第二章 数字图像处理系统介绍ppt课件.ppt

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1、第二章数字图像处理系统介绍北京大学遥感所1内容概要：北京大学遥感所2§2.1系统简介§2.2电视摄像机§2.3CCD摄像机§2.4CMOS摄像机§2.5图像采集卡§2.1系统简介北京大学遥感所3图2.1基本数字图像处理系统数字图像处理系统的组成CMOS摄像机电视摄像机CCD摄像机伪彩色图像采集卡■图像采集设备：摄像机、数码相机、扫描仪和数字图像采集卡■计算机处理系统：PC机真彩色图像采集卡■显示和输出设备：打印机、绘图仪北京大学遥感所4➢§2.2.1黑白电视摄像机➢§2.2.2彩色电视摄像机北京大学遥感所5§2.2电视摄像机聚焦极电子枪阴极控

2、制极北京大学遥感所6加速极光电靶偏转磁场输出R图2.2光电管式摄像管结构图§2.2.1黑白电视摄像机一、图像信号的产生图2.3电子束的扫描方式ANNACBBA帧扫描逆程帧扫描正程行扫描逆程行扫描正程BACN主要组成部分及原理光电转换电子束光电靶图像信号加速阳极聚焦极123456786464A阴极+ERL等效电路北京大学遥感所8靶面像素排列二、电视图像信号的相关参数北京大学遥感所91。摄像机的扫描行数图2.4对角线方向出现的阶梯轮廓在显示器上显示的效果仍然是模拟量——决定图像的分辨率h：图像画面的高度Z：摄像机的扫描行数S：象素正方形的边长a：

3、观察者距离电视屏的距离：人眼的极限分辨率：观察者对整个画面的视角a图2.5画面最少象素的估算bhZ(b/h)Zh/z=SS当=1’时,那么人眼正好看到s高度时：tg(/2)=(s/2)/a/2tg(/2)=(h/2)/a取观察距离：a5.5h,则近似取为10oZ＝h/S/=600行设宽高比：b/h=4/3则画面最少象素总数：N=Z2·b/h=4.8105北京大学遥感所11%国际标准规定的电视制式北京大学遥感所12PAL（PhaseAlternatingLine）制式中国电视画面扫描行数为625行NTSC（Nati

4、onalTelevisionSystemCommittee）制式美国、日本电视画面扫描行数为525行行相位交替制式平衡正交调制制式最终存储在计算机中的总像素数由图像卡决定电视图像显示频率（图像的活动分辨率）视觉暂留（16幅/秒）北京大学遥感所13PAL制式：帧频f=50HzNTSC制式(彩色)：帧频f=60Hz每秒50幅画面每秒60幅画面2。图像的空间分辨率3。图像信号的频带图像信号的频率就是指图像信号的变化的快慢，即亮度变化的快慢a估算图像信号的最高频率fmax设z---每幅图象的扫描行数（625行-中国）k---显示屏的宽高比（4/3）f

5、---图象变化频率（50幅/秒-中国）如此，kz表示每行中所具有的像素数，如果每行中信号变化次数为kz/2，再考虑每秒传送f幅图像，则f(max)(fkz2)/213MHZfmax可看成是频带宽度，但13MHz如此宽的频带不利于记录和传输利用人眼的视觉暂留特性，将逐行扫描改为隔行扫描(InterleavedScan)13MHz6.5MHz北京大学遥感所14扫描行数必须是奇数一帧周期1/25秒一帧包括两场图2.6隔行扫描示意图北京大学遥感所15T场消隐期行消隐期18%T图像信号白电平黑电平消隐电平场同步电平行同步电平图2.7视频信号以及行、

6、场同步信号不同制式的电视标准具有不同的帧频、场频和行频4。视频信号的组成北京大学遥感所16§2.2.2彩色电视摄像机一、彩色图像信号的形成三基色：红R、绿G、蓝B分别用[R]，[G]，[B]表示彩色摄像机是色彩分光设备，将光分解为红绿蓝，光电转换后为不同比例的三种电信号：ER、EG、EB彩色摄像机分为三种三管式单管式北京大学遥感所17两管式a三管式彩色摄像机GRB反绿膜反蓝膜图2.8三管式彩色摄像机原理图a单管式彩色摄像机——比三管或双管结构简单、体积小、成本低随R、G、B分离方式（时间）的不同而种类各异条纹滤色片a双管式彩色摄像机——比单管

7、分辨率高二、色的三要素和色度图北京大学遥感所19三要素：■色调（Hue）：表明颜色的种类取决于主波长120种■饱和度（Saturation）：表示颜色浓淡程度的物理量比较同一色调的两种光，饱和度愈大，则颜色显示愈深（浓）■亮度（Intensity）：表示人眼所感觉到的颜色明暗程度的物理量主观亮度与波长有关主要是色调和饱和度%三基色混合出的任一种色彩的国际标准（CIE－国际照明协会（1931年制定））NTSC制式：PAL制式:Q使用方法：确定彩色显象管中的R、G、B所在位置，三点连成三角形，为所有可以显示的颜色。图2.9马蹄形色度图（Chrom

8、aticityDiagram）北京大学遥感所20R:x=0.670,y=0.323G:x=0.214,y=0.710B:x=0.140,y=0.084R:x=0.6