圖像設計論文精品(七篇)

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，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇圖像設計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

在進行圖像的設計、選擇和處理中，掌握專業軟件的基本使用技巧是必需的，圖像在網頁設計中的功能主要可以分為視覺吸引、信息引導兩方面。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，以及適當的色彩對比，形成版式的變化，吸引瀏覽者的注意，引導其對網站內容的閱讀。根據公司對網站的功能定位，其所承載的任務與指向有所不同，對瀏覽者所作設定亦有差異。比如騰訊公司的騰訊網（）和騰訊（），一個作為門戶內容網站，一個作為公司形象網站是兩個獨立的網站，設計風格，內容和要求差異很大。

2新技術網絡

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，前端設計出現了很多新技術，如div+css技術，Javascript技術等，為了方便管理，一般采用對象的結構、表現和行為分開。結構是對象的內容，表現是其外觀，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容等操作時，頁面的反應。在進行網頁設計過程中，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不易實現的效果。用div+css結合Javascript技術可以實現在網頁前端一些設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站中，網頁的很多內容來自于后臺數據庫，一些圖片也不例外，內容需要和后臺交互，根據數據庫的內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無法實現的，需要設計者了解動態頁面設計技術，常見的技術有，php和jsp技術等。除此之外，還有連接數據庫，縮放、剪切、相框、銳化、旋轉、翻轉、透明度、反色等對網頁圖片的處理。不再一一舉例。

3結論

篇(2)

成像變焦系統像面一般保持不變，視場和相對孔徑發生變化，而模擬器變焦系統可根據實際模擬場景的需要對光學特性參數提出要求，例如為了模擬紅外場景的逼近，有一種變焦系統[2]在變焦過程中，視場不變，像高及相對孔徑變化。根據導引頭的測試要求以及導引頭、模擬器在五軸轉臺上的安裝需要，確定光學系統的設計指標(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%從以上參數可以看出，與成像變焦系統不同，為了使模擬器輸出均勻場景，變焦準直光學系統應與導引頭光學系統的光瞳銜接，并保證模擬器在五軸轉臺上安裝。在本設計中，使光學系統的孔徑光闌即系統的入瞳位于鏡組前600mm處來滿足這一要求。

2光學系統設計

2.1結構形式及參數確定

變焦系統[3]有連續變焦系統和切換式變焦系統。模擬器大小視場之間并不要求連續變化，因此考慮采用切換式變焦系統，即在長焦光路中插入一組鏡頭來改變系統的焦距，實現大小視場的轉換，大小視場共用相同的透鏡組可減少透鏡的數量，簡化系統結構。如圖1所示，光學系統由望遠透鏡組、變倍透鏡組、中繼透鏡組、全反射棱鏡組成。光學系統在結構形式上采用二次成像結構[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，光學系統利用變倍透鏡組的旋進和旋出實現大小視場的切換，在使用大視場時，變倍透鏡組被旋轉進入系統光路，在使用小視場時，變倍透鏡組被旋出系統光路。光學系統的孔徑光闌位于望遠透鏡組前600mm處，大小為Ф60mm，這種結構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構。考慮到整個系統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系統優化

系統是在小視場的基礎上實現大視場的轉換，因此首先對小視場進行優化設計，先分別優化望遠透鏡組和中繼透鏡組，再將兩組和進一步優化。為了提高光學系統的像質，可在設計中引入非球面，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，透鏡組的片數和材料根據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，從而減小旋轉電機的承重。模擬器采用數字微鏡陣列DMD[6]作為圖像生成器件，在光學設計時應考慮光源的導入，系統采用全反射棱鏡實現光源光路的折轉，不僅便于光源位置的調節，而且能使系統結構緊湊。棱鏡相當于玻璃平行平板處于會聚光路中，會產生各種像差，像差的大小取決于玻璃平行平板的折射率和厚度，因此在優化過程中，棱鏡應置于光路中和透鏡組一起消像差。二次成像結構總長較長，因此在優化過程中，應對系統總長加以限制以滿足轉臺對模擬器外形的要求。

2.3全反射棱鏡參數的確定

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)，由光源發出的光束在棱鏡1界面2上發生全反射，又在棱鏡1界面3上發生折射，被DMD反射后，再次透過棱鏡1的界面2進入光學系統。由于空氣間隙很小，從DMD反射回來的光束經過棱鏡時，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，因此棱鏡1的設計比較關鍵，在設計中主要是確定棱鏡1中α角和β角的值。

3設計結果

根據以上思路，利用Zemax軟件進行優化計算，得到如圖3所示的光學系統，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。系統焦距的變化使模擬器實現了兩個視場的轉換，F數保證了測試的能量，入瞳距足以滿足模擬器變焦系統與導引頭光學系統光瞳的匹配以及導引頭的安裝空間，系統總長可保證模擬器在轉臺上的安裝需要。變焦系統長焦和短焦的調制傳遞函數如圖4所示，畸變如圖5示。圖4表明系統在35lp/mm處，長焦時軸上0視場調制傳遞函數為0.65，軸外1.0視場調制傳遞函數大于0.54；短焦時軸上0視場調制傳遞函數為0.53，軸外1.0視場調制傳遞函數大于0.17。系統長焦時像質良好，短焦時弧矢方向調制傳遞函數略差，但也能滿足模擬器的使用要求。由圖5可以看出，系統在中心波長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全反射。

4結論

篇(3)

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當前位置：中國教育文摘>化學論文>教學內容CAI課件的設計_化學論文作者：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的飛速發展，許多教師已經嘗試計算機輔助教學，并取得了較好的教學效果。但是，由于CAI軟件一般由教師自己設計、編制，編制時必須遵循教學原則，要符合科學性、藝術性，同時還要著重做好以下幾方面的設計工作。

課件結構

課件結構應采用超媒體結構。超媒體是基于超文本支持的多媒體，多媒體的表現可使超文本的交互界面更為豐富，由多媒體和超文本結合發展而成的超媒體系統目前已成為一種理想的知識組織結構和管理方式。CAI設計采用超媒體結構，既方便了教師操作，又可以使教師根據實際教學情況自由選擇和重新組織教學內容。

字、聲、圖的設計

1、文字的設計

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

（1）文字內容要簡潔、突出重點

文字內容應盡量簡明扼要，以提綱式為主。有些實在舍不去的文字材料，如名詞解釋、數據資料、圖表等，可采用熱字、熱區交互形式提供，閱讀完后自行消失。

（2）文字內容要逐步引入對于一屏文字資料，應該隨著講課過程逐步顯示。這樣有利于學生抓住重點。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，以引起學生的注意。

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

（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內容，同時吸引同學們的注意力，增加學習興趣。一段舒緩的背景音樂，可以調節課堂的緊張氣氛，有利于學生思考問題。

音樂和音響效果的設計時應注意：

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

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

3、圖形、圖像、動畫、視頻的設計

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

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

（2）復雜圖像要逐步顯示。對于較復雜的圖，如果一下子顯示全貌，會導致學生抓不住重點，也不便于教師講解。應隨著教師講解，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，應具有重復演示功能。

對于動畫和視頻圖像，學生可能一次沒看清，最好設計重復播放按鈕，教師可以根據教學實際，重復播放。

注意事項

（1）注意色彩的合理應用

色彩的應用可以給課件增加感染力，但運用要適度，以不分散學生的注意力為原則。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。

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

篇(4)

關鍵詞：指紋圖像，灰度處理，對比度展寬

 

前言

在指紋自動識別系統中，指紋圖像的預處理是正確地進行特征提取、匹配等操作的基礎。在指紋圖像采集過程中，由于采集儀器本身和手指結構特點，以及指紋采集時用力不均等情況，容易造成圖像部分區域信號太弱（顏色太淡）或者太強（顏色太黑），給后續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。

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推薦我們假設所有指紋圖像都是從分辨率為500dpi的掃描儀上得到。設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備的分辨率決定。論文參考網。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，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域的灰度，降低指紋圖像強區域的灰度，從而把圖像統一到一個固定的灰度內，這種方法不利于提高質量較差的指紋圖像中的紋線、谷線對比度，不利于后續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。假設處理后圖像與處理前圖像的量化級數相同，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算法設計思想如下：

對于圖1的指紋圖像進行處理，設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，表示輸入圖像有256級灰度級。論文參考網。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系

指紋原圖中的指紋紋線的灰度分布假設在[fa,fb]的范圍內，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，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：

函數名稱：

*GrayStretch()

*參數:

*LPSTR lpDIBBits - 指向源DIB圖像指針

*LONG lWidth - 源圖像寬度（像素數）

*LONG lHeight - 源圖像高度（像素數）

*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; // 循環變量

LONG i;

LONG j; //灰度映射表

BYTE bMap[256]; //圖像每行的字節數

LONG lLineBytes; //計算圖像每行的字節數

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;

程序實現窗口如圖4所示：

圖4 灰度拉伸參數設置圖

這里把原指紋圖像的灰度fa、fb分別設為50，160，根據，對比度展寬的條件，通過對ga、、gb灰度值調整，展寬后的指紋圖像的灰度ga、gb設為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：

對比使用這兩種算法處理的同一個指紋圖像的效果圖，我們會發現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，為后續求指紋的方向圖奠定基礎。該程序在visual c++軟件中調試實現，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，數字圖像處理基礎，科學技術出版社，2005.4

[2]余錦華、陳建華、施心陵，指紋圖象的預處理，計算機工程與設計，2004.12

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關鍵詞：視頻監控；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

在當前科技迅速發展的環境下，視頻監控系統已經在安防、交通監控和家居生活等重要領域得到了廣泛的應用。視頻監控系統經過了三個發展階段，第一是基于模擬攝像機的模擬視頻監控系統階段，第二是基于PC 端的數字視頻監控階段，第三是基于嵌入式Linux的網絡視頻監控系統階段[1-2]。傳統的模擬視頻監控系統存在傳輸距離和系統數據量有限、圖像質量低和不易擴展等不足，數字監控系統雖慢慢取代了模擬視頻監控系統，但其本身也存在視頻前端采集復雜、系統穩定可靠性差等局限。網絡視頻監控系統在各類技術的不斷發展的基礎上也在不斷發展中。在網絡技術快速發展的趨勢下，通過網絡傳輸視頻圖像[3-5]，是目前實現視頻監控最好的方法。本文設計并實現一套以S3C2410為開發平臺，以Linux為操作系統的基于嵌入式視頻監控系統，客戶端只要和監控終端在同一局域網內均可實時監控。

2 系統整體設計方案

該嵌入式視頻監控系統以Linux系統和S3C2410開發板作為系統核心平臺，由在前端的USB攝像頭實時采集視頻數據，經壓縮編碼后通過TCP網絡傳輸到后臺服務器，客戶端可實現實時監控。此系統主要由視頻服務器端和客戶端組成；服務器端包括視頻圖像采集模塊和TCP網絡傳輸模塊，它們的職責就是將視頻數據進行壓縮、編碼后通過TCP網絡傳輸到遠程終端設備上?？蛻舳酥饕獙崿F遠程終端設備的視頻顯示。

3 系統硬件設計

在該系統中，硬件結構包括視頻圖像采集模塊、視頻服務器模塊和TCP網絡傳輸模塊。視頻圖像采集模塊主要完成視頻數據的實時采集，ARM開發板通過攝像頭采集獲取視頻圖像數據，然后進行壓縮存儲和處理，然后通過網絡傳輸模塊將視頻數據傳輸到遠程移動終端上顯示。

4 系統軟件設計

軟件部分的設計主要包括：嵌入式Linux系統的裁剪和移植、視頻圖像的采集、視頻的網絡傳輸以及客戶端網絡連接程序。系統的裁剪和移植等技術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絡傳輸模塊的設計。

進行視頻采集[6]必須加入video4Linux模塊，要從攝像頭設備中采集視頻圖像幀，必須依靠此模塊所提供的接口。video4Linux是攝像頭設備的相關內核驅動，它為攝像頭提供了編程所需的最基本的接口函數，比如ioctl（）函數、打開函數、寫函數和讀函數等的實現。并把它們定義在file_operation中，當應用程序對設備文件進行打開讀寫等一系列系統調用的操作時，系統將通過此結構去訪問內核驅動程序[7-9]所提供的一些基本函數。video4Linux中的數據結構為視頻采集提供了各種視頻圖像的相關數據信息，其中包括有：

video_window ：包含獲取的視頻圖像區域的基本信息

video_capability：包含設備信息，比如設備的分辨率范圍、設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、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，一是初始化設備，二是打開設備，三是獲取視頻設備和視頻圖像信息，四是圖像參數設定，五是視頻圖像采集。

視頻數據網絡傳輸模塊本文采用B/S模式，以此模式來實現網絡視頻監控。本文采Boa來搭建Web服務器[10]。Boa 有它自己的特點，首先它支持CGI；其次它是單任務的，它與傳統的web服務器不同，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制；再次，對于所有在進行活動的連接，Boa只會在內部對它進行相應的處理，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公共網關接口適用于各種不同的平臺，是用戶應用程序與Web服務器最常用的通信接口。

5 系統仿真和測試

本文提出的構架方案和實現方案已經通過測試。客戶端監控界面如圖4所示。整個系統開發不僅簡潔，而且高效，同時成本比較低，穩定性非?？煽浚軌虮灰苿釉O備應用，實現實時視頻監控。

參考文獻：

[1] 顧永建，高守樂.基于嵌入式系統的網絡數字視頻監控系統[J].計算機技術與應用， 2005（1）：40-42.

[2] 楊建全， 梁華， 王成友. 視頻監控技術的發展與現狀[J]. 現代電子技術， 2006（21）.

[3] 李保國. 基于嵌入式 ARM 的遠程視頻監控系統研究[D]. 南京： 南京理工大學， 2009.

[4] 張建. 基于 S3C2410 和嵌入式 Internet 的家庭視頻監控系統設計[D].上海：上海交通大碩士學位論文，2007，1.

[5] 趙春媛，李萌，韓會山.基于ARM9的無線視頻監控系統設計與實現[J].計算機工程與設計， 2012.

[6] 張蕾.基于嵌入式 Linux 的視頻采集系統的研究設計[D].西安： 西安電子科技大學碩士學位論文，2010.

[7] 朱小遠，謝龍漢.Linux 嵌入式系統開發[M].北京：電子工業出版社，2012.

[8] 韋東山. 嵌入式Linux應用開發完全手冊[M] .北京： 人民郵電出版社， 2009.

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關鍵詞：雙目視覺 立體匹配 導航定位 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，其關鍵技術就是要解決兩幅圖像中對應點的匹配問題［1］。立體匹配一直都是機器視覺領域中的難點和熱點，論文根據結合變電站及巡檢機器人雙目視覺系統的特點，運用匹配輔助區域匹配算法實現立體匹配，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：

要想根據左右圖像對完成立體匹配任務，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域，零視差子區域和非零視差子區域，零視差子區域為機器人可以自由行走的無障礙平坦區域；非零視差子區域為平坦區域上的凸出區域，可能是障礙物存在的區域。

根據式(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的匹配點，就可以根據式(5)計算出對應的三維坐標。

2、立體匹配設計

經過圖像預處理，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。論文結合變電站、檢機器人雙目視覺系統的特點，運用特征輔助區域匹配算法實現立體匹配，該算法結合特征匹配算法及區域匹配算法的優點，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處理；對預處理的圖像運用加速主成分分析法實現圖像的特征提取；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，對這些小范圍點的匹配就是區域匹配算法的工作。

對多個可能的候選匹配點比較時，可能使用的依據有灰度、曲率、拉普拉斯變換、梯度等。結合變電站實際環境，運用連續性約束準則和灰度、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┍算視覺連續性約束相關系數

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為預先設定視覺連續性約束相關系數閾值，排除此候選匹配點，重復執行此步直到時，執行第2步；否則直接執行第2步執行。

②計算候選匹配點與待匹配點的灰度相關值Vcorr、x方向的灰度梯度接近程度系數Kgard_r、梯度方向相關系數式(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，、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

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性度量，當被搜索區域的點與待匹配點間相似約束準則最大化時，認為搜索區域的點是待匹配點的匹配點［3］。

設有立體圖像對IMG1、IMGr，Pl、Pr為兩幅圖像中的像素點，相關窗口大小為，為圖像IMGl中像素點Pl在圖像3、實驗與結果

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。實驗結果如圖3所示，其中左圖像素深度圖，右圖是對左圖經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系。此算法消耗較長時間，將在以后工作中改進。

參考文獻

［1］楊俊,賈秀芳.變電站防火防盜圖像識別的研究.中國高等學校電力系統及其自動化專業第20屆學術年會，2004.7.

［2］林琳.機器人雙目視覺定位技術研究［D］．西安電子科技大學碩士學位論文,2009.

［3］薛長松．基于DM642的雙目視覺控制系統研究［D］.河南大學碩士學位論文,2007.

篇(7)

[關鍵詞]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、占據銷售市場，3D液晶電視被國內外各大電視生產廠家作為其主打旗艦產品?，F階段3D顯示技術大致可以分為兩種：眼鏡式3D顯示技術、裸眼3D顯示技術。受產品空間與相關技術的限制，裸眼3D并沒有得到普遍的應用，反而眼鏡式3D顯示技術以其較低的技術門檻、較低的硬件要求、簡單易實現等優勢，成為3D電視顯示與電影院等顯示平臺經常采用的技術模式，成為當前主流的3D技術。其中，快門眼鏡式3D以其高分辨率、畫質自然等優勢成為目前主流的3D顯示技術。[1]

本課題主要對主動快門眼鏡式3D做了一定的研究。重點解釋相關技術的原理以及介紹3D顯示的電路系統設計。并對3D技術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。我們人類所能觀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系。我們已經習慣了在這種3D立體世界中的生活方式。然而由于受到顯示技術發展的制約，在傳統的顯示設備上，我們只能觀看到二維的世界。

3D顯示技術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顯示技術原理

主動快門式3D技術，是一種時間域調制技術（時分法）。按照顯示圖像刷新頻率的不同，傳統的快門眼鏡式3D液晶顯示系統可分為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速度要求亦很高，而受目前的資源和技術限制，真正意義上的240HZ液晶顯示技術并未廣泛生產。

目前240HZ傳統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液晶顯示系統的圖像刷新頻率為120HZ、液晶逐行尋址。3D信號經過電路處理后，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，當顯示左眼畫面時，左眼鏡片打開，右眼鏡片關閉；同樣，當顯示右眼畫面時，右眼鏡片打開，左眼鏡片關閉，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，鏡片開始有規律的打開關閉，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只有黑和白兩種，沒有中g灰階的存在。不通電的情況下，鏡片是透明狀態顯示為白色，通電后鏡片顯示為黑色狀態。不同眼鏡其黑-白-黑的翻轉時間是不一樣的。鏡片翻轉的時間越短，穩態的時間越長，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顯示的電路結構設計

快門式3D液晶電視眼鏡系統方案包含兩部分：紅外發射部分和眼鏡部分。

紅外發射部分設計紅外發射部分電路結構如圖2.1.1所示。紅外發射硬件部分包括MCU和紅外發射兩部分。液晶電視機逐幀顯示左右幀，當幀畫面切換的時候，有一個sync信號，電視機主芯片將此sync信號發出。VESA標準的sync信號為方波信號，如圖2.1.2所示，sync高電平周期對應左畫面，低電平周期內對應右畫面。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，高電平周期對應右畫面，低電平周期對應左畫面，為解決此問題，發射電路上設一個極性切換按鈕，如果在實際觀看中發現有錯亂現象，可以按一下按鈕，發射電路會將sync信號做極性反向處理。MCU收到sync信號后進行處理，然后調制為紅外發射碼，通過20kHz的紅外載波發射出去。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。

眼鏡部分設計眼鏡部分電路結構如圖2.1.3所示。眼鏡部分內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；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；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。

軟件部分要求實現休眠/工作模式切換、紅外解碼、電量檢測指示和產生眼鏡驅動信號的功能。眼鏡接收到發射電路發出來的紅外信號時，根據其內容控制左右眼鏡片的開關。

參考文獻

[1] 楊杰.快門眼鏡式3D液晶顯示背光控制系統的設計與實現.中國海洋大學碩士學位論文.2012.5.