導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇圖像處理技術(shù)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)從系統(tǒng)層次上可分為高、中、低檔三個(gè)層次，目前一般比較普及的是低檔次的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由CCD（攝像頭）、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)三個(gè)部分組成，其結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用方便，效果也比較不錯(cuò)，得到的圖像較清晰。目前網(wǎng)上基于VC開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的文章不少，可是關(guān)于如何在VC開發(fā)平臺(tái)上使用圖像采集卡的文章確沒發(fā)現(xiàn)，筆者針對在科研開發(fā)中積累的使用圖像采集卡經(jīng)驗(yàn)，介紹如何自己是如何將采集卡集成到圖像開發(fā)系統(tǒng)中，希望能夠給目前正需要利用圖像采集卡開發(fā)自己的圖像處理系統(tǒng)的朋友有所幫助。

使用的攝像機(jī)采用臺(tái)灣BENTECHINDUSTRIAL有限公司生產(chǎn)的CV-155L黑白攝像機(jī)。該攝像機(jī)分辨率為752x582。圖象采集卡我們采用北京中科院科技嘉公司開發(fā)的基于PCI總線的CA-MPE1000黑白圖象采集卡。使用圖像采集卡分三步，首先安裝采集卡的驅(qū)動(dòng)程序，并將虛擬驅(qū)動(dòng)文件VxD.vxd拷貝到Windows的SYSTEM目錄下；這時(shí)候就可以進(jìn)入開發(fā)狀態(tài)了，進(jìn)入VC開發(fā)平臺(tái)，生成新的項(xiàng)目，由于生產(chǎn)廠家為圖像采集卡提供了以mpew32.dll、mpew32.lib命名的庫文件，庫中提供了初始硬件、采集圖像等函數(shù)，為使用這些函數(shù)，在新項(xiàng)目上連接該動(dòng)態(tài)庫；最后一步就是采集圖像并顯示處理了，這一步要設(shè)置系統(tǒng)調(diào)色板，因?yàn)椴杉ㄌ峁┑氖锹銏D形式，既純圖像數(shù)據(jù)，沒有圖像的規(guī)格和調(diào)色板信息，這些需要開發(fā)者自己規(guī)定實(shí)現(xiàn)，下面是實(shí)現(xiàn)的部分代碼：

CTestView::CTestView()

{

W32_Init_MPE1000();//初始化采集卡

W32_Modify_Contrast(50);//下面的函數(shù)是為了對采集卡進(jìn)行預(yù)設(shè)置

W32_Modify_Brightness(45);//設(shè)置亮度

W32_Set_HP_Value(945);//設(shè)置水平采集點(diǎn)數(shù)

wCurrent_Frame=1;//當(dāng)前幀為1，獲取的圖像就是從這幀取得的

//設(shè)置采集信號(hào)源，僅對MPE1000有效

W32_Set_Input_Source(1);

W32_CACardParam(AD_SETHPFREQ,hpGrabFreq);

W32_Set_PAL_Range(1250,1024);//設(shè)置水平采集范圍

W32_Set_VGA_Mode(1);

wGrabWinX1=0;//采集窗口的左上角的坐標(biāo)

wGrabWinY1=0;

firstTime=TRUE;

bGrabMode=FRAME;

bZipMode=ZIPPLE;

/

lpDib=NULL;//存放獲取的圖像數(shù)據(jù)

}

CTestView::~CTestView()

{

W32_Close_MPE1000();//關(guān)閉采集卡

}

////顯示采集的圖象，雙擊鼠標(biāo)采集停止

voidCTestView::OnGraboneframe()

{

//TODO:Addyourcommandhandlercodehere

wCurrent_Frame=1;

//設(shè)置采集目標(biāo)為內(nèi)存

W32_CACardParam(AD_SETGRABDEST,CA_GRABMEM);

//啟動(dòng)采集

if(lpDib!=NULL)

{

GlobalUnlock(hglbDIB);

GlobalFree(hglbDIB);

}

//分配內(nèi)存

hglbDIB=GlobalAlloc(GHND,(DWORD)wImgWidth*(DWORD)wImgHeight);

lpDib=(BYTE*)GlobalLock(hglbDIB);

hdc=GetDC()->GetSafeHdc();

if(lpDib!=NULL)

{

cxDib=wImgWidth;

cyDib=wImgHeight;

SetLogicPal(hdc,cxDib,cyDib,8);

SetStretchBltMode(hdc,COLORONCOLOR);

bGrabMark=TRUE;

while(bGrabMark==TRUE)

{

if(msg.message==WM_LBUTTONDBLCLK)

bGrabMark=FALSE;

W32_ReadXMS2Buf(wCurrent_Frame,lpDib);

SetDIBitsToDevice(hdc,0,0,cxDib,cyDib,0,0,

0,cyDib,(LPSTR)lpDib,

bmi,

DIB_RGB_COLORS);

}

//停止采集

W32_CAStopCapture();

::ReleaseDC(GetSafeHwnd(),hdc);

return;

}

////將下面這個(gè)函數(shù)添加在視圖類的CTestView::OnSize（）函數(shù)中，就可以對系統(tǒng)的調(diào)色板進(jìn)行設(shè)置。

voidWINAPIInitLogicPal(HDChdc,shortwidth,shortheight,WORDbitCount)

{

intj,i;

shortcxDib,cyDib;

LOGPALETTE*pLogPal;

j=256;

if((pLogPal=(LOGPALETTE*)malloc(sizeof(LOGPALETTE)+(j*sizeof(PALETTEENTRY))))==NULL)

return;

pLogPal->palVersion=0x300;

pLogPal->palNumEntries=j;

for(i=0;ipLogPal->palPalEntry[i].peRed=i;

pLogPal->palPalEntry[i].peGreen=i;

pLogPal->palPalEntry[i].peBlue=i;

pLogPal->palPalEntry[i].peFlags=0;

}

hPal=::CreatePalette(pLogPal);

deletepLogPal;

::SelectPalette(hdc,hPal,0);

::RealizePalette(hdc);

cxDib=width;cyDib=height;

if((bmi=(BITMAPINFO*)malloc(sizeof(BITMAPINFOHEADER)+j*sizeof(RGBQUAD)))==NULL)

return;

//bmi為全局變量，用于顯示圖像時(shí)用

bmi->bmiHeader.biSize=40;

bmi->bmiHeader.biWidth=cxDib;

bmi->bmiHeader.biHeight=cyDib;

bmi->bmiHeader.biPlanes=1;

bmi->bmiHeader.biBitCount=bitCount;

bmi->bmiHeader.biCompression=0;

bmi->bmiHeader.biSizeImage=0;

bmi->bmiHeader.biXPelsPerMeter=0;

bmi->bmiHeader.biYPelsPerMeter=0;

bmi->bmiHeader.biClrUsed=0;

bmi->bmiHeader.biClrImportant=0;

for(i=0;ibmi->bmiColors[i].rgbBlue=i;

bmi->bmiColors[i].rgbGreen=i;

bmi->bmiColors[i].rgbRed=i;

bmi->bmiColors[i].rgbReserved=0;

}

}

視頻"畫中畫"技術(shù)

"畫中畫"這個(gè)概念類似與彩色電視機(jī)"畫中畫"，就是在一幅大的圖像內(nèi)顯示另外一幅內(nèi)容不同的小的圖像，小圖像的尺寸大小一般地說為大圖像尺寸的1/4或1/9，顯示位置在大圖像的右上角。這種技術(shù)不僅在電視技術(shù)中，在可視電話系統(tǒng)也可以發(fā)現(xiàn)這種技術(shù)的身影，它們都是依靠硬件來實(shí)現(xiàn)的，但是如何在VC開發(fā)平臺(tái)上用編程語言來將該功能添加到自己開發(fā)的視頻監(jiān)控軟件，為使用者提供更大的信息量呢？也許讀者最容易想到的是首先顯示大圖像，然后再在一個(gè)固定位置畫第二幅小圖像，這種技術(shù)技術(shù)如果對于靜止圖像當(dāng)然沒有問題，但是對于視頻流，由于每一秒鐘需要畫25幀，即25幅圖像，這樣一來計(jì)算機(jī)需要不停的畫不停的擦除，會(huì)給用戶以閃爍的感覺，如何解決這個(gè)問題呢？有的參考書上將大小圖像分快顯示，這種方法要將待顯示的圖像數(shù)據(jù)與顯示位置的關(guān)系對應(yīng)起來，容易出錯(cuò)不說，而且麻煩，且速度慢，為此，我對該方法進(jìn)行了改進(jìn)，得到了滿意的效果。實(shí)現(xiàn)的代碼如下：

voidpictureinpicture()

{

………………………..

CBitmapbitmap,*oldmap;

pData1=(BYTE*)newchar[biWidth*biHeight*3];//biWidth和biHeight為視頻采集卡獲取//的圖像尺寸。

Read(pData1,bih.biWidth*bih.biHeight*3);//該函數(shù)從采集卡中獲取數(shù)據(jù)

CClientDCdc(this);

m_pBMI1=newBITMAPINFO;//自定義的BMP文件信息結(jié)構(gòu)，用于后面的圖像顯示

m_pBMI1->bmiHeader.biBitCount=24;

m_pBMI1->bmiHeader.biClrImportant=0;

m_pBMI1->bmiHeader.biClrUsed=0;

m_pBMI1->bmiHeader.biCompression=0;

m_pBMI1->bmiHeader.biHeight=biHeight;

m_pBMI1->bmiHeader.biPlanes=1;

m_pBMI1->bmiHeader.biSize=40;

m_pBMI1->bmiHeader.biSizeImage=WIDTHBYTES(biWidth*8)*biHeight*3;

m_pBMI1->bmiHeader.biWidth=biWidth;

m_pBMI1->bmiHeader.biXPelsPerMeter=0;

m_pBMI1->bmiHeader.biYPelsPerMeter=0;

////////////////////////////////////////////////////////////////////////

pData2=(BYTE*)newchar[biWidth1*biHeight1*3];//申請存放小圖像的緩沖區(qū)

Read(pData2,biWidth1*biHeight1*3);////向該緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)

m_pBMI2=newBITMAPINFO;

m_pBMI2->bmiHeader.biBitCount=24;

m_pBMI2->bmiHeader.biClrImportant=0;

m_pBMI2->bmiHeader.biClrUsed=0;

m_pBMI2->bmiHeader.biCompression=0;

m_pBMI2->bmiHeader.biHeight=biHeight1;

m_pBMI2->bmiHeader.biPlanes=1;

m_pBMI2->bmiHeader.biSize=40;

m_pBMI2->bmiHeader.biSizeImage=WIDTHBYTES(biWidth1*8)*biHeight1*3;

m_pBMI2->bmiHeader.biWidth=biWidth1;

m_pBMI2->bmiHeader.biXPelsPerMeter=0;

m_pBMI2->bmiHeader.biYPelsPerMeter=0;

//下面實(shí)現(xiàn)畫中畫的顯示

CDCMemDc;

MemDc.CreateCompatibleDC(&dc);

bitmap.CreateCompatibleBitmap(&dc,biWidth,biHeight);

oldmap=MemDc.SelectObject(&bitmap);

::StretchDIBits(MemDc.m_hDC,0,0,biWidth,biHeight,0,0,—biWidth,biHeight,pData1,m_pBMI1,DIB_RGB_COLORS,SRCCOPY);//首先將大圖像畫在內(nèi)寸上下文中

::StretchDIBits(MemDc.m_hDC,20,20,biWidth1,biHeight1,_

0,0,biWidth1,biHeight1,pData2,m_pBMI2,DIB_RGB_COLORS,SRCCOPY);//再將小圖像畫在內(nèi)寸上下文中

::StretchBlt(dc.m_hDC,0,0,bih.biWidth,bih.biHeight,_

MemDc.m_hDC,0,0,bih.biWidth,bih.biHeight,SRCCOPY);//將結(jié)果顯示在屏幕上。

MemDc.SelectObject(oldmap);

deletepData1;

deletem_pBMI1;

篇2

2對圖像處理工作的幫助

目前無論是任何地點(diǎn)，都能夠看到監(jiān)控?cái)z像頭，視頻監(jiān)控已經(jīng)成為了社會(huì)的一種現(xiàn)象。視頻監(jiān)控強(qiáng)調(diào)視頻的清晰度，才能夠更好地為大眾服務(wù)。隨著出現(xiàn)的各種圖像處理方法，圖像的清晰度在不斷地提高。而針對圖像處理這一任務(wù)，出現(xiàn)了各種處理軟件，并且隨著人們對圖像清晰度提出的新要求，這些軟件也在不斷的完善。

2.1常用的圖像處理功能

下面為大家分析一下在圖像處理時(shí)候，對軟件要求的幾項(xiàng)功能。模糊圖像清晰化功能。實(shí)際拍攝中，焦距、運(yùn)動(dòng)等對圖像進(jìn)行的影響，出現(xiàn)圖像模糊化，運(yùn)用處理軟件使原本模糊的圖像清晰。該項(xiàng)功能在實(shí)際生活中得到了廣泛的運(yùn)用；消除噪聲。很多視頻拍攝完畢后，都會(huì)有很多干擾的聲音，覆蓋了我們需要的聲音。利用自動(dòng)增強(qiáng)的功能，能夠使該圖像所要反映的內(nèi)容更加突出；同時(shí)還能夠?qū)D像進(jìn)行銳化處理、將其鋸齒消除。同時(shí)，由于很多監(jiān)控設(shè)備像素不是很高，拍攝出來的畫面在放大之后會(huì)出現(xiàn)一片馬賽克的現(xiàn)象，可以運(yùn)用軟件將馬賽克弱化。在拍攝物體的時(shí)候，如果該物體是背朝光源，就會(huì)出現(xiàn)拍攝出來的畫面很暗，無法看清楚物體的原貌，這是就可以用明暗校正的功能來處理該圖像；圖像的重建功能?？梢詫⑴臄z的畫面分為多個(gè)幀，將幀進(jìn)行融合，然后將模糊的部分進(jìn)行清晰化處理；如果圖像中出現(xiàn)的人物面部不是很清晰，可以通過幀平均的方法，使人的五官變得更加清楚；對動(dòng)態(tài)視頻處理的功能?？梢詫⑴臄z中畫面的亮度、明暗對比、噪聲等問題進(jìn)行處理；因?yàn)楣饩€、監(jiān)控機(jī)自身的原因，造成了拍攝的畫面出現(xiàn)了失真的問題，可以通過還原圖像的功能，使原本圖像的顏色真實(shí)展現(xiàn)在人們眼中。

篇3

2三維實(shí)體重建

計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的發(fā)展，特別是人工智能、模式識(shí)別、計(jì)算機(jī)模擬、知識(shí)庫和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)的發(fā)展，使人們能將物理、化學(xué)理論與大批雜亂的試驗(yàn)資料結(jié)合起來，用歸納和演繹相結(jié)合的方法為新材料的研制做出決策，為材料設(shè)計(jì)和實(shí)施提供了行之有效的技術(shù)手段?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像處理技術(shù)，特別是快速原型制造技術(shù)與CT掃描、MR（I磁共振成像）等技術(shù)結(jié)合，都已成功地在醫(yī)學(xué)上得到應(yīng)用。而通過利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，可以在一定的控制條件下進(jìn)行仿真研究。

2.1數(shù)據(jù)的采集

首先要對病人預(yù)置換股骨頭處進(jìn)行CT斷層掃描，分別進(jìn)行俯視圖掃描、主視圖掃描，目的是為了得到清晰的股骨頭球面輪廓，如圖1所示。然后將清晰的目標(biāo)圖像按照與實(shí)物1∶1的比例進(jìn)行截圖后掃描至計(jì)算機(jī)，并將圖像轉(zhuǎn)換成512×512Bit的數(shù)字圖像，像素灰度為0～255，利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行消除噪聲、灰度校正等處理。

2.2圖像邊界輪廓提取與修整

通過AutoCAD中的光柵圖像參考功能，將處理后的圖片（1∶1）依次導(dǎo)入為背景，再利用多線段、剪切、圓等繪圖工具對目標(biāo)進(jìn)行輪廓標(biāo)記與識(shí)別。醫(yī)學(xué)圖像的輪廓識(shí)別比較復(fù)雜，主要是由于掃描進(jìn)來的關(guān)節(jié)圖像的粘連性較大，甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)誤識(shí)別、假輪廓。為此，在輪廓跟蹤處理完之后，必須對輪廓進(jìn)行修正，使不符合要求的虛假輪廓得以清除，可采用自動(dòng)修正或手工修正。對于沒有平滑掉的雜點(diǎn)而產(chǎn)生的虛偽輪廓，根據(jù)比較兩個(gè)封閉曲面內(nèi)像素點(diǎn)的多少來進(jìn)行清除，保留大輪廓，舍掉小輪廓，對于不能自動(dòng)判斷的粘連、不連續(xù)等失真現(xiàn)象，使用手工控制方法。刪除底片保留輪廓線，利用軟件將其進(jìn)行貝塞爾曲線修整，結(jié)合CT掃描的尺寸數(shù)據(jù)按比例調(diào)整為建模尺寸。目前，關(guān)于三維重建的方法是：通過掃描儀將CT實(shí)體照片以高分辨率模式掃描為電子照片格式，然后利用PS對其進(jìn)行二值化處理，使用Freeman進(jìn)行鏈碼提取并跟蹤輪廓，再將每個(gè)斷層外輪廓數(shù)據(jù)導(dǎo)入AutoCAD中，組成一個(gè)三維體數(shù)據(jù)，再進(jìn)行曲面重建，最終利用蒙皮法得到三維形體。這種方法可以制造出與病人骨形完全一致的假體，關(guān)鍵是要精確地提取股骨頭球面輪廓尺寸和形狀，這樣才能使股骨頭與股骨腔吻合程度較高。

2.3矢量化處理

采用軟件CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)中的掃描、投影、放樣和布爾運(yùn)算功能可以更加快捷地實(shí)現(xiàn)建模。首先，將提取并修整后的輪廓放入實(shí)體設(shè)計(jì)環(huán)境中，編輯兩個(gè)方向的輪廓截面，以輪廓中心點(diǎn)為基準(zhǔn)，按照2∶3∶5的比例縮小輪廓，得到同心3個(gè)相同的輪廓截面；然后，按照主視圖和俯視圖輪廓顯示的高度，激活三維球，將輪廓依次放置在底部、中間和頂部，并從上至下依次投影，以頂部底面為起始面、底部上面為終止面進(jìn)行放樣操作。此時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)計(jì)算處理成型，由原先的3個(gè)面，得到1個(gè)完成的實(shí)體結(jié)構(gòu)。最后，將兩個(gè)方向上形成的實(shí)體利用三維球同心，進(jìn)行布爾加法運(yùn)算，得到組合實(shí)體，將組合體的多余部分利用“分割實(shí)體表面”功能完成股骨頭的三維建模。

3快速原型制造

快速成型技術(shù)應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)和人造骨制造過程中，不僅可以提高成品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，還可以縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。目前，假體移植手術(shù)需求量大，為保證手術(shù)的盡快實(shí)施和手術(shù)的成功率，就必須采用快速成型技術(shù)。隨著電子儀器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，快速成型機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，快速成型技術(shù)是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域與工程領(lǐng)域相結(jié)合的敏捷制造系統(tǒng)，主要有：光固化立體模型（SL）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）、層片疊加成型（LOM）和熔融沉積造型（FDM）。

3.1RPM成型機(jī)

傳統(tǒng)的制造成型過程是利用鑄造制造出毛坯，然后對毛坯進(jìn)行磨光或拋光，形狀和精度是通過從毛坯上去掉多余的材料來保證的，吻合度不高，而快速成型的基本理念則是在計(jì)算機(jī)的控制下，將材料精確地堆積成型，無需加工即可制造。將設(shè)計(jì)出的三維實(shí)體轉(zhuǎn)換為快速成型機(jī)所能接受的STL格式，輸入機(jī)器，該機(jī)的基本原理是將實(shí)體模型切片成一系列具有一定厚度的薄層，計(jì)算機(jī)控制其激光束按薄片截面輪廓形狀將薄層材料切割出該層橫截面的形狀，然后層層堆積并得到實(shí)體。

3.23D打印成型

3D打印技術(shù)是根據(jù)CAXA分層模型所獲得的兩維像素信息，利用噴嘴向待成型體床上噴射黏結(jié)劑，每打印完一層后，粉料床通過底部活塞向下移動(dòng)一段距離，并在粉料床的底部添加新的粉料，再根據(jù)計(jì)算機(jī)要求向新的粉料床噴射黏結(jié)劑，重復(fù)此過程，完成后去除未噴射黏結(jié)劑的粉料，立刻得到成型的實(shí)體。如果噴射的黏結(jié)劑中含有其他具有某種功能的成分，則可以控制零件中局部成分的變化；增加噴頭數(shù)目，則可以得到在不同的區(qū)域具有不同功能和成分的整體零件。3D打印可以用于成型陶瓷、金屬、金屬陶瓷復(fù)合材料及高分子材料的假體中。

3.3快速成型制造技術(shù)在骨修復(fù)外科中的應(yīng)用

隨著材料科學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展，生物陶瓷在醫(yī)學(xué)上尤其是矯形外科和骨修復(fù)外科中的應(yīng)用也越來越廣泛。但由于病人個(gè)體差異和實(shí)際情況的不同，使得骨修復(fù)體必須根據(jù)病人的實(shí)際情況來定制，而且在臨床上為減少病人的痛苦又要盡量縮短定制時(shí)間?？焖俪尚图夹g(shù)正好具有這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，特別適合單件或小批量生產(chǎn)并且能夠?qū)崿F(xiàn)快速制造?？焖俪尚图夹g(shù)可精確地復(fù)制出人工關(guān)節(jié)，從而使設(shè)計(jì)出的人工關(guān)節(jié)可以在由原型翻制成的模型上進(jìn)行驗(yàn)證，確定其受力分布、結(jié)合面設(shè)計(jì)是否合理。目前，有關(guān)研究人員已經(jīng)開始研究如何將CT掃描的數(shù)據(jù)直接傳到快速成型機(jī)上，這樣將減少中間環(huán)節(jié)較為復(fù)雜的三維重建過程，并減少因數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換造成的誤差，使快速成型產(chǎn)品直接應(yīng)用于臨床。

篇4

案例分析總結(jié)就是一種間接的自我學(xué)習(xí)，通過案例分析總結(jié)可以讓自己展開豐富的想象力，加強(qiáng)對Photoshop圖像處理應(yīng)用。這是一組人居環(huán)境適宜的景觀設(shè)計(jì)效果處理前后變化展示，前一張圖片是用3Dmax配合V-ray插件進(jìn)行渲染的最終效果，為了進(jìn)一步美化效果圖，這是就需要Photoshop圖像處理，結(jié)合中間這一張照片，采用圖層處理、素材插入、調(diào)整圖層、圖層蒙版、創(chuàng)建亮度\對比度調(diào)整層等方式最終合成想要的效果。在案例分析過的成中，應(yīng)注意多觀察多總結(jié)多思考，設(shè)計(jì)最終效果的高低，一方面是和自己所擁有的知識(shí)水平有關(guān)，另一方面還和自己的審美能力高低有關(guān)，這就需要告誡我們平時(shí)多注意學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)不僅僅局限在書本上，還應(yīng)該多參觀欣賞較好的作品，從中得到審美能力的提高。

1.2模仿和創(chuàng)造相結(jié)合，提高Photoshop圖像處理動(dòng)手能力

模仿是人的本能天性，是人類進(jìn)行各種學(xué)習(xí)活動(dòng)的最基本方法。在平時(shí)的Photoshop圖像處理模仿使用中，通常就是通過網(wǎng)上視頻，如金鷹視頻來自己分析Photoshop軟件的各個(gè)功能。在視頻觀看的過程，可以根據(jù)視頻中的實(shí)例操作，最終達(dá)到理解，這個(gè)過程就是模仿。例如：模仿給圖片添加陰影效果，通常情況下，可以選擇Photoshop菜單欄圖層—圖層樣式—陰影就可以完成。而通過視頻模仿，就可以快速的通過浮動(dòng)圖層菜單，選定此圖片圖層，并把鼠標(biāo)快速放到縮略藍(lán)色區(qū)域雙擊就可以打開圖層樣式浮動(dòng)菜單完成陰影效果。在提高Photoshop圖像處理動(dòng)手能力上，還要發(fā)揮自己的創(chuàng)造能力。例如給此圖片添加完陰影后，圖層樣式還有內(nèi)外陰影、內(nèi)外發(fā)光、光澤、斜面和浮雕、顏色疊加等方式，我們嘗試可以根據(jù)圖片實(shí)際情況試著添加，達(dá)到最佳效果。這里就需要發(fā)揮創(chuàng)造性對圖片處理創(chuàng)新性在里面。

1.3結(jié)合科研項(xiàng)目，帶動(dòng)Photoshop圖像處理實(shí)踐能力

如在科研項(xiàng)目：西部山地型小城市人居環(huán)境問題及保護(hù)策略研究——以商洛市商州區(qū)為例上，需要收集大量的本地環(huán)境有關(guān)的圖片素材并進(jìn)行美化處理，這就可以親自參與商州區(qū)大氣質(zhì)量惡化、丹江主要河流體固體廢物污染、交通混亂等圖片的處理，

1.4參與企業(yè)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)Photoshop圖像處理靈活性

參與企業(yè)設(shè)計(jì)，就是參與設(shè)計(jì)公司的工作。例如：在商洛市西街片區(qū)的舊城改造過程中，學(xué)生負(fù)責(zé)收集照片，并對舊城的原始照片進(jìn)行處理規(guī)范化。

篇5

 

圖像采集設(shè)備一般包括電視攝像機(jī)、CCD攝像器件、掃描儀、圖像采集卡等。對于工業(yè)應(yīng)用上來講，一般通過工業(yè)CCD攝像頭采集圖像，再利用圖像采集卡對圖像進(jìn)行處理分析[1]。我們采用工業(yè)CCD攝像頭對水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)工況實(shí)時(shí)采集，因?yàn)樘厥獾墓ぷ鳝h(huán)境（高溫多塵），所以要求CCD的精度比較高，而且其精度直接影響到所采集圖像的質(zhì)量。

1. 圖像的獲取

本課題采用面陣CCD攝像機(jī)作為探測器進(jìn)行現(xiàn)場圖像的采集，面陣CCD是具有自掃描方式的面陣成像器件。CCD攝像機(jī)又是一種“傳感器件”,它將外界的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電信號(hào)，CCD攝像機(jī)的精度由像元素決定，像元素越多，精度就越高[2]。在本課題的圖像采集中，使用的是512*512像素的CCD攝像機(jī)，為實(shí)現(xiàn)對工業(yè)圖像進(jìn)行分析和處理，必須對攝像機(jī)的視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并對視頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，再對量化的數(shù)值進(jìn)行分析與處理，然后將處理后的結(jié)果顯示在監(jiān)視器上。

目前，CCD固體攝像器件作為光電變換傳感器已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的使用，被檢測對象的光信息通過光學(xué)系統(tǒng)在CCD的光敏元件上形成光學(xué)圖像。CCD器件把光信息轉(zhuǎn)換成與光強(qiáng)成正比例的電荷量，用一定頻率的脈沖對CCD進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在CCD的輸出端可獲得被測對象的視頻信號(hào)。

CCD比色測溫原理圖如圖2.1所示：

圖2.1 CCD比色測溫原理圖

2.圖像采集卡

圖像采集卡是工業(yè)圖像采集必不可少的硬件設(shè)備，本課題用到的是DH-CG300視頻采集卡。DH-CG300視頻采集卡是彩/音頻采集卡，它具有使用靈活、集成度高、功耗低等特點(diǎn)，并且擁有PCI圖像卡的功能，它可將圖像直接傳送到計(jì)算機(jī)內(nèi)存或顯存，是前兩年市場上相當(dāng)流行的一種圖像采集卡，適用于圖像處理、工業(yè)控制、多媒體監(jiān)控、辦公自動(dòng)化等領(lǐng)域。本課題就是通過此采集卡把CCD采集到的圖像傳輸?shù)斤@示器的。

2.1 DH-CG300主要技術(shù)性能及指標(biāo)

三路復(fù)合視頻輸入，一路S-Video輸入，軟件切換。其中第一路為音視頻復(fù)用，S-Video的亮度信號(hào)輸入也可作為復(fù)合視頻輸入。

支持PAL，NTSC或黑白視頻輸入，信號(hào)幅度Vp-p = 1V。論文參考網(wǎng)。

圖像最高分辨率：

PAL制：768×576×24位 ；

NTSC制：640×480×24位；

支持YUV422、RGB8888、RGB888、RGB565、RGB555及256模式。

支持計(jì)算機(jī)內(nèi)容與圖像同屏顯示，圖形覆蓋功能。

支持裁剪與比例壓縮模式。

支持單場、單幀、連續(xù)場、連續(xù)幀的采集方式。

支持Win9x、WinNT、Win2000、WinXP等操作系統(tǒng)。

支持單聲道音頻采集。

2.2 DH-CG300基本結(jié)構(gòu)及工作原理

圖像被CCD采集以后，輸出的多路視頻信號(hào)，同時(shí)進(jìn)入視頻采集卡，通過計(jì)算機(jī)對每幀內(nèi)存的訪問，在顯示屏上可得到動(dòng)態(tài)的水泥窯內(nèi)的煅燒帶圖像。在PC機(jī)windows平臺(tái)下，經(jīng)過軟件開發(fā)，形成圖像界面風(fēng)格的專用圖像處理軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)通過對屏幕上顯示的動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行分析、處理，利用比色測溫原理可得到水泥窯內(nèi)的熟料溫度和火焰溫度。然后將檢測到的參數(shù)及時(shí)反饋到控制操作臺(tái)，如果參數(shù)偏離正常工作范圍，則控制裝置需要實(shí)時(shí)對窯速、噴煤量等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以保證回轉(zhuǎn)窯盡可能在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。

DH-CG300的工作原理框圖如圖1.2所示：

圖1.2 CG300工作原理框圖

由上圖可知，CG300圖像采集卡可同時(shí)對四路復(fù)合視頻輸入，但是就某一具體時(shí)刻來說只能有一路視頻輸入，這四路視頻的切換必須用軟件編程來實(shí)現(xiàn)。所以此卡可同時(shí)對四個(gè)水泥回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行循環(huán)控制。

3.圖像采集及顯示功能的軟件實(shí)現(xiàn)途徑

CG300圖像采集卡所帶的函數(shù)庫及控件都可以運(yùn)行于Visual C++環(huán)境之下，因此采用Visual C++作為開發(fā)工具。Visual C++提供了良好人機(jī)交互界面，使軟件操作方便、簡單，適用于普通技術(shù)工人操作。

圖像采集卡安裝好以后，要對其初始化才能發(fā)揮它的采集處理功能。圖像采集卡的開始操作和初始化參數(shù)的設(shè)置需要在應(yīng)用程序的初始化中完成，圖像卡的結(jié)束操作在應(yīng)用程序退出前執(zhí)行。

DH-CG300圖像采集卡有3個(gè)復(fù)合視頻接口，可以實(shí)現(xiàn)三路視頻切換輸入與一路輸出。在工廠中一般都不是只有一條窯，考慮應(yīng)該在同一界面下對多條水泥窯同時(shí)進(jìn)行控制。在本課題程序中可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對3條窯的控制，即有3路視頻信號(hào)輸入，一路信號(hào)輸出。論文參考網(wǎng)。

圖1.3 圖像顯示調(diào)節(jié)窗口

4. 圖像灰度值與溫度之間的關(guān)系

4.1 比色測溫的計(jì)算

將(1-1)比(1-2)式有：

因?yàn)樗嗷剞D(zhuǎn)窯圖像經(jīng)CCD獲取后，再經(jīng)圖像卡量化為24位/每像素逐點(diǎn)存儲(chǔ)。每一像素點(diǎn)24位包括紅色亮度值（R）、綠色亮度值（G）、藍(lán)色亮度值（B）,每個(gè)亮度值8位。在對CCD的分光特性作了輻射強(qiáng)度與CCD的接受亮度成正比的理想化假設(shè)后，有：

根據(jù)國際照明委員會(huì)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)色光三原色的代表波長是：紅光(R)700nm、綠光(G)546.1nm。論文參考網(wǎng)。藍(lán)光(B)435.8nm。

由以上公式，就能對采集的圖像上任一點(diǎn)的溫度進(jìn)行計(jì)算。

4.2 溫度與灰度的對應(yīng)關(guān)系

由紅外線成像原理及紅外線測溫原理可知，不同溫度在圖像上表現(xiàn)為不同的亮度。一般來說，圖像的平均灰度值越小，其表現(xiàn)的溫度越低，反之，溫度越高。也就是說平均灰度值同對應(yīng)溫度之間成正比關(guān)系[5]?，F(xiàn)場看火工就是應(yīng)用了此原理對煅燒帶的溫度進(jìn)行推斷的。溫度與圖像灰度之間的對應(yīng)關(guān)系如圖2.4所示：

圖2.4 溫度與灰度的對應(yīng)關(guān)系圖

5. 結(jié)束語

利用CCD攝像機(jī)、圖像采集卡把水泥窯工作狀況采集到計(jì)算機(jī)后，是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)爐火溫度自動(dòng)控制的基礎(chǔ)，有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊舉憲.水泥窯煅燒帶圖像實(shí)時(shí)溫度檢測與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫[D].內(nèi)蒙古:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)碩士論文,2004:5-8.

[2]呂鳳軍.數(shù)字圖像處理編程入門[M].北京:清華大學(xué)出版社，1999:112-113.

[3]沈庭芝,方子文.數(shù)字圖像處理及模式識(shí)別[M].北京:北京理工大學(xué)出版社，1998:39-43.

[4]徐偉勇等.數(shù)字圖像處理技術(shù)在火焰監(jiān)測上的應(yīng)用[J].北京:中國電力,1994,10: 63-65.

篇6

理工醫(yī)相結(jié)合就是在知識(shí)結(jié)構(gòu)上培養(yǎng)既懂醫(yī)學(xué)又掌握工程技術(shù)的復(fù)合型人才，這是學(xué)科特色的要求也是社會(huì)的需求。我校由于有理工醫(yī)學(xué)科的優(yōu)勢，特別是具有享有“南湘雅，北協(xié)和”盛譽(yù)的湘雅醫(yī)學(xué)院以及三所全國“三甲”附屬醫(yī)院，因此，在理工醫(yī)復(fù)合型人才培養(yǎng)方面，我們具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢。我們培養(yǎng)的研究生不僅具有深厚的理工醫(yī)基礎(chǔ)，而且具有獨(dú)立分析和解決生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)問題的能力。如，我們培養(yǎng)的醫(yī)學(xué)成像與圖像處理的研究生不僅有去大型醫(yī)療器械企業(yè)的，也有去大型醫(yī)院放射科的，當(dāng)然還有專門從事圖像處理軟件開發(fā)的。由于他們知識(shí)結(jié)構(gòu)的全面性，受到了各用人單位的好評(píng)。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的研究生常常由來自不同高校、不同學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)生組成，由于各高校培養(yǎng)模式的差別以及側(cè)重點(diǎn)不一樣，研究生自身知識(shí)水平、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、興趣愛好也不一樣，因此，在制定培養(yǎng)計(jì)劃時(shí)，各個(gè)導(dǎo)師還要了解并征求學(xué)生的意見，選課和選題都因人而異，做到具體問題具體分析。例如，對數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)好、年紀(jì)輕、又有興趣的應(yīng)屆畢業(yè)入學(xué)的研究生，建議其進(jìn)行應(yīng)用基礎(chǔ)理論方面的研究；對有工作經(jīng)驗(yàn)的在職入學(xué)的研究生安排其進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用型研究。研究生個(gè)人的專業(yè)興趣得以實(shí)現(xiàn)，有助于充分調(diào)動(dòng)每個(gè)人的積極性，使之能充分發(fā)揮自己的潛能。

在培養(yǎng)階段，還要使研究生在本學(xué)科的某一方面進(jìn)行專家培養(yǎng)和訓(xùn)練，同時(shí)在其它相關(guān)學(xué)科也要進(jìn)行廣博的基礎(chǔ)教育，使他們能在所從事的領(lǐng)域中具有較強(qiáng)的研究和開發(fā)能力。另外，還要培養(yǎng)他們廣博的專業(yè)基礎(chǔ)和社會(huì)人文知識(shí)，培養(yǎng)他們自我獲取知識(shí)和綜合分析問題的能力，以及優(yōu)良的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)，強(qiáng)調(diào)將知識(shí)、能力向高素質(zhì)的升華與內(nèi)化。

2.課程設(shè)置

課程結(jié)構(gòu)關(guān)系到研究生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和科研技能。由于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)理工醫(yī)復(fù)合交叉的特點(diǎn)，課程設(shè)置也和其它學(xué)科有所區(qū)別。目前，我國生物醫(yī)學(xué)工程博士學(xué)科點(diǎn)只有一級(jí)學(xué)科，下面沒有設(shè)置二級(jí)學(xué)科，主要原因就是生物醫(yī)學(xué)工程涉及到的學(xué)科領(lǐng)域太廣，它的研究方向和課題廣泛滲透于醫(yī)學(xué)、生物、電子、計(jì)算機(jī)、材料等學(xué)科。當(dāng)然，每個(gè)高校在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的研究都很難做到大而全，而是根據(jù)自身的優(yōu)勢和特點(diǎn)，選擇其研究領(lǐng)域，并進(jìn)而決定其課程設(shè)置。譬如清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的主要研究方向包括生物芯片、神經(jīng)工程、微納醫(yī)學(xué)等，尤其是以程京院士為主的生物芯片技術(shù)占主導(dǎo)地位，因此，該校生物醫(yī)學(xué)工程的課程設(shè)置就以生物類為主，輔之以《生理系統(tǒng)仿真與建?！贰ⅰ稊?shù)字信號(hào)處理》、《隨機(jī)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)處理》、《醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)》等課程。我校的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)目前主要側(cè)重于醫(yī)學(xué)成像與圖像處理、醫(yī)學(xué)儀器與生物傳感器等，因此，課程設(shè)置也以電子信息類課程為主，如《醫(yī)學(xué)成像原理》、《醫(yī)學(xué)圖像處理》、《神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模式識(shí)別》、《醫(yī)學(xué)儀器原理》等。

另外，由于大部分高校的生物醫(yī)學(xué)工程研究生招生幾乎是面向所有的工程學(xué)科，因此，以前沒有學(xué)過醫(yī)學(xué)類課程的研究生，一般高校都會(huì)要求學(xué)生加以補(bǔ)修。有些導(dǎo)師也會(huì)根據(jù)研究課題的需求或個(gè)人研究領(lǐng)域的需求要求學(xué)生選修一些相關(guān)課程。如我校的新入學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究生，如果以前沒有學(xué)過醫(yī)學(xué)類課程，我們一般會(huì)要求學(xué)生補(bǔ)修《人體解剖生理學(xué)》、《病理學(xué)》等課程；有些研究生還會(huì)根據(jù)導(dǎo)師的需求補(bǔ)修《生理系統(tǒng)仿真與建?！贰ⅰ冬F(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理》、《生物力學(xué)》、《生物化學(xué)》、《醫(yī)學(xué)儀器》等課程。

3.過程管理

創(chuàng)新能力是科研能力的核心，創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造精神、創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)是研究生培養(yǎng)過程的重要環(huán)節(jié)，是研究生培養(yǎng)質(zhì)量的主要標(biāo)志。研究生培養(yǎng)過程管理是研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要保證，這里所說的培養(yǎng)過程管理主要包括生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)研究生的科研選題、中期考核和論文答辯等環(huán)節(jié)。

3.1 科研選題

作為科學(xué)研究的起點(diǎn)，選題不僅關(guān)系到科研的方向、目標(biāo)和內(nèi)容，直接影響著所運(yùn)用的方法與途徑，同時(shí)還決定著成果的水平、價(jià)值及發(fā)展前途。因此，在第一年生物醫(yī)學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)科目系統(tǒng)整合與學(xué)習(xí)之后，則完成培養(yǎng)環(huán)節(jié)第一步，進(jìn)入科研選題階段。研究生的選題要與導(dǎo)師的科研項(xiàng)目相結(jié)合、與生物醫(yī)學(xué)工程的學(xué)術(shù)前沿相結(jié)合，同時(shí)也要強(qiáng)調(diào)與理工醫(yī)多學(xué)科相結(jié)合?？蒲羞x題必須在足夠的調(diào)研、文獻(xiàn)閱讀甚至科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行，否則就是無源之水，很難繼續(xù)。譬如，醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域的科研選題不僅要與圖像處理的相關(guān)知識(shí)掛鉤，還與相關(guān)的醫(yī)學(xué)知識(shí)緊密相連，因此，我們必須要查閱大量的關(guān)于圖像處理、醫(yī)學(xué)影像、病理診斷等的相關(guān)文獻(xiàn)，必要時(shí)還得與醫(yī)院合作，參加醫(yī)院的短期培訓(xùn)等。另外，科研選題還要注意團(tuán)隊(duì)協(xié)作，有些大的科研課題不是一兩個(gè)人能夠完成的，而是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由博士、碩士組成的團(tuán)隊(duì)完成的，因此，科研選題也需在整個(gè)團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下合作分工，共同參與。

3.2 中期考核

研究生的培養(yǎng)是一項(xiàng)較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到學(xué)科建設(shè)、導(dǎo)師隊(duì)伍、科研實(shí)力、教、學(xué)、管等多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都離不開嚴(yán)格的管理，而管理的核心問題是要建立淘汰機(jī)制。研究生中期考核作為研究生的淘汰機(jī)制之一，對研究生的質(zhì)量調(diào)控和把關(guān)起著重要的作用。在整個(gè)研究生的培養(yǎng)過程中，中期考核處在一個(gè)承前啟后的重要位置。“承前”，是指經(jīng)過一年半到兩年的學(xué)習(xí)與科研參與后，研究生基本掌握了本領(lǐng)域的重要理論和一定的科研技能，了解了該研究領(lǐng)域的相關(guān)背景；“啟后”，是指有必要了解研究生對已學(xué)到的理論和技能是否消化吸收，是否能靈活運(yùn)用。

我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)研究生的中期考核在科研選題之后的研究生第二學(xué)年末進(jìn)行。中期考核不僅包括對所選課題的進(jìn)展情況檢查，還包括研究生參與學(xué)術(shù)活動(dòng)的積極性。研究生在第一學(xué)年末完成選題，其后則必須進(jìn)行為期一年的課題研究與實(shí)踐活動(dòng)，將所學(xué)理論與實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)相結(jié)合，以實(shí)踐來驗(yàn)證與豐富理論，并尋求新的方法解決實(shí)踐過程中出現(xiàn)的新問題。中期考核實(shí)際上是對研究生科研、協(xié)作與創(chuàng)新能力不斷提升的過程。另外，研究所經(jīng)常邀請一些在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域取得突出業(yè)績的國內(nèi)外知名學(xué)者來校講學(xué)或作學(xué)術(shù)報(bào)告，這是所有研究生必須參與且嚴(yán)格考核的。另外，我們的研究生每人每周舉行一次學(xué)術(shù)匯報(bào)，課題組老師的所有學(xué)生必須參與，匯報(bào)后老師給予點(diǎn)評(píng)及相關(guān)指導(dǎo)意見。

3.3 論文答辯

學(xué)位論文作為研究生教育的重要組成部分，也是研究生教育的總結(jié)性成果，集中反映了研究生的綜合知識(shí)體系、專業(yè)知識(shí)、創(chuàng)新能力和研究水平。教育部規(guī)定研究生在申請學(xué)位時(shí)必須完成學(xué)位論文答辯，它是每一位研究生培養(yǎng)過程中的必要和重要環(huán)節(jié)。因此，在研究生培養(yǎng)的第三年就是學(xué)位論文的整理與撰寫，在第三年末進(jìn)行學(xué)位論文答辯，每位研究生必須通過論文答辯委員會(huì)公開統(tǒng)一的答辯評(píng)審后才允許畢業(yè)。通過學(xué)位論文答辯，可以檢驗(yàn)研究生課程學(xué)習(xí)的效果，衡量研究生的創(chuàng)新能力，考察研究生在文獻(xiàn)檢索、資料運(yùn)用、論文寫作、觀點(diǎn)論證和辯駁等方面的水平和技巧；對于學(xué)校而言，研究生學(xué)位論文答辯是檢驗(yàn)研究生教育質(zhì)量的主要依據(jù)；對于導(dǎo)師而言，研究生學(xué)位論文答辯是檢驗(yàn)導(dǎo)師指導(dǎo)質(zhì)量的主要依據(jù)。可以說，研究生學(xué)位論文答辯是研究生教育中重要、嚴(yán)肅的環(huán)節(jié)。我校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)研究生在學(xué)位論文答辯之前必須先由學(xué)校統(tǒng)一，也就是要求每位研究生的學(xué)位論文必須是自身學(xué)習(xí)研究成果的總結(jié)與提煉，如果與“中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)”上所有論文的累計(jì)重復(fù)率超過5%，則論文必須發(fā)回重改，且重改次數(shù)不能超過2次，否則推遲半年至一年時(shí)間才能允許答辯。研究生論文之后，碩士學(xué)位論文由研究所統(tǒng)一匿名送至本所的相關(guān)老師評(píng)審，博士學(xué)位論文則一式三份全部由學(xué)校研究生院統(tǒng)一匿名郵寄至設(shè)有生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)博士點(diǎn)的全國三所不同高校，再由這些高校的研究生院根據(jù)論文題目指定評(píng)審專家，這些高校不能在本省，也不能在同一省或市。當(dāng)然，由于生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)研究生的理工醫(yī)跨學(xué)科培養(yǎng)性質(zhì)，各高校研究生院在送審論文時(shí)，可以送至與之相關(guān)的學(xué)科專家評(píng)審。如醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域的論文可以送至從事圖像處理與模式識(shí)別研究的專家評(píng)審，也可送至從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)圖像處理研究方向的專家評(píng)審。

篇7

一、圖像處理的基本方式

（一）信號(hào)分析處理

信號(hào)處理的方式是利用空間變化的思路，空間變換的方法就是從早期的頻域變換發(fā)展而來形成了小波變換。小波變換在時(shí)域同時(shí)有良好的的局部分析特征，可以實(shí)現(xiàn)在多個(gè)尺寸上的多分辨特性。小波變換在圖像壓縮中獲得了較好的效果。

（二）隨機(jī)建模的處理

數(shù)字圖像在形成的過程中有隨機(jī)性，所以二維的圖形實(shí)際是一個(gè)隨機(jī)的場。所及建模的方式是按照隨機(jī)場對圖像域建模，以此描述圖像域鄰域像素的分布情況，從而完成對圖形的描述。通常采用的隨機(jī)建模方式有高斯混合模型等。隨機(jī)場模型可以對圖形的紋理進(jìn)行細(xì)致描述。

（三）偏微分處理

偏微分方程是一種數(shù)學(xué)方式，對數(shù)字影像進(jìn)行處理，利用空間域內(nèi)的像素灰度值進(jìn)行微分處理，利用二階方程表征圖形中區(qū)域邊界的特征。微分方程具有各項(xiàng)異性的擴(kuò)展特征，在不同的圖像特征上顯示的擴(kuò)展性能也就不同，所以利用方程迭代處理圖形可最大限度的保持邊緣特征，同時(shí)獲得重建的平滑區(qū)域。

二、偏微分方程和圖像處理的應(yīng)用

當(dāng)前利用物理學(xué)和力學(xué)的變分和偏分方程方法的圖像處理技術(shù)在計(jì)算機(jī)圖形處理領(lǐng)域已經(jīng)開辟了新的領(lǐng)域，基于偏分方程的圖形處理方式已經(jīng)獲得了重視和良好的效果。其基本的思路就是在一個(gè)偏微分方程模型中發(fā)展一個(gè)圖形，一條曲線、一個(gè)曲面等，利用求解這個(gè)偏微分方程來獲得圖形處理的期望值。變分和偏微分方程使得數(shù)字圖像處理進(jìn)入了一個(gè)新的領(lǐng)域。

（一）偏微分方程處理的主要領(lǐng)域

對圖形進(jìn)行去噪處理：圖形去噪的典型分析與計(jì)算方法是高斯低通濾波器，也即是熱擴(kuò)散方程，因?yàn)楦咚篂V波器在去找的過程中不能保持良好的邊緣特征，所以多數(shù)研究都是對該特征進(jìn)行改進(jìn)，其中較為有效的方式就是由Perona 和 Malik 提出的 P-M 方程，公式如下：

公式中，迭代步長dt，It是迭代項(xiàng)，ΔI則是拉普拉斯算子，c則代表傳導(dǎo)系數(shù)。其中div是散度算子，代表梯度算子， Δ是拉普拉斯斯算子。在實(shí)際的應(yīng)用中為了保證模型的收斂性，通常利用經(jīng)驗(yàn)值，取迭代步長dt值為0.25。在此基礎(chǔ)上，PDE去噪的基本思路如下：1）在圖像相同質(zhì)量特征的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行減弱噪聲擴(kuò)散的處理；2）控制區(qū)域邊界未知不擴(kuò)散，并保持邊緣的基本特征。因?yàn)镻-M是一個(gè)病態(tài)問題，所以有研究提出對梯度值正則化處理，然后獲得相對穩(wěn)定的P-M方程。有人提出直接使用擴(kuò)散張量作為擴(kuò)散項(xiàng)，從而實(shí)現(xiàn)張量偏微分的方程模型。這個(gè)模型可以在一個(gè)方向上獲得快速擴(kuò)散，而在正交的另一個(gè)方向緩慢擴(kuò)散，由此獲得邊緣去噪的效果。

圖形的放大處理：對圖像進(jìn)行插值放大，獲得超分辨率的分析。偏微分方程可以按照圖像邊緣、水平曲線等幾何特征實(shí)現(xiàn)插值放大。所以偏微分方程可以最大限度的保持邊緣的細(xì)節(jié)特征，同時(shí)可以減弱噪聲的影響。在研究中提出基于偏微分方程擬合水平集曲線的圖形像素重構(gòu)。也就研究提出了一種復(fù)擴(kuò)散偏微分方程被放大模式，在減弱鋸齒效應(yīng)的同時(shí)，可以銳化邊緣的特征。

圖形的分割處理：圖形的分割也是圖像處理的重要內(nèi)容，計(jì)算機(jī)和圖像處理按照使用的圖像特征進(jìn)行分類處理，可以分為基于邊界的分割、基于區(qū)域的方法，以及混合分割的方法。如按照使用數(shù)學(xué)工具和模型，其主要的方法有：基于聚類的方法；基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法；基于數(shù)學(xué)形態(tài)的方法；基于偏微分方程的方法，主要有蛇形模型等；基于Graph cut的方法。

（二）圖像處理的偏微分模型

在圖形處理中，偏微分方程模式有很多種，其中一種是在變分原理的基礎(chǔ)上對函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，這個(gè)方式首先對一個(gè)特定的圖形處理模式，通過變分原理實(shí)現(xiàn)對能量函數(shù)模型的優(yōu)化，這樣就可得到偏微分方程，通過對偏微分方程數(shù)值求解由此完成圖形的處理任務(wù)。如：整體變分能量泛函

利用此模式就可完成對函數(shù)的優(yōu)化。

三、基于偏微分方程的圖形處理的步驟

作為圖像處理的一個(gè)重要工具，在變分和偏微分方程的圖像處理的基本框架和基本步驟如下：1）明確實(shí)際問題的出現(xiàn)和處理思路建立，因?yàn)椴煌膽?yīng)用問題有不同的處理思路和特征，因此采用的處理方式也就不同，所以在處理圖像問題時(shí)應(yīng)先掌握問題的關(guān)鍵。2）構(gòu)建相關(guān)數(shù)學(xué)模型，這一步驟是處理圖像的重要步驟，其影響的是處理的過程和結(jié)果，數(shù)學(xué)模型構(gòu)建將直接影響處理的效果，對微分方程、變分方法、微分幾何等進(jìn)行合理選擇與組合，以此獲得較好的處理結(jié)果，提高處理的有效性。3）模型分析：主要是對模型的適應(yīng)性進(jìn)行分析，了解模型解是否存在、解是否唯一、方法是否穩(wěn)定等，4）分析計(jì)算：利用數(shù)學(xué)模式進(jìn)行求解，進(jìn)行微分方程的數(shù)值分析，利用有限差分、有限元、迭代法等進(jìn)行計(jì)算，這一步驟會(huì)影響相關(guān)數(shù)學(xué)求解的收斂性、穩(wěn)定性、計(jì)算量等。5）程序?qū)崿F(xiàn)：這個(gè)步驟是解決問題的最終步驟，這一步驟的一些問題可以導(dǎo)致前面工作的重新修改，必須慎重操作。

四、結(jié)束語

偏微分方程是一種高效的數(shù)學(xué)處理工具，在圖像處理中也獲得了較好的效果。連續(xù)區(qū)域上建立模型，方便對實(shí)際問題的處理和數(shù)值計(jì)算。數(shù)學(xué)上豐富的偏微分方程處理理論和計(jì)算方式，對圖形處理的理論分析和算法都給予了較大的幫助，同時(shí)不斷完善的計(jì)算和處理方式將幫助偏微分方程提高圖像處理的效果。

參考文獻(xiàn)：

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廣義的圖像是畫面的一種，只要該畫面具有視覺效果，那它就可以稱為圖像，不限畫面載體，紙介質(zhì)、底片、照片、電視、投影儀、計(jì)算機(jī)均可。因此，圖像可以說是這個(gè)視覺時(shí)代最主要的一種信息載體。根據(jù)定義可以看出圖像素材和油畫的相同點(diǎn)，在表現(xiàn)方式上，二者都是平面化的；在藝術(shù)特征上，二者表現(xiàn)的都是靜止的一瞬間；在空間表現(xiàn)上，二者都要借助于光暗變化、色彩色調(diào)、線條分布、構(gòu)圖布局等表現(xiàn)元素。因此，圖像素材的許多藝術(shù)特點(diǎn)可以令油畫創(chuàng)作產(chǎn)生更豐富的造型方法，比如圖像素材那特殊的肌理質(zhì)感、取景視圖的剪切形式等等。

印象派對油畫創(chuàng)作中應(yīng)用圖像素材的方法貢獻(xiàn)很大。印象主義以有別于古典主義的新型構(gòu)圖角度創(chuàng)造了新的構(gòu)圖方式，即不使用完整場景構(gòu)圖，而是選擇一個(gè)生活片段，用畫框進(jìn)行任意切割，這種新的構(gòu)圖角度與方式正是來自于攝影圖像。

圖像素材的創(chuàng)作應(yīng)用發(fā)展至今天已經(jīng)發(fā)生了極大的發(fā)展與變化，現(xiàn)代化的發(fā)達(dá)科學(xué)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)的普及令圖像資源無論是在深度上還是廣度上都達(dá)到了以前難以企及的高度，在深度上大到宇宙星辰，小至微觀世界，在廣度上則幾乎沒有邊界限制。極端豐富的圖像資料開拓了藝術(shù)家的視野，也給他們帶來了更多的全新藝術(shù)創(chuàng)作思路。通過對所需圖像素材的處理與藝術(shù)加工，藝術(shù)家可以更具獨(dú)創(chuàng)性地完成自己的油畫作品。

二、圖像素材應(yīng)用于油畫創(chuàng)作的問題

平衡是油畫創(chuàng)作的關(guān)鍵因素，圖像素材在油畫創(chuàng)作中的應(yīng)用雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但如果過度使用進(jìn)而產(chǎn)生過度的依賴性，破壞了其與藝術(shù)性的平衡，那油畫藝術(shù)勢必將走向末路。許多藝術(shù)家沉迷于豐富的網(wǎng)絡(luò)圖像資源，導(dǎo)致了視野的狹窄，只看得見屏幕上的圖像，卻看不見生活中更加豐富的創(chuàng)作素材，本末倒置，對藝術(shù)創(chuàng)作有害無益。

需要注意的是，圖像素材只是油畫創(chuàng)作的途徑之一，而不是唯一途徑，如果單單只執(zhí)著于這一種手段，必然大大損害作為油畫藝術(shù)靈魂的創(chuàng)造性。繪畫之妙，正在于似與不似之間，過度應(yīng)用圖像素材，會(huì)使油畫作品淪于一味描摹抄襲的下乘境界，不只在表現(xiàn)力上顯得空洞貧乏，更無法創(chuàng)造出新的形象。藝術(shù)家如果完全依賴于圖像素材，就等于放棄了感受自然、體驗(yàn)生活、感受萬物、溝通世界的寶貴機(jī)會(huì)，最終只沉醉于圖像素材那狹小的天地里，令自身的創(chuàng)造性枯竭殆盡。

油畫創(chuàng)作有一些必要的創(chuàng)作過程，比如提煉概括形象、表現(xiàn)色彩個(gè)性、取舍不同的造型等，這些過程都是需要數(shù)量龐大的訓(xùn)練與推敲的，可以說是創(chuàng)造的積累與沉淀。而過度應(yīng)用圖像素材會(huì)令這些過程嚴(yán)重簡化，底稿的繪畫只依靠對圖片的抄襲臨摹甚至圖像噴繪來完成，既沒有對生活的真切體驗(yàn)，也缺乏對繪畫性的思考與研究，這種惡性的模仿循環(huán)會(huì)令繪畫藝術(shù)的本來意義不復(fù)存在。

因此圖像最有效的運(yùn)用方式是將其作為一種輔助物或備忘手段，只用于輔助油畫創(chuàng)作或者代替速寫、寫生的相關(guān)細(xì)節(jié)，而不是與圖像創(chuàng)作混同，成為使用油畫顏料的復(fù)制與仿制。

對圖像素材的不當(dāng)應(yīng)用令油畫創(chuàng)作被形式主義禁錮束縛，更令油畫藝術(shù)淪為復(fù)制圖像的方法，這種不良現(xiàn)象使大量油畫創(chuàng)作者產(chǎn)生了嚴(yán)重的惰性，只依賴于圖像，將寫生與觀察的過程完全拋棄，最終導(dǎo)致了繪畫技術(shù)的退化和主觀把握能力的缺失。因?yàn)閷懮^程是對多方面美術(shù)創(chuàng)作技巧的一種練習(xí)，在進(jìn)行寫生時(shí)，寫生的對象并非如同圖像一般是完全靜止不動(dòng)的，而是會(huì)與繪畫者一直產(chǎn)生某種細(xì)微的變化，這種細(xì)微的差異正可以培養(yǎng)繪畫者的主觀把握能力，讓他能通過主觀判斷將這些細(xì)微的變化從多角度總結(jié)概括成最終的圖畫，這種能力的培養(yǎng)是圖像素材所做不到的。

三、圖像時(shí)代我國油畫創(chuàng)作的發(fā)展

我國的當(dāng)代油畫自85新潮美術(shù)史始，一直致力于探索多元化繪畫形式，但圖像素材的廣泛運(yùn)用是在90年代后。這以后圖像不再只作為參考素材，而是在油畫創(chuàng)作中被直接加以運(yùn)用，畫家拼合歷史、政治與流行圖像，在作品中留下鮮明獨(dú)特的圖像符號(hào)。這一改變是大眾文化開始進(jìn)入藝術(shù)領(lǐng)域的象征。

90年代末期，圖像素材在油畫創(chuàng)作中的應(yīng)用產(chǎn)生了新型的獨(dú)特方式，一些油畫家首先利用攝影技術(shù)，對景物擺拍或者抓[第一論文 網(wǎng)( dylw.NET) 專業(yè)提供寫作論文的服務(wù),歡迎光臨]拍，然后使用計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行處理，再將處理后的圖像轉(zhuǎn)換為油畫。這種繪畫方式相當(dāng)于對計(jì)算機(jī)處理的圖像進(jìn)行了再創(chuàng)作，不只是作品的表現(xiàn)方式方面，連造型與畫面效果也因此得以呈現(xiàn)出嶄新的面貌。

80后的藝術(shù)家們近些年也已逐漸成長起來，他們的油畫作品里淡去了傷痕的影子，少了對現(xiàn)實(shí)的描述，更加注重于內(nèi)心世界的表達(dá)與因境而生的感悟。豐富的幻想與更多的資訊令80后藝術(shù)家的作品充滿活力與生命力，這其中的一類代表就是卡通油畫?？ㄍㄓ彤嬛胁粌H使用了眾多的卡通視覺符號(hào)，而且風(fēng)格極其混雜多變，是現(xiàn)代社會(huì)年輕人新型價(jià)值觀的體現(xiàn)。

四、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)與油畫創(chuàng)作

早期的圖像處理技術(shù)功能性很差，只能處理部分規(guī)則圖像，這使得其幾乎沒有什么表現(xiàn)力。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，圖像處理不僅能對設(shè)計(jì)進(jìn)行輔助，更可以對傳統(tǒng)藝術(shù)進(jìn)行模仿，這為畫家們將該技術(shù)應(yīng)用于油畫創(chuàng)作提供了前提條件。油畫的創(chuàng)作者們可以以圖像處理軟件對圖像素材施以符合自己創(chuàng)作需求的處理，包括剪裁、色調(diào)變化、拼貼合并、畫面變形等處理方式，通過將這些處理過的圖像灌入感情，賦予涵義，并應(yīng)用到油畫中去，可以大大影響油畫的創(chuàng)作意義。計(jì)算機(jī)上的圖像處理軟件可以按照工作原理進(jìn)行分類，分別是像素圖軟件、矢量圖軟件和三維軟件三種。三種軟件各有用途和長處，目前應(yīng)用于油畫創(chuàng)作上較多的是像素圖軟件中的Photoshop軟件，其操作簡單，功能強(qiáng)大，可以進(jìn)行圖像編輯、圖像合成、校色調(diào)色、濾鏡等多 種圖像處理，是將圖像素材應(yīng)用于油畫創(chuàng)作的絕佳輔助工具。

五、結(jié)語

雖然圖像素材的運(yùn)用不只為油畫創(chuàng)作帶來了便利，更促進(jìn)了油畫創(chuàng)作的思維拓展，但它歸根結(jié)底只是一種輔助手段，用于表現(xiàn)藝術(shù)家的創(chuàng)作構(gòu)思，協(xié)助完成最終的藝術(shù)創(chuàng)作。因此切忌本末倒置、反客為主，將圖像素材當(dāng)作油畫創(chuàng)作的主體。新時(shí)代的油畫創(chuàng)作需要的是繼承與創(chuàng)新并重，借鑒大眾視覺圖像所提供的創(chuàng)作素材，接受這種新的審美取向，拓展全新發(fā)展空間，將圖像素材和其他媒介相互融合，從而創(chuàng)造出油畫的新樣式，讓油畫創(chuàng)造煥發(fā)出新時(shí)代的蓬勃生機(jī)。

參考文獻(xiàn)：

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電子產(chǎn)品的核心部分——印刷電路板(PCB)，是集成各種電子元器件的信息載體，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，是電子產(chǎn)品中不可缺少的部分。PCB的質(zhì)量成了電子產(chǎn)品能否長期、正常、可靠的工作的決定因素[1]。隨著科技的發(fā)展，PCB產(chǎn)品的高密度、高復(fù)雜度、高性能發(fā)展趨勢不斷挑戰(zhàn)PCB板的質(zhì)量檢測問題。傳統(tǒng)PCB缺陷檢測方式因接觸受限、高成本、低效率等因素，己經(jīng)逐漸不能滿足現(xiàn)代檢測需要，因此研究實(shí)現(xiàn)一種PCB缺陷的自動(dòng)檢測系統(tǒng)具有很大的學(xué)術(shù)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[2]。國內(nèi)外研究的PCB缺陷檢測技術(shù)中，AOI（Automatic Optic Inspection自動(dòng)光學(xué)檢測）技術(shù)越來越受到重視，其中基于圖像處理的檢測方法也成為自動(dòng)光學(xué)檢測的主流。本文通過圖像處理技術(shù)研究了一種大視場、高精度、快速實(shí)時(shí)的PCB缺陷自動(dòng)檢測系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了硬件結(jié)構(gòu)和軟件算法流程。通過改進(jìn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式配合一鍵式自動(dòng)檢測軟件的設(shè)計(jì)，大大提高了系統(tǒng)的檢測速度，對結(jié)果分析模塊的缺陷識(shí)別算法的改進(jìn)提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

PCB缺陷自動(dòng)檢測系統(tǒng)主要由運(yùn)動(dòng)控制模塊、圖像采集模塊、圖像處理模塊、結(jié)果分析模塊組成。系統(tǒng)工作過程如下：上位機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)二維平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，將CCD攝像機(jī)傳輸?shù)酱龣z測PCB上方，對PCB進(jìn)行大場景圖像采集，采集的圖像經(jīng)過圖像采集卡送到上位機(jī)，上位機(jī)軟件對采集的圖像進(jìn)行拼接、圖像預(yù)處理，對處理的圖像進(jìn)行準(zhǔn)確定位并校準(zhǔn)，通過圖像分割、圖像形態(tài)學(xué)處理等，最后進(jìn)行模板匹配、圖像識(shí)別，得出缺陷檢測結(jié)果。系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)軟硬件相互協(xié)調(diào)工作構(gòu)成一個(gè)整體。

2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

PCB缺陷自動(dòng)檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制板、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、CCD攝像機(jī)、圖像采集卡、PC等，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1 CCD攝像機(jī)和圖像采集卡

CCD攝像機(jī)的主要特性參數(shù)包括攝像機(jī)制式、光敏面尺寸、像素尺寸、分辨率、電子快門速度、同步系統(tǒng)的方式、最小照度、靈敏度、信噪比等。其中攝像機(jī)制式和是否在線檢測決定了圖像采集卡的采樣頻率，光敏面尺寸、像素尺寸、分辨率以及成像透鏡系統(tǒng)的放大率的平衡選擇取決于測量范圍和測量精度[3]?？紤]到以上各個(gè)因素以及系統(tǒng)要求，在實(shí)驗(yàn)中采用的是廣州視安公司的槍式攝像機(jī)，該攝像機(jī)的特點(diǎn)是數(shù)字面陣CCD逐行掃描，提供AV復(fù)合視頻接口和標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口，提供VC的SDK軟件開發(fā)包，方便設(shè)計(jì)軟件處理模塊。

圖像采集卡，又稱視頻捕捉卡，是視頻卡的一種類型。圖像采集卡完成的主要功能是把攝像機(jī)的連續(xù)模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成為離散的數(shù)字量。其基本原理：從攝像機(jī)輸出的各種制式的視頻輸出信號(hào)，經(jīng)過輸入選擇模塊處理后，形成能被圖像采集卡識(shí)別的視頻信號(hào)。模擬視頻信號(hào)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，存儲(chǔ)在卡上的幀緩存存儲(chǔ)器內(nèi)，由計(jì)算機(jī)CPU通過計(jì)算機(jī)總線控制具體的圖像傳遞，最終存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或硬盤，用于圖像處理[4]。本設(shè)計(jì)采用的圖像采集卡型號(hào)是：NV7004-N，將CCD攝像機(jī)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)實(shí)時(shí)顯示，并能完成圖像的抓拍功能。

2.2 電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制器及精密二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)

PCB缺陷自動(dòng)檢測系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制器為自行設(shè)計(jì)的MCU控制板，核心芯片為ATMEL公司生產(chǎn)的單片機(jī)AT89S52，控制板通過RS-232串行通信接口與上位機(jī)進(jìn)行通信。通過操作人機(jī)交互界面對控制板發(fā)送命令，控制板輸出控制信號(hào)以及各種頻率的方波信號(hào)到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，以控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、方向以及移動(dòng)距離。

二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)由兩個(gè)日本SUS Corp公司生產(chǎn)的精密運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌搭建，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌為滾珠絲桿型，非常精密，誤差很小。步進(jìn)電機(jī)與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌相連，從而帶動(dòng)導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)為日本TAMAGAWA公司生產(chǎn)的兩相四線制混合式步進(jìn)電機(jī)，該型號(hào)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定、噪聲小。

2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)

步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)實(shí)際上就是通過控制步進(jìn)電機(jī)的各相勵(lì)磁繞組的電流，使步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部磁場合成方向發(fā)生變化，從而使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。各相勵(lì)磁繞組的電流產(chǎn)生的合成磁場矢量的幅值決定了步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的大小，相鄰兩合成磁場矢量之間的夾角大小決定了步距角的大小[5]。

在拍數(shù)一定的情況下，齒數(shù)越多，步距角就越小，但由于受制作工藝的限制齒數(shù)不能做得很多，因此步進(jìn)電機(jī)的步距角就不可能很小。改變步進(jìn)電機(jī)的拍數(shù)也可以改變步距角，拍數(shù)是指完成一個(gè)磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)確定時(shí)，拍數(shù)也就確定。通過增加步進(jìn)電機(jī)的齒數(shù)和相數(shù)來減小步距角，步距角減小的度數(shù)非常有限，很難滿足生產(chǎn)的要求。

細(xì)分?jǐn)?shù)越多，電流變化越小，從而大大減少了電機(jī)的振蕩和噪音。采用階梯狀正弦波對電流進(jìn)行細(xì)分時(shí)，階梯越多(即細(xì)分?jǐn)?shù)越多)，波形就越接近正弦波，通入的階梯電流就越小，步距角也就越小[6]。從而大大減少了步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的丟步率，降低了步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪音和顫動(dòng)，也使步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行更加穩(wěn)定，更易于控制。

3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)算法流程

手動(dòng)檢測可以根據(jù)需要在采集圖像時(shí)直接通過控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)將CCD攝像頭運(yùn)動(dòng)到待測PCB板的主要部位，在進(jìn)行圖像處理時(shí)也可以根據(jù)圖像質(zhì)量來選擇與之相適應(yīng)的圖像處理算法來實(shí)現(xiàn)，使系統(tǒng)具有交互性。自動(dòng)檢測初始化設(shè)置參數(shù)后，可以一鍵實(shí)現(xiàn)缺陷檢測得出檢測結(jié)果，減少了操作復(fù)雜度，也大大提高了檢測的速度，使系統(tǒng)具有自動(dòng)化、操作簡單、速度快等優(yōu)點(diǎn)。本文結(jié)合二者于一體，使PCB缺陷自動(dòng)檢測系統(tǒng)更加優(yōu)秀，更加實(shí)用。

3.2 缺陷檢測

當(dāng)前印刷電路板缺陷檢測方法主要分為參考比較法、非參考比較法和混合法三大類，參考比較法將被測圖像和參考圖像進(jìn)行特征對特征的比較；非參考比較法不需要任何的參考圖像，只是根據(jù)先前設(shè)計(jì)的規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)來判斷出是否有缺陷，如果不符合標(biāo)準(zhǔn)便認(rèn)為此有缺陷；混合法是參考比較法和非參考比較法綜合應(yīng)用。本文主要使用參考比較法，通過檢測PCB圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行對比分析，判斷該P(yáng)CB板是否有缺陷[7]。

3.3 缺陷識(shí)別

3.4 結(jié)果分析

4.結(jié)論

本文基于計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理設(shè)計(jì)了一個(gè)印刷電路板(PCB)缺陷自動(dòng)檢測系統(tǒng)，并對其功能進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)界面友好，操作簡單，檢測方法簡單，檢測過程迅速，檢測結(jié)果準(zhǔn)確。該系統(tǒng)為PCB缺陷的檢測提供了一個(gè)很好的解決方案，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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篇10

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）03-0242-01

在高校教學(xué)體系中，數(shù)字圖像處理成為了包括理工科、農(nóng)醫(yī)科在內(nèi)專業(yè)必選課程或者重點(diǎn)選修課程。作為一門理論知識(shí)豐富、實(shí)踐性非常強(qiáng)的高校課程，當(dāng)前PBL模式已經(jīng)成為了包括美國在內(nèi)的多個(gè)國家的主要教學(xué)模式。

1 PBL模式與數(shù)字圖像處理結(jié)合探索背景

PBL模式作為一種較為先進(jìn)的教學(xué)模式，英文名稱Problem-Based Learning，其含義為問題式教學(xué)模式或者基于問題的學(xué)習(xí)模式，PBL模式的主要思路是以問題為前提進(jìn)行教學(xué)的展開活動(dòng)，這一教學(xué)方法的特點(diǎn)在于在教師的直接參與和指導(dǎo)之下，將學(xué)生放在主體地位，通過小組討論的方式，通過以某一具體問題為中心的研究討論和加強(qiáng)學(xué)習(xí)的過程，將教學(xué)的焦點(diǎn)放在某學(xué)科的重要原理以及關(guān)鍵概念之上，通過幫助學(xué)生自己構(gòu)建知識(shí)體系的過程，養(yǎng)成學(xué)習(xí)獨(dú)立學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考的基本能力，數(shù)字圖像處理具有其本身獨(dú)特的特色。

其一，該門課程的理論知識(shí)豐富，知識(shí)點(diǎn)較為深?yuàn)W難懂[1]；其二，日常生活中，應(yīng)用到的數(shù)字圖像處理相關(guān)課程知識(shí)點(diǎn)較多，對學(xué)生綜合能力要求較高，尤其在工科專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)中要求較高，需要對計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用，例如，湖南省某學(xué)院部分專業(yè)在開設(shè)這門課程時(shí)，每一學(xué)期的課時(shí)量為30至40課時(shí)，該學(xué)院部分立刻專業(yè)設(shè)置了選修課程的的課時(shí)量。依靠傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行數(shù)字圖像處理已經(jīng)不適宜當(dāng)前的教學(xué)實(shí)際，須對高校包括機(jī)械制造專業(yè)、自動(dòng)化等專業(yè)的數(shù)字圖像處理能力進(jìn)行要求，才能全面提升學(xué)生的綜合能力。

2 基于PBL模式的實(shí)踐教學(xué)改革方案探索

2.1 對數(shù)字圖像處理實(shí)踐教學(xué)方式方法的研究

以上述湖南某城市學(xué)院為例，為推進(jìn)數(shù)字圖像處理的PBL模式改革，該校自行編撰了驗(yàn)證性課程指導(dǎo)實(shí)踐用書，該書的主要內(nèi)容包括了30多個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目，涵蓋了圖像分析、圖像濾波、數(shù)字處理軟件的使用以及圖像分割等多個(gè)板塊知識(shí)點(diǎn)，該學(xué)院學(xué)生中計(jì)算機(jī)普及程度廣，所以在進(jìn)行圖像處理實(shí)踐時(shí)可自行下載相關(guān)的支持軟件。改變以往該課程集中實(shí)踐方式，升級(jí)成分散與集中結(jié)合的模式，即第一步學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間或者在專門實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成數(shù)字圖像處理分散實(shí)驗(yàn)，第二步教師對學(xué)生教學(xué)實(shí)踐中產(chǎn)生的問題進(jìn)行一對一面談解決或者利用網(wǎng)絡(luò)通訊工具解決問題，第三步，通過多次的分散式課程實(shí)踐活動(dòng)，利用4個(gè)至6個(gè)課時(shí)進(jìn)行集中式教學(xué)。

2.2 突破數(shù)字圖像處理理論教學(xué)模式

其一，確保在對數(shù)字圖像處理完整性以及整體性進(jìn)行維護(hù)前提下，在實(shí)踐教學(xué)課堂中盡量避免對數(shù)字處理相關(guān)公式的重復(fù)推導(dǎo)[2]，主要對相關(guān)算法以及關(guān)鍵原理進(jìn)行說明，如在對均衡處理數(shù)字圖像知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解過程中，直接引用推導(dǎo)公式，利用均衡化圖像的原理以及關(guān)鍵算法進(jìn)行處理技術(shù)的編程；其二，在對相關(guān)的信息進(jìn)行篩選之后重點(diǎn)對處理圖像的算法進(jìn)行編程和實(shí)踐應(yīng)用，在對圖像處理邊緣檢測知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用過程中，可以將Hough的變換、路經(jīng)檢測加強(qiáng)聯(lián)系，更好進(jìn)行編程；其三，在解決實(shí)踐問題的過程中，多進(jìn)行實(shí)例的例舉，可利用2至3個(gè)課時(shí)對實(shí)踐教學(xué)的背景、已有的實(shí)踐教學(xué)成果的、重要技術(shù)流程、重要算法進(jìn)行演示等。

3 基于PBL模式的數(shù)字圖像處理教學(xué)方案設(shè)計(jì)

仍以湖南某城市學(xué)院信息學(xué)院為例，從PBL模式出發(fā)，針對于數(shù)字圖像處理建立了處理庫，這一項(xiàng)目中涵蓋處理圖像、分析圖像、識(shí)別圖像等多類別項(xiàng)目，例如“門禁系統(tǒng)視覺識(shí)別系統(tǒng)”、“指紋識(shí)別”、“二維碼檢測”等，學(xué)院每學(xué)期建立了不低于36個(gè)的項(xiàng)目，學(xué)生可在這些項(xiàng)目中進(jìn)行選修，另外，以40個(gè)課時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字圖形處理理論課程教學(xué)學(xué)時(shí)為30個(gè)，實(shí)踐性教學(xué)課時(shí)為10個(gè)，每周保證3個(gè)學(xué)時(shí)，總共教學(xué)時(shí)長為13個(gè)教學(xué)周。

第一，在進(jìn)行教學(xué)的前兩個(gè)周內(nèi)，將數(shù)字圖像處理課程PBL模式實(shí)踐考察和教學(xué)方式進(jìn)行明確和推介，并將以往的學(xué)生實(shí)踐教學(xué)成果進(jìn)行分享，為學(xué)生在選修過程中提供參考，學(xué)生進(jìn)行是否選修的決策；第二，在3至4周，擬定學(xué)生課程選修名單，進(jìn)行實(shí)踐性教學(xué)任務(wù)的布置，確定36個(gè)以上的實(shí)踐項(xiàng)目給學(xué)生，學(xué)生自動(dòng)組成項(xiàng)目合作，保持每組在3個(gè)人左右，學(xué)生自行數(shù)字圖像處理選擇題目，對實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行圖像加文字型的介紹，盡快確定目標(biāo)，盡快對實(shí)踐應(yīng)用難度進(jìn)行確定以及評(píng)分；第三，在5至6周的時(shí)候確定數(shù)字圖像處理實(shí)踐目標(biāo)書，確定相關(guān)參考資料；第四，在7周至12周時(shí)間內(nèi)實(shí)施實(shí)踐項(xiàng)目，學(xué)生利用課余時(shí)間完成分散型實(shí)驗(yàn)，這段時(shí)間內(nèi)適當(dāng)安排集中型實(shí)驗(yàn)，對實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證，在這一過程中，特別注意積極提出實(shí)踐項(xiàng)目存在的問題，及時(shí)檢查問題解決的進(jìn)度，教師有針對地進(jìn)行問題解答，幫助實(shí)踐小組完成任務(wù)目標(biāo)；第五，在第13周時(shí)，組成專業(yè)或者班級(jí)為小組的實(shí)踐項(xiàng)目答辯，實(shí)踐項(xiàng)目的成果進(jìn)行答辯與說明；最后，數(shù)字圖像處理課程教師完成總結(jié)，學(xué)生對實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行報(bào)告，教師根據(jù)實(shí)際情況對學(xué)生進(jìn)行打分。

4 結(jié)語

基于PBL模式的數(shù)字圖像處理的教學(xué)形式，能幫助高校學(xué)生快速了解和吸收處理數(shù)字化圖像過程中必要的技術(shù)、方法與原理等知識(shí)點(diǎn)[3]，還能幫助學(xué)生掌握數(shù)字圖像處理實(shí)踐項(xiàng)目的實(shí)踐研究方法和思路，提升學(xué)生利用圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)靈活解決生活實(shí)際問題能力，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性以及創(chuàng)新、實(shí)踐能力，對于全面提升數(shù)字圖像處理相關(guān)課程的教學(xué)質(zhì)量具有重要作用。

參考文獻(xiàn)