Linux as operating system， S3C2410 as development platform and Collecting video image data by USB camera， after compression coding， the video image data is transmitted to the video server and client through the network， achieve the basic monitoring function.

Key words： video monitoring； embedded； camera； video compression； video capture

1 概述

在當前科技迅速發(fā)展的環(huán)境下，視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在安防、交通監(jiān)控和家居生活等重要領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過了三個發(fā)展階段，第一是基于模擬攝像機的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)階段，第二是基于PC 端的數(shù)字視頻監(jiān)控階段，第三是基于嵌入式Linux的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)階段[1-2]。傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在傳輸距離和系統(tǒng)數(shù)據(jù)量有限、圖像質(zhì)量低和不易擴展等不足，數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)雖慢慢取代了模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但其本身也存在視頻前端采集復(fù)雜、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性差等局限。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在各類技術(shù)的不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上也在不斷發(fā)展中。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的趨勢下，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻圖像[3-5]，是目前實現(xiàn)視頻監(jiān)控最好的方法。本文設(shè)計并實現(xiàn)一套以S3C2410為開發(fā)平臺，以Linux為操作系統(tǒng)的基于嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)，客戶端只要和監(jiān)控終端在同一局域網(wǎng)內(nèi)均可實時監(jiān)控。

2 系統(tǒng)整體設(shè)計方案

該嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)以Linux系統(tǒng)和S3C2410開發(fā)板作為系統(tǒng)核心平臺，由在前端的USB攝像頭實時采集視頻數(shù)據(jù)，經(jīng)壓縮編碼后通過TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_服務(wù)器，客戶端可實現(xiàn)實時監(jiān)控。此系統(tǒng)主要由視頻服務(wù)器端和客戶端組成；服務(wù)器端包括視頻圖像采集模塊和TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，它們的職責(zé)就是將視頻數(shù)據(jù)進行壓縮、編碼后通過TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h程終端設(shè)備上。客戶端主要實現(xiàn)遠程終端設(shè)備的視頻顯示。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計

在該系統(tǒng)中，硬件結(jié)構(gòu)包括視頻圖像采集模塊、視頻服務(wù)器模塊和TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊。視頻圖像采集模塊主要完成視頻數(shù)據(jù)的實時采集，ARM開發(fā)板通過攝像頭采集獲取視頻圖像數(shù)據(jù)，然后進行壓縮存儲和處理，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊將視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h程移動終端上顯示。

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計

軟件部分的設(shè)計主要包括：嵌入式Linux系統(tǒng)的裁剪和移植、視頻圖像的采集、視頻的網(wǎng)絡(luò)傳輸以及客戶端網(wǎng)絡(luò)連接程序。系統(tǒng)的裁剪和移植等技術(shù)本文不再作詳細的論述。以下主要介紹視頻圖像采集模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的設(shè)計。

進行視頻采集[6]必須加入video4Linux模塊，要從攝像頭設(shè)備中采集視頻圖像幀，必須依靠此模塊所提供的接口。video4Linux是攝像頭設(shè)備的相關(guān)內(nèi)核驅(qū)動，它為攝像頭提供了編程所需的最基本的接口函數(shù)，比如ioctl（）函數(shù)、打開函數(shù)、寫函數(shù)和讀函數(shù)等的實現(xiàn)。并把它們定義在file_operation中，當應(yīng)用程序?qū)υO(shè)備文件進行打開讀寫等一系列系統(tǒng)調(diào)用的操作時，系統(tǒng)將通過此結(jié)構(gòu)去訪問內(nèi)核驅(qū)動程序[7-9]所提供的一些基本函數(shù)。video4Linux中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為視頻采集提供了各種視頻圖像的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，其中包括有：

video_window ：包含獲取的視頻圖像區(qū)域的基本信息

video_capability：包含設(shè)備信息，比如設(shè)備的分辨率范圍、設(shè)備的名稱和信號的來源信息等

video_picture：包含了所獲取圖像屬性；

video_channel：各個信號源的屬性；

video_mmapf：用于內(nèi)存映射；

video_mbuf：包含映射的幀的屬性和信息，比如所支持的最多幀數(shù)、每一幀圖像的大小和每一幀圖像相對基址的偏移等屬性；

video_buffer：最底層對緩沖區(qū)的描述。圖3為整個的視頻圖像采集流程，視頻圖像的采集程序包括以下流程，一是初始化設(shè)備，二是打開設(shè)備，三是獲取視頻設(shè)備和視頻圖像信息，四是圖像參數(shù)設(shè)定，五是視頻圖像采集。

視頻數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊本文采用B/S模式，以此模式來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控。本文采Boa來搭建Web服務(wù)器[10]。Boa 有它自己的特點，首先它支持CGI；其次它是單任務(wù)的，它與傳統(tǒng)的web服務(wù)器不同，第一，對于每一個連接，它不會去重新啟動一個新的進程，第二，對于二個或者多個連接，它也不會去啟動多個對自身的復(fù)制；再次，對于所有在進行活動的連接，Boa只會在內(nèi)部對它進行相應(yīng)的處理，而且，對每一個CGI連接，它都會重新去開啟一個進程。Boa支持的CGI公共網(wǎng)關(guān)接口適用于各種不同的平臺，是用戶應(yīng)用程序與Web服務(wù)器最常用的通信接口。

5 系統(tǒng)仿真和測試

本文提出的構(gòu)架方案和實現(xiàn)方案已經(jīng)通過測試。客戶端監(jiān)控界面如圖4所示。整個系統(tǒng)開發(fā)不僅簡潔，而且高效，同時成本比較低，穩(wěn)定性非常可靠，能夠被移動設(shè)備應(yīng)用，實現(xiàn)實時視頻監(jiān)控。

參考文獻：

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篇(6)

關(guān)鍵詞：雙目視覺 立體匹配 導(dǎo)航定位 機器人

中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2011)12-0059-02

引言

雙目視覺是一種通過兩幅圖像獲取物體三維信息的方法，具有通過二維圖像認知物體三維立體信息的能力，其關(guān)鍵技術(shù)就是要解決兩幅圖像中對應(yīng)點的匹配問題［1］。立體匹配一直都是機器視覺領(lǐng)域中的難點和熱點，論文根據(jù)結(jié)合變電站及巡檢機器人雙目視覺系統(tǒng)的特點，運用匹配輔助區(qū)域匹配算法實現(xiàn)立體匹配，獲得密集準確的深度圖。

1、立體匹配原理

立體匹配基于視差原理，如圖1所示。其中基線距B=兩攝像機的投影中心連線的距離；攝像機焦距為f。設(shè)兩攝像機在同一時刻觀看空間物體的同一特征點，分別在“左眼”和“右眼”上獲取了點的圖像，它們的圖像像素坐標分別為

采用平行攝像機模型，兩攝像機的圖像在同一個平面上，并且特征點p的圖像坐標y坐標在左右圖像平面上相同，

可以得到：

要想根據(jù)左右圖像對完成立體匹配任務(wù)，就把只需計算左右圖像對的立體視差，立體視差是景物點在左右圖像中圖像像素的橫坐標之差，即：

從而就可以建立立體視差圖(又稱深度圖)。所建立的立體視差圖可以細分為兩個子區(qū)域，零視差子區(qū)域和非零視差子區(qū)域，零視差子區(qū)域為機器人可以自由行走的無障礙平坦區(qū)域；非零視差子區(qū)域為平坦區(qū)域上的凸出區(qū)域，可能是障礙物存在的區(qū)域。

根據(jù)式(3)及立體視差原理，可以方便地計算世界坐標下的特征點在攝像機坐標系下的三維坐標：

左攝像機像面上的任意一點只要能在右攝像機像面上找到對應(yīng)的匹配點，就可以確定出該點的三維坐標。這種方法是完全的點對點運算，像面上所有點只要存在相應(yīng)的匹配點，就可以根據(jù)式(5)計算出對應(yīng)的三維坐標。

2、立體匹配設(shè)計

經(jīng)過圖像預(yù)處理，可以為立體匹配提供較理想立體圖像對，降低了匹配算法的難度。論文結(jié)合變電站、檢機器人雙目視覺系統(tǒng)的特點，運用特征輔助區(qū)域匹配算法實現(xiàn)立體匹配，該算法結(jié)合特征匹配算法及區(qū)域匹配算法的優(yōu)點，可以在計算量不大的情況下，生成密集準確的立體視差圖。

算法的總體上分三步：

2.1 匹配初始化階段

匹配初始化階段需要完成以下工作：對雙目攝像機參數(shù)的標定；對攝像機所采用的圖像運用高斯―拉普拉斯模板進行圖像預(yù)處理；對預(yù)處理的圖像運用加速主成分分析法實現(xiàn)圖像的特征提取；這些過程都是為后面的立體匹配做準備，為之提供較理想的立體圖像對。

2.2 特征匹配階段

根據(jù)各種匹配準則縮小匹配點的搜索范圍，利用特征匹配算法確定正確的匹配點。

2.3 區(qū)域匹配階段

由于前面特征提取算法限制，不可能把景物所有特征點全部提取到，所以特征點匹配完成后，還存在一些有價值的非特征點未被匹配。但是這些未被匹配點被已匹配點限制在較小的范圍內(nèi)，對這些小范圍點的匹配就是區(qū)域匹配算法的工作。

對多個可能的候選匹配點比較時，可能使用的依據(jù)有灰度、曲率、拉普拉斯變換、梯度等。結(jié)合變電站實際環(huán)境，運用連續(xù)性約束準則和灰度、x方向的灰度梯度、梯度方向唯一確定匹配點［2］。思路如下：

①┍算視覺連續(xù)性約束相關(guān)系數(shù)

其中d為已匹配點的視差均值，d為當前候選匹配點的視差。若，1為預(yù)先設(shè)定視覺連續(xù)性約束相關(guān)系數(shù)閾值，排除此候選匹配點，重復(fù)執(zhí)行此步直到時，執(zhí)行第2步；否則直接執(zhí)行第2步執(zhí)行。

②計算候選匹配點與待匹配點的灰度相關(guān)值Vcorr、x方向的灰度梯度接近程度系數(shù)Kgard_r、梯度方向相關(guān)系數(shù)式(7)-(8)中，K_gard_x、K_gard_y為基準圖像上特征點x和y方向的梯度，Rgrad_x、Rgrad_y為候選匹配點x和y方向的梯度，fl、fr為左右圖像的灰度函數(shù)，、為特征點和候選匹配點在窗口(2N+2M+1)中灰度均、為兩點在窗口中灰度標準差。若有Vcorr

③計算總判斷依據(jù)

計算出所有候選匹配點的Iall值，其Iall值最大者即認為是最佳候選匹配點，即特征點Pleft在右圖像中的匹配點。

要匹配固定大小的圖像窗口中的像素，相似約束準則是兩幅圖像在窗口中的相關(guān)性度量，當被搜索區(qū)域的點與待匹配點間相似約束準則最大化時，認為搜索區(qū)域的點是待匹配點的匹配點［3］。

設(shè)有立體圖像對IMG1、IMGr，Pl、Pr為兩幅圖像中的像素點，相關(guān)窗口大小為，為圖像IMGl中像素點Pl在圖像3、實驗與結(jié)果

圖2中左右兩圖像，是左右攝像機對同一景物拍攝所得。

根據(jù)上圖的左右兩圖，運用立體匹配算法求得立體視差圖。實驗結(jié)果如圖3所示，其中左圖像素深度圖，右圖是對左圖經(jīng)median處理后的效果圖，看起來對左圖清晰了不少，但不能顯示真實圖像視差關(guān)系。此算法消耗較長時間，將在以后工作中改進。

參考文獻

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［3］薛長松．基于DM642的雙目視覺控制系統(tǒng)研究［D］.河南大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007.

篇(7)

[關(guān)鍵詞]3D 液晶顯示 快門式3D 3D眼鏡

中圖分類號：TM741 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）12-0385-01

2010年開始，為吸引消費者眼球、占據(jù)銷售市場，3D液晶電視被國內(nèi)外各大電視生產(chǎn)廠家作為其主打旗艦產(chǎn)品。現(xiàn)階段3D顯示技術(shù)大致可以分為兩種：眼鏡式3D顯示技術(shù)、裸眼3D顯示技術(shù)。受產(chǎn)品空間與相關(guān)技術(shù)的限制，裸眼3D并沒有得到普遍的應(yīng)用，反而眼鏡式3D顯示技術(shù)以其較低的技術(shù)門檻、較低的硬件要求、簡單易實現(xiàn)等優(yōu)勢，成為3D電視顯示與電影院等顯示平臺經(jīng)常采用的技術(shù)模式，成為當前主流的3D技術(shù)。其中，快門眼鏡式3D以其高分辨率、畫質(zhì)自然等優(yōu)勢成為目前主流的3D顯示技術(shù)。[1]

本課題主要對主動快門眼鏡式3D做了一定的研究。重點解釋相關(guān)技術(shù)的原理以及介紹3D顯示的電路系統(tǒng)設(shè)計。并對3D技術(shù)對人體的健康問題做了一定的討論。

1 快門式3D顯示原理

1.1 3D顯示原理

3D（3 Dimension）就是三維立體，該名詞概念是相對于二維平面而言的。我們?nèi)祟愃苡^察到的周圍世界就是一個立體的空間，其中的所有事物都有三個維度，如圖2-1所示：寬度（X）、高度（Y）、深度（Z）。所以我們可以感受到它們的前后與遠近以及相互之間的位置關(guān)系。我們已經(jīng)習(xí)慣了在這種3D立體世界中的生活方式。然而由于受到顯示技術(shù)發(fā)展的制約，在傳統(tǒng)的顯示設(shè)備上，我們只能觀看到二維的世界。

3D顯示技術(shù)就是人為的把一幀圖像處理成具有視差的兩幀圖像，為了得到這樣的圖像我們可以在拍攝影像的時候利用攝像機模擬人眼，用攝像機的左右兩個鏡頭分別拍攝一幅略有不同的2D圖像，也可以在電視上利用3D處理技術(shù)直接可以把一幀圖像處理成左右、上下或者行交錯的兩幅圖像，使得兩眼看到有差異的景象，再利用特制的眼鏡或者通過裸眼3D技術(shù)來感受真正的三維立體顯示效果。[2]

1.2 快門式3D顯示技術(shù)原理

主動快門式3D技術(shù)，是一種時間域調(diào)制技術(shù)（時分法）。按照顯示圖像刷新頻率的不同，傳統(tǒng)的快門眼鏡式3D液晶顯示系統(tǒng)可分為120HZ和240HZ兩種。120HZ是將2D下的圖像刷新頻率提高至2倍，左右眼畫面輪流交替的顯示在液晶屏上；而針對240HZ刷新頻率的液晶顯示屏，為正常顯示，其需要的芯片處理速度和圖像處理速度都非常高，此外對液晶屏的液晶響應(yīng)速度要求亦很高，而受目前的資源和技術(shù)限制，真正意義上的240HZ液晶顯示技術(shù)并未廣泛生產(chǎn)。

目前240HZ傳統(tǒng)的做法依舊是將左右眼畫面以120HZ的頻率顯示在液晶屏上，不同的是它通過縮短左右眼畫面的顯示時間，分別在左右眼畫面之后插入一段時間的黑或灰畫面，如此在很大程度上降低了左右眼圖像的串擾。目前主流的快門眼鏡式3D液晶顯示系統(tǒng)的圖像刷新頻率為120HZ、液晶逐行尋址。3D信號經(jīng)過電路處理后，在液晶顯示屏上以120HZ的頻率輪流交替顯示左右眼的圖像，即左右眼圖像均為60HZ。同時觀看者需佩戴一幅快門式3D眼鏡，眼鏡受同步信號的控制而同步開關(guān)，當顯示左眼畫面時，左眼鏡片打開，右眼鏡片關(guān)閉；同樣，當顯示右眼畫面時，右眼鏡片打開，左眼鏡片關(guān)閉，如此觀看者就能看到較好的立體效果。

1.3 快門眼鏡工作原理

快門眼鏡式3D技術(shù)所用的快門式眼鏡在接收到空間的射頻或者紅外控制信后，鏡片開始有規(guī)律的打開關(guān)閉，這種控制信號大部分采用頻率60Hz幅值3.3V38kHz或者25kHz載波信號，主流的3D眼鏡可接收的頻率范圍是60±1Hz，載波頻率范圍為±0.5%，必須保證同步信號的頻率滿足眼鏡的要求，避免因頻率不符合要求帶來液晶屏的閃爍或者鏡片閃爍等問題。

眼鏡的鏡片實際上是兩片可以分別控制開和關(guān)的液晶屏，工作原理與液晶面板類似，不同之處在于鏡片的狀態(tài)只有黑和白兩種，沒有中g(shù)灰階的存在。不通電的情況下，鏡片是透明狀態(tài)顯示為白色，通電后鏡片顯示為黑色狀態(tài)。不同眼鏡其黑-白-黑的翻轉(zhuǎn)時間是不一樣的。鏡片翻轉(zhuǎn)的時間越短，穩(wěn)態(tài)的時間越長，這樣背光的打開時間可以增加，屏的亮度也會隨之提高。

2 快門式3D顯示的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計

快門式3D液晶電視眼鏡系統(tǒng)方案包含兩部分：紅外發(fā)射部分和眼鏡部分。

紅外發(fā)射部分設(shè)計紅外發(fā)射部分電路結(jié)構(gòu)如圖2.1.1所示。紅外發(fā)射硬件部分包括MCU和紅外發(fā)射兩部分。液晶電視機逐幀顯示左右?guī)攷嬅媲袚Q的時候，有一個sync信號，電視機主芯片將此sync信號發(fā)出。VESA標準的sync信號為方波信號，如圖2.1.2所示，sync高電平周期對應(yīng)左畫面，低電平周期內(nèi)對應(yīng)右畫面。但是目前的3D片源有R/L、L/R方式的，有可能與VESA標準反向，高電平周期對應(yīng)右畫面，低電平周期對應(yīng)左畫面，為解決此問題，發(fā)射電路上設(shè)一個極性切換按鈕，如果在實際觀看中發(fā)現(xiàn)有錯亂現(xiàn)象，可以按一下按鈕，發(fā)射電路會將sync信號做極性反向處理。MCU收到sync信號后進行處理，然后調(diào)制為紅外發(fā)射碼，通過20kHz的紅外載波發(fā)射出去。目前電視機上采用的紅外遙控接收頭頻率為8kHz，為防止干擾，特選用20kHz的載波頻率。

眼鏡部分設(shè)計眼鏡部分電路結(jié)構(gòu)如圖2.1.3所示。眼鏡部分內(nèi)部包含可充電聚合物鋰電池、紅外接收頭、兩塊PCB板；一塊PCB板上放置USB接口和充電電路，放在右邊鏡架內(nèi)；另一塊PCB板上包含MCU、升壓電路、鏡片切換控制電路三部分，放在左邊鏡架內(nèi)；紅外接收頭放在兩只鏡片的正中間部位；PCB板與鏡片、紅外接收頭通過FPC線連接，鏡片、紅外接收頭需焊接在FPC線上，電池自帶接線口，焊接在PCB板上。

軟件部分要求實現(xiàn)休眠/工作模式切換、紅外解碼、電量檢測指示和產(chǎn)生眼鏡驅(qū)動信號的功能。眼鏡接收到發(fā)射電路發(fā)出來的紅外信號時，根據(jù)其內(nèi)容控制左右眼鏡片的開關(guān)。

參考文獻

[1] 楊杰.快門眼鏡式3D液晶顯示背光控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).中國海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文.2012.5.