点击接通在线客服
计算机视觉的图像处理技术(一)
【来源/作者】周世红 【更新日期】2018-09-29

完整的数字图像处理技术一般可分为图像信息的获取、图像信息的存储、图像信息处理、图像信息的输出和显示等几个方面。

一、图像数字化

(一)图像数字化输入设备

图像信息的数字化主要目的是把一幅图像转换成适合输入计算机或数字设备的数字信号,这一过程包括光电转换、图像摄取及图像数字化等几个步骤。通常图像获取设备有如下几种。

1、CCD摄像机

CCD摄像机是使用最广泛的图像获取设备之一。该设备具有小巧、速度快、成本低、灵敏度高等特点,可进行动态实时的图像处理。缺点是灰度层次较差、非线性失真较大、有黑斑效应,在使用中需要校正。目前,CCD摄像机在分辨率、灵敏度等方面已做到较高水平,1920×1035或1024×1024的高分辨率的CCD摄像机已很成熟。

2、数码相机

随着数码科技和PC电脑的发展,数码相机已逐渐成为首选的快速捕获图像的工具和计算机图像信息输入的设备。数码相机是典型的光、机、电一体化产品。其特点是携带方便、操作简单、精度较高、图像清晰。数码图像的分辨率一般在几十万到几百万像素,有的甚至达到几千万像素。适合于作为进行静态图像处理的图像捕获设备。

3、扫描鼓

这是一种高精度的滚桶式图像摄取设备。特点是精度高、分辨率高,可以输入也可以输出;缺点是价钱昂贵、速度低、维护要求高。多用于静止图像的输入输出设备。

4、扫描仪

这种设备具有中等精度和分辨率,600DPI精度的扫描仪已常见。扫描仪的成本很低,近几年降价尤其显著,一般台式的已降至数百元,所以是当今应用最为广泛的图像信息获取设备。缺点是速度较慢,非实时设备。

5、其他

除了前面谈到的图像捕获设备外,还有一些特殊的图像捕获设备,如显微光密度计、微波辐射计、多光谱相机、多光谱扫描仪、红外摄像仪、多通道红外扫描仪、各种雷达等设备。

(二)图像信息的存储

图像信息的突出特点是数据量巨大。一般作档案存储主要采用磁带、磁盘或光盘。为解决海量存储问题,需要研究数据压缩、图像格式及图像数据库技术等。

(三)图像的输出与显示

图像处理的最终目的是为人或机器提供一幅更便于解释和识别的图像。因此,图像输出也是图像处理的重要内容之一。图像的输出有两种:一种是硬拷贝,另一种是软拷贝。其分辨率随着科学技术的发展而提高,至今已有2048×2048的高分辨率显示设备问世。通常的硬拷贝方法有照相、激光拷贝、彩色喷墨打印等多种方法;软拷贝方法有CWI、显示、液晶显示器、场致发光显示器等几种。

(四)计算机视觉系统

一般的计算机视觉系统如图2—1所示。

主机配以图像采集卡及显示设备就构成了最基本的微型计算机视觉系统。目前,国产的CA540、Vp32、FGCT11010N8、CA-CPE-1000、CA-CPE-3000等图像采集卡已商品化。多媒体系统中常用的Video Blaster也是一种较普遍的图像卡。

微型计算机视觉系统成本低、设备紧凑、应用灵活、便于推广。特别是微型计算机的性能逐年提高,使得微型计算机视觉系统的性能也不断升级,加之软件配置丰富,使其更具实用意义。

二、数字图像文件格式

数字图像处理通常会产生大量含有数字的图像文件,而且每个文件数据量相当大,它们必须被存档,而且经常需要在不同的用户及系统间交换。这就要求有一些用于数字文件存储和传送的标准格式。

有许多数字图像文件格式已被定义和使用。其中一小部分获得了足够广泛的应用,或多或少成了事实上的标准。大多数商业化的图像处理程序可以读写几种流行的图像文件格式。其他简单的程序只是读取和显示在不同文件格式中的图像及从一种格式转换为另一种格式。这些程序自动地检测指定输入文件的格式,这可通过利用文件扩展名或文件自身包含的格式信息来做到。将一幅显示的图像存为文件时,用户可以指定文件格式。

大多数图像文件格式除图像数据外还存储标签注释信息。这可能包括关于图像创建及格式的数据,以及用户提供的注释。

单色显示设备通常使用8bit数模转换器电路产生视频信号,控制屏幕上所显示像素的亮度,这就提供了256级灰度能力。彩色显示设备使用三个8bit数模转换器产生三个视频信号,分别控制所显示图像的红、绿和蓝分量的亮度。因此,它们具有224即超过1600万种不同颜色的能力。但考虑到显示管的不完善及人眼的局限性,实际上可辨别的颜色要少得多。

数字图像不仅有单色和彩色两种格式,而且有不同的光度分辨率(颜色数或灰度级数)。对单色图像,最常见的灰度级数是2,16或256,对应于每像素1,4或8bit。这些特殊的灰度分辨率易于打包到内存和磁盘文件的8bit字节中。在某些应用中也使用其他不同的灰度分辨率。

调色板是一个查找表,它使每个像素值与对应的显示颜色联系起来,因而一幅4bit图像使用调色板后,可以从显示器理想状态下能显示的l600万种颜色中选择16种特定颜色进行显示。定义具体图像映射方式的调色板通常包含在图像数据文件中,并且控制着观察图像或打印图像时所用的显示设备。常用数字图像文件格式有如下几种。

参考资料:现代食品检测技术


【关键词】计算机视觉,图像处理,现代食品,国家标准物质网 

<< 上一篇:TLC测定黄曲霉毒素B1(二)

>> 下一篇:核酸探针的种类及其制备方法