一种数字图像采集处理系统

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医学影像信息处理系统(PACS)

▪ （2）定义了图像通过用点对点方式、网络方式、文件方式等进行交换的方法和规范。DICOM标准采用了面向对象的方法，将真实世界的模型抽象成为不同层次的对象模型，使图像的采集、存储、通讯更加便于计算机进行处理。它目前有14章，同时DICOM采用分章节更新的方法，能够随应用的发展而不断发展。
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▪ 由于医学图像数据量大，需要大容量的存储设备，高
性能的显示设备和高速的计算机网络，高昂的费用曾经是建立PACS的主要障碍。随着计算机技术的发展，计算机和通讯设备的性能价格比迅速提高，高性能的计算机设备的价格已经可以逐步为一些经济条件较好的医院所接受。这为数字化医学影像存储和传输奠定了基础。在经济上和医疗质量上不断增长的要求下，使医院对PACS 的需求也不断提高。
盘阵列是进行在线存储的首选设备，一般可以使用RAID的方式将数个硬盘组成具有一定冗余的硬盘系统，它具有速度高、存取方便、可靠性好、价格较低的特点。通常每兆字节的存储费用仅在0.2元左右。 ▪ 激光照相机也是PACS中常用的设备，国内很多大医院已经为CT、MRI等大型设备配备了激光照相机用于产生胶片，这些设备同样可以与PACS连接。 ▪ 在医院建立的PACS所使用的其他设备，如微机、图形工作站、网络交换机等等，都是目前通用的计算机和通讯设备。目前计算机的高速发展，通用设备的性能也越来越高，已经能够满足大部分建设PACS的需求。
▪ 在80年代中后期所研究的医学影像系统主要采用的是专用设备，整个系统的价格非常昂贵。到90年代中期，计算机图形工作站的产生和网络通讯技术的发展，使得PACS的整体价格有所下降。进入90年代后期，微机性能的迅速提高，网络的高速发展，使得PACS可以建立在一个能被较多医院接受的水平
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基于FPGA和USB3.0的高速视频图像采集处理系统设计

摘要随着机器视觉的广泛应用，以及工业4.0和“中国制造2025”的提出，在数字图像的采集、传输、处理等领域也提出了越来越高的要求。

传统的基于ISA接口、PCI接口、串行和并行等接口的图像采集卡已经不能满足人们对于高分辨率、实时性的图像采集的需求了。

一种基于FPGA和USB3.0高速接口，进行实时高速图像采集传输的研究越来越成为国内外在高速图像采集研究领域的一个新的热点。

针对高速传输和实时传输这两点要求，通过采用FPGA作为核心控制芯片与USB3.0高速接口协调工作的架构，实现高帧率、高分辨率、实时性的高速图像的采集和传输，并由上位机进行可视化操作和数据的保存。

整体系统采用先硬件后软件的设计方式进行设计，并对系统各模块进行了测试和仿真验证。

通过在FPGA 内部实现滤波和边缘检测等图像预处理操作，验证了FPGA独特的并行数据处理方式在信号及图像处理方面的巨大优势。

在系统硬件设计部分，采用OV5640传感器作为采集前端，选用Altera的Cyclone IV E系列FPGA作为系统控制芯片，由DDR2存储芯片进行数据缓存，采用Cypress公司的USB3.0集成型USB3.0芯片作为数据高速接口，完成了各模块的电路设计和采集卡PCB实物制作。

系统软件设计，主要分为FPGA逻辑程序部分、USB3.0固件程序部分和上位机应用软件部分。

通过在FPGA上搭建“软核”的方式，由Qsys系统完成OV5640的配置和初始化工作。

由GPIF II接口完成FPGA和FX3之间的数据通路。

通过编写状态机完成Slave FIFO的时序控制，在Eclipse中完成USB3.0固件程序的设计和开发。

上位机采用VS2013软件通过MFC方式设计，从而完成整体图像采集数据通路，并在上位机中显示和保存。

整体设计实现预期要求，各模块功能正常，USB3.0传输速度稳定在320MB/s，通过上位机保存至PC机硬盘的图像分辨率大小为1920*1080，与传感器寄存器设置一致，采集卡图像采集帧率为30fps，滤波及边缘检测预处理符合要求，采集系统具有实际应用价值和研究意义。

数字照相量测软件PhotoInfor最新介绍

一些传统量测方法，如试验模型上布设位移传感器或黏贴应变片，因仪器或元器件安装空间限制，测点数量极为有限；而在模型上描画网格线，拍照后人工测量，精度低，工作量大，测点密度不高，都无法满足材料细观与全场变形特性定性与定量精细观测的要求。
在材料变形演变过程的全程观测与细观力学特性研究方面，数字照相量测由于具有突出的优越性，近年来，在岩土工程、结构工程、采矿工程、桥梁与隧道工程、建筑工程、材料工程、机械工程、林业工程以及医学工程等多学科的实验力学研究领域中，发展迅速而且应用日渐广泛。
数字照相量测实用软件系统 PhotoInfor
软件研制：中国矿业大学李元海 No. 4
表 2 图像变形后处理软件 PostViewer 主要功能
项目
图形绘制
功能 1.云图 2.等值线 3.位移矢量图 4.应变矢量图 5.变形前后网格
说明有几种色彩模版可选等值线条数可以改变矢量大小可缩放拉、压应变表示可用于云图绘制网格类型选择
目前，拥有山东大学、同济大学、上海海事大学、河南理工大学、上海交通大学、中国地质大学（武汉）、东南大学、淮阴工学院、中国矿业大学、华南理工大学、中国建筑科学研究院、中国京冶工程技术公司、云南磷化集团技术中心、淮南矿业集团及日本德岛大学、日本西松建设株式会社和日本工营株式会社等国内外多家合作高校与研究院所（授权用户）。这里也衷心感谢有关研究人员和单位的信任和大力支持！
数字照相量测根据观测目标上是否布置人工物理量测标志点，可简单划分为“标点法” 和“无标点法”两大类。其中，“无标点法”和数字散斑相关（DSCM）、数字图像相关（DIC）和粒子图像测速（PIV）等方法的基本原理相同，都是以散斑图像相关性分析为基本原理；此外，在很多情况下“无标点法”可代替以图像质心算法为基础的“标点法”。

图像采集与图像采集系统概述

图像采集示意图
coms图像采集系统原理.
coms .
图像采集系统原理
图像采集基本知识视频采集 •即将视频转换成PC机可使用的数字格式。微视专业图象采集卡是将视频信号经过AD转换后，经过PCI总线实时传到内存和显存。 •在采集过程中，由于采集卡传送数据采用PCI Master Burst方式，图象传送速度高达33MB/S，可实现摄像机图像到计算机内存的可靠实时传送，并且几乎不占用CPU时间，留给CPU更多的时间去做图像的运算与处理。 •图象速率及采集的计算公式 •帧图像大小（Image Size）：W×H（长×宽）---您必须首先了解：需要采集多大的图象尺寸？ • 颜色深度∶d（比特数）---希望采集到的图象颜色（8Bit灰度图象还是 16/24/32Bit真彩色）帧速∶f---标准PAL制当然就是25帧，非标准就没准了！500-1000帧都有可能数据量∶Q（MB）---图象信号的数据量
4、分辨率：采集卡能支持的最大点阵反映了其分辨率的性能。一般采集卡能支持 768*576点阵，而性能优异的采集卡其支持的最大点阵可达64K*64K。单最大点数和单帧最大行数也可反映采集卡的分辨率性能。 5、采样频率：采样频率反映了采集卡处理图像的速度和能力。在进行高度图像采集时，需要注意采集卡的采样频率是否满足要求。 6、传输速率：主流图像采集卡与主板间都采用PCI接口，其理论传输速du132MB/S 。随着数字化信息的快速发展，图像采集卡在监控、远程教学、大屏拼接、医疗等众多行业中都有着广泛的应用。
• 视频采集卡是我们进行视频处理必不可少的硬件设备，是视频数字化合数字 • 化视频编辑后期制作中必不可少的硬件设备。通过视频采集卡，可以把摄像 • 机拍摄的视频信号从摄像带上转存到计算机中，利用相关的视频编辑软件 • ， • 对数字化的视频信号进行后期编辑处理，比如剪切画面，添加滤镱，字幕和 • 音效，设置转场效果以及加入各种视频特效等等，最后将编辑完成的视频信 • 号转换成标准的VCD，DVD以及网上流媒体等格式，方便传播和保存

基于GigE Vision和DM6467的高清图像采集系统的设计

基于GigE Vision和DM6467的高清图像采集系统的设计作者：胡峻来源：《电子技术与软件工程》2015年第08期摘要高清图像是在进行数字图像处理时处理精度提高的基础。

本文在TI公司高性能数字图像处理芯片DM6467的嵌入式系统平台上实现了基于GigE Vision的高清图像采集系统。

本文针对高清图像的大数据的特点进行系统硬件电路的设计，并对GigE Vision协议进行解析，采用ARM内核配合DMA的方式实现了高清图像的采集。

系统表明，本系统具有采集的图像清晰度高，采集图像速度快，集成化，小型化等特点。

【关键词】嵌入式高清图像图像采集 DM6467 GigE Vision1 引言随着图像处理技术、计算机网络通信技术与多媒体技术的不断成熟与发展，图像采集系统在医疗、军事、生物特征识别、机器视觉、遥感测量等领域中被大量应用。

图像采集系统正在往高清化、大数据化方向发展，系统采集图像的质量高低直接影响后续图像处理结果的准确性，因此获得高分辨率的图像对于图像处理十分重要。

传统的图像采集系统一般由计算机和图像采集卡组成，此类系统成本较高，功耗较大。

随着最近几年嵌入式行业的高速发展，众多低功耗，高性能的数字多媒体芯片——如TI公司的达芬奇系列和OMAP系列芯片——逐渐被应用，从前使用计算机配合图像采集卡的图像采集系统慢慢被嵌入式系统所替代。

基于此背景，本文设计了一种基于GigE Vision和DM6467的高清图像采集系统，该系统采用美国TI公司生产的达芬奇（DaVinci）系列高性能图像处理芯片DM6467作为核心处理器，配合新一代的图像采集传输协议Gige Vision完成高清图像数据的采集。

2 系统总体设计2.1 系统方案设计TI公司推出的DM6467芯片是双核处理器，芯片内集成了32位ARM9构架的ARM926EJ-S内核和32位C64+构架的DSP内核，ARM内核与DSP内核采用无缝连接方式，极大地提升了采集数据与处理数据的交换性能。

数字图像处理技术

数字图像处理技术数字图像处理技术是一种利用计算机对图像进行处理和分析的技术。

随着计算机技术和图像采集设备的不断发展，数字图像处理技术已经广泛应用于影像处理、医学图像分析、机器视觉、模式识别等领域。

本文将重点介绍数字图像处理技术的基本原理、常见的图像处理方法和应用领域。

一、数字图像处理技术的基本原理数字图像处理是在计算机中对图像进行数值计算和变换的过程。

图像是由像素组成的二维数组，每个像素包含了图像中某一点的亮度或颜色信息。

数字图像处理技术主要包括如下几个基本步骤：1. 图像采集：利用摄像机、扫描仪等设备将实际场景或纸质图像转换成数字图像。

2. 图像预处理：对采集到的图像进行预处理，包括图像增强、去噪、几何校正等操作，以提高图像质量。

3. 图像变换：通过一系列的数值计算和变换，改变图像的亮度、对比度、颜色等特征，以满足特定的需求。

4. 图像分析：对图像进行特征提取、目标检测、模式识别等操作，以获取图像中的各种信息。

5. 图像展示：将处理后的图像显示在计算机屏幕上或输出到打印机、投影仪等设备上，以便人们观看和分析。

二、常见的图像处理方法1. 图像增强：通过调整图像的亮度、对比度、颜色等参数，使图像更清晰、更鲜艳。

2. 图像滤波：利用滤波器对图像进行低通滤波、高通滤波、中值滤波等操作，以去除噪声、平滑图像或增强边缘。

3. 图像分割：将图像分成若干个区域，以便更好地分析和识别图像中的目标。

4. 特征提取：从图像中提取出与目标相关的特征，如纹理特征、形状特征、颜色特征等。

5. 目标检测：利用机器学习、模式识别等方法，从图像中检测和识别出目标，如人脸、车辆等。

三、数字图像处理技术的应用领域数字图像处理技术在很多领域都有广泛的应用，以下列举几个主要的应用领域：1. 影像处理：数字图像处理技术可以应用于电影特效、动画制作、数字摄影等领域，提高影像的质量和逼真度。

2. 医学图像分析：数字图像处理技术可以应用于医学影像的分析、诊断和治疗，如CT扫描、核磁共振等。

PACS系统

PACS系统是通过计算机网络来实现医学图像的获取、存储、传送和管理的综合系统。

它基本上替代了传统上对影像胶片的各种繁复操作。

该系统在国外于80年代开始起步，在90年代初趋于成熟，目前已在临床中广泛应用。

一、简介PACS系统分为八个部分：影像实时采集，影像分析，影像查询、管理、存储，图文编辑及打印、会诊中心、远程会诊和系统管理。

其中以影像实时采集最为关键，目前国外产品在影像采集方面基本上都是采用基于国际标准的DICOM3接口的医疗设备或者CR设备，而我国大部分医院的现状是仅有相当少的一部分设备具有DICOM3接口，其余绝大部分都是模拟信号设备或者照相设备。

基于这种情况，力争能使现有的设备尽可能多地上网。

我们的PACS系统制定如下的方案：对于具有DICOM3接口的采用数字方式无损采集：对于非DICOM3接口的模拟设备，采用模拟视频的方式采集：对于X光照相设备以及外来胶片、历史胶片，采用扫描的方式采集，将这三种方式综合在整个系统中。

这样在有效地支持DICOM3的同时覆盖所有医学影像设备。

二、系统方案本系统包括七个子系统，分别如下：1．影像实时采集子系统该系统把各种医疗设备中的图像信息采集到计算机中。

根据系统设计，我院采用数字（DICOM3、Ethernet）、模拟视频和扫描三种采集方式。

在数字方式下，本系统实现了不用人工操作的情况下实时自动采集的功能，采集到的基于DICOM3图像没有任何损失，图像的显方式、操作方式也与医疗设备中的一致。

在模拟视频采集方式下，电脑实时捕获的影像视频信号，经过转换将医疗设备的模拟图像转换成统一格式的电脑数字图像。

在扫描方式下，我们发现扫描仪本身的应用程序并不能很好地适合医疗影像的操作，为此我院与北京化元技术有限公司合作设计专门针对医疗影像的扫描应用，使得扫描操作完全嵌入整个系统，不用人工分别操作；对一张胶片多张图像的情况能够通过计算机自动切图；对于尺寸超过扫描仪幅面的胶片，能够在计算机中自动拼接，不会产生缝隙。

图像获取模块和图像获取系统

图像获取模块和图像获取系统在当今的数字化时代，图像作为一种直观且丰富的信息载体，在各个领域都发挥着至关重要的作用。

从医疗诊断到安全监控，从娱乐传媒到工业制造，图像获取技术的应用无处不在。

而图像获取模块和图像获取系统则是实现高质量图像采集的关键组成部分。

图像获取模块，简单来说，就是负责将现实世界中的光学图像转换为电信号或数字信号的硬件组件。

它就像是我们的眼睛，能够感知光线，并将其转化为我们的大脑（计算机系统）能够理解和处理的信息。

图像获取模块通常由以下几个关键部分构成。

首先是光学镜头，它决定了能够进入模块的光线范围和成像质量。

一个高质量的光学镜头可以提供清晰、准确的图像，减少像差和失真。

就好比我们戴眼镜，如果眼镜的镜片质量不好，我们看到的世界就会模糊不清。

其次是图像传感器。

这是图像获取模块的核心部件，常见的有电荷耦合器件（CCD）和互补金属氧化物半导体（CMOS）两种类型。

它们就像是一个个微小的光感受器，能够将接收到的光信号转换为电信号。

CCD 传感器在过去曾经占据主导地位，因其具有较高的图像质量和低噪声特性。

然而，随着技术的发展，CMOS 传感器由于其更低的成本、更低的功耗和更快的读取速度，逐渐在许多应用中取代了 CCD传感器。

除了镜头和传感器，图像获取模块还包括一些其他的重要组件，如模拟数字转换器（ADC）。

它负责将传感器输出的模拟电信号转换为数字信号，以便计算机进行处理和存储。

此外，还有一些控制电路，用于调节传感器的工作参数，如曝光时间、增益等，以适应不同的光照条件和拍摄需求。

说完了图像获取模块，再来说说图像获取系统。

图像获取系统是一个更为复杂和综合的概念，它不仅仅包括图像获取模块，还涵盖了与之相关的软件、硬件以及通信接口等。

在硬件方面，除了图像获取模块，图像获取系统可能还包括照明设备、图像传输线路、图像处理硬件等。

照明设备的作用不容忽视，合适的照明可以确保获取到的图像具有足够的亮度和对比度。

浅谈PACS系统

浅谈PACS系统。

摘要 PACS是医院走向信息化、数字化的重要标志之一，是医疗信息资源达到充分共享的关键。

本文简要叙述了PACS的概念、历史与发展、组成部分、应用及现状、发展趋势，对PACS系统进行了讨论，并作出未来展望。

关键词 PACS；趋势；分级管理1 PACS系统概念医学图像存档与通信系统(Picture Archiving and Communication System，PACS)是在全面解决医学图像的获取、显示、存储、传送和管理的综合系统。

它是随着计算机技术、网络技术和数字成像技术的进步而迅速发展起来的。

PACS系统分为医学图像获取、大容量影像数据存贮、图像显示和处理、数据库管理及用予传输影像的局域网或广域网等5个单元。

按照接入影像设备的数量及网络的规模，一般可把PACS分为小型(科室级)PACS系统、中型PACS 系统、大型(全院级)PACS系统。

它以高速计算机设备为基础，以高速网络连接各种图像设备和相关科室，利用大容量磁、光存储技术，以数字化的方式处理医学图像及相关信息。

具有图像质量高，存储、传输、复制不失真，传送迅速，图像资料可共享等突出优点，是对医学图像进行科学管理的最佳方案。

2 PACS系统的历史与发展PACS的思想是20世纪70年代末在欧洲提出来的。

1982年在国际光学工程学会(The International Society for Optical Engineering，SPIE)医学图像处理年会上，PACS这个概念被明确表述为经通信网络获取、存储、管理和显示放射医学图像的集成信息系统【1】。

在日本，1982年7月JAMIT(Japan Association of Medical Imaging Technology)举办了第一次国际会议【2】，这项会议与医学成像技术会议(Medical Imaging Technology meeting)合并后，每年举办一次。

第二代居民身份证人像采集系统

第二代居民身份证人像采集系统
一、系统简介
ID-DP08系列制证专用数字照相系统，是公安部一所专门面向第二代居民身份证、出入境证件图像信息采集的一套系统。

该产品由软件和硬件系统组成，采用闪光灯辅助曝光的方式，当系统软件发出拍照信号时，同步线引燃闪光灯，同时相机完成一次拍照。

拍出的图像先由数码相机进入到计算机，经处理后才能传输到制证中心，完成整个操作。

产品在软件方面引用了智能图像识别技术，实现了图像按标准自动裁切，使操作更加方便快捷。

二、硬件设备特点
1、便携式操作台：多功能便携式操作台，将数码云台、计算机、显示器等嵌入集成于一体，结构紧凑，外形设计更具人性化，便于操作人员工作；操作台全部采用优质材料，结构坚固耐用，有利于流动性操作。

2、数码云台：采用USB控制，可以上下左右自由转动，不用手动调整相机高低及角度即可适应各种被摄形体的拍摄，操作简单、工作效率高。

3、新型柔光罩：柔光罩采用特殊材料加工而成，具有体积小、重量轻、安装方便、光色均匀柔和、无光斑亮点、图像还原性好等特点。

4、一体式背景蓬：整个背景蓬结构小巧、紧凑，安装携带方便；背景架与背景灯结合为一体，占地面积少，背光效果均匀，彻底改变了背光不均匀的缺陷。

三、软件特征
1、系统界面简洁，操作简单、方便；
2、引进了图像识别技术，实现了图像按标准自动裁切；
3、背景、图像密度及色彩的过滤一次完成，无需再担心背景色出现，或图像标准、密度及颜色问题。

五、系统配件组成。

工业机器视觉采像系统原理和设计

工业机器视觉采像系统原理和设计工业机器视觉采像系统是一种利用数字图像处理技术来处理和分析工业场景中的视觉信息的系统。

它主要由图像采集设备、图像处理算法和图像分析软件组成。

1.图像采集设备：图像采集设备是工业机器视觉系统的核心部件，它用来将工业场景中的物体信息转换成数字图像信号。

常用的图像采集设备有工业相机、CCD摄像头、CMOS摄像头等。

在图像采集过程中，采集设备需要考虑到光照条件、视野角度、分辨率和采样速率等因素。

2.图像处理算法：图像处理算法是对采集得到的图像进行处理和分析的关键环节，它能够提取和处理图像中的特征信息，实现对物体的检测、识别、测量和判定等功能。

常用的图像处理算法包括图像增强、边缘检测、形状匹配、特征提取等。

这些算法可以通过使用滤波器、阈值分割、数学形态学等方法来实现。

3.图像分析软件：图像分析软件是工业机器视觉系统的控制核心，它能够对图像处理算法进行调用和控制，实现图像处理结果的显示和分析。

图像分析软件主要包括图像采集控制、图像处理算法调用、图像显示和结果分析等功能。

它能够提供图像处理的参数设置、图像处理结果的输出、检测结果的判定等功能。

工业机器视觉采像系统的设计过程一般包括以下几个步骤：1.需求分析：根据实际应用需求，确定工业机器视觉系统需要检测的物体、检测方法和性能指标等。

2.系统设计：根据需求分析结果，设计工业机器视觉系统的硬件和软件结构。

包括图像采集设备的选择和布局、图像处理算法的设计和优化、图像分析软件的开发和调试等。

3.系统集成：将设计好的硬件和软件组装成一个完整的工业机器视觉系统。

包括安装采集设备、搭建图像处理平台、开发图像分析软件等。

4.系统测试：对集成好的工业机器视觉系统进行功能测试和性能评估。

进行一系列的测试，包括图像采集的准确性、图像处理的稳定性和图像分析的可靠性等。

5.系统优化：根据测试结果，对工业机器视觉系统进行优化和调整。

包括优化图像处理算法、调整图像采集参数和改进图像分析软件等。

PACS系统ppt课件

第二节pacs的组成及功能hislis成像系统图像采集计算机pacs控制器图像显示23示意图示意图24系统的组成系统的组成图像获取图像获取数据库管理数据库管理在线存储在线存储离线归档离线归档图像显示及处理图像显示及处理不外部信息系统的接口不外部信息系统的接口胶片打印胶片打印高速局域网络高速局域网络支持进程数据传输的广域网络支持进程数据传输的广域网络25系统的组成系统的组成26结构结构视频采集视频采集工作站工作站bb超超图像采集图像采集工作站工作站xx先机先机显示显示工作站工作站11数据库数据库服务器服务器千兆以太网千兆以太网交交换换机机内窥镜内窥镜显示显示工作站工作站33显示显示工作站工作站4显示显示工作站工作站n显示显示工作站工作站22百兆以太网百兆以太网交交换换机机ctct图像采集图像采集工作站工作站视频采集视频采集工作站工作站路由器路由器因特网因特网27结构数据和图像的获取图像采集工作站主要仸务包括
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PACS的发展历史及当前的发展状况
从PACS的技术发展来看，可分为三个阶段第一阶段（80年代中期-90年代中期）第二阶段（90年代中期-上世纪末）第三阶段（上世纪末-现在）
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第一阶段（80年代中期-90年代中期）
计算机自身性能有限，CPU主频仅几十兆，内存只有64兆字节，而且价格昂贵。研究主要集中在如何用有限的计算机资源处理大容量的数字图像，如用各种算法优化、硬件加速等。而显示技术也不能保证图像显示的一致性。因为没有统一的标准，不同设备的图像交换困难，DICOM标准开始出现。
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PACS作用
主要任务就是把产生的各种医学影像（包括核磁，CT，超声，各种X光机，各种红外仪、显微仪等设备产生的图像）通过各种接口（DICOM，网络）以数字化的方式海量保存起来，当需要的时候在一定的授权下能够很快的调回使用，同时增加一些辅助诊断管理功能。它在各种影像设备间传输数据和组织存储数据具有重要作用。

图像采集系统

图像采集系统随着人们对图像技术的不断研究和发展，图像采集系统也越来越受欢迎。

这是一种将物体或场景转换为数字信息的技术，它是现代电子技术中一个十分重要的部分。

本文将深入探讨图像采集系统的构成和原理，并介绍一些图像采集系统的应用。

一、构成和原理图像采集系统由三个主要的部分组成：光电转换器、信号处理单元和存储装置。

1. 光电转换器图像采集系统的光电转换器就是摄像机。

它能够将光线转换为电信号，是图像采集系统的核心部件。

摄像机通常有一个镜头，用于约束光线聚焦于CCD等传感器表面。

传感器感知光线并将其转换为电压信号，这些信号被发送到信号处理单元。

2. 信号处理单元信号处理单元包括模拟电路和数字电路两个部分。

模拟电路主要用于增强信号，校准电平和增加对比度。

数字电路则相当于摄像机的芯片，它们以一种可编程的方式协同工作，从传感器读取信号并将其转换为数字信号。

与传统的模拟视频信号不同，数字视频信号已被编码并且可以直接向计算机中输入。

3. 存储装置存储是数字图像采集系统的重要组成部分。

数字图像是以分辨率为基础的一个数字网络，每个像素点在其位置上有一个唯一的数字。

图像以各种不同的格式存储，包括JPEG、TIFF、BMP等。

一种流行的存储方式是将图像存储在计算机内部或外部的硬盘驱动器上，以便以后访问和处理。

二、应用图像采集系统有许多应用，其中一些已经成为了当今世界上最重要的技术之一。

下面列举了一些图像采集系统的应用。

1. 指纹识别指纹加密系统使用图像采集系统来采集并存储指纹图像。

指纹图像可以在未来用于在各种设备上确认用户的身份，从而提高安全性并消除欺诈。

2. 车辆识别汽车号码识别是一种利用图像采集系统和光学字符识别(OCR)技术来识别车辆号码，以确保道路上的车辆符合法律和监管要求。

3. 医学成像医学成像系统使用一个高分辨率的图像采集系统来采集机体内部和外部区域的图像，用于帮助医生诊断和治疗。

其中一些成像系统甚至可以采集和处理实时图像。

数字图像处理各章要求必做题及参考答案

−a
v
−a
v
∫ ( ) =
2E v
⎡ ⎢⎣
0 −a
e− jux − e jux
sin v(x + a)dx⎤⎥⎦
∫ =
−4 jE v
⎡ ⎢⎣
0 −a
sin
ux
sin
v(
x
+
a)dx
⎤ ⎥⎦
( ) = 4 jE (u sin va − v sin ua) v u2 − v2
3
第三章要求 1. 了解图像的几何变换； 2. 了解图像的离散傅立叶变换，掌握其重要性质； 3. 了解变换的一般表示形式； 4. 了解图像的离散余弦变换的原理； 5. 掌握图像的离散沃尔什－哈达玛变换； 6. 了解 K-L 变换的原理。
4 4
4 4
4⎥⎥ 4⎥
⎢⎣1 4 4 1⎥⎦
⎢⎣4 4 1 1⎥⎦
⎢⎣4 4 4 4⎥⎦
解答：
由H2 =
1 ⎡1 2 ⎢⎣1
1⎤ -1⎥⎦
和H
2
N
=
1 ⎡HN 2 ⎢⎣HN
HN -H N
⎤ ⎥⎦
得
⎡1 1 1 1 ⎤
H4
=
1 2
⎢⎢1 ⎢1
-1 1
1 -1
-1⎥⎥ -1⎥
⎢⎣1
-1
-1
1
⎥ ⎦
⎡10 0 0 −6⎤
X = ⎡⎣x1
x 2
x3 ⎤⎦T 的协方差矩阵 CX 。
解答：
⎧⎡1⎤ ⎡1⎤ ⎡1⎤⎫ ⎡3⎤
∑ 根据式 mx
=
1 M
M
xk
k =1
得 mX
=
1 3

CCD图像采集解决方案

CCD图像采集解决方案一、背景介绍CCD（Charge-Coupled Device）图像传感器是一种常用于数字图像采集的器件，具有高灵敏度、低噪声和高分辨率等优点，被广泛应用于医学成像、工业检测、安防监控等领域。

为了实现高质量的图像采集，需要一套完善的CCD图像采集解决方案。

二、解决方案概述本文将介绍一种CCD图像采集解决方案，该方案包括硬件设备和软件系统两个部分。

硬件设备包括CCD摄像头、图像采集卡和计算机等。

软件系统包括图像采集驱动程序、图像处理软件和数据存储管理系统。

三、硬件设备1. CCD摄像头：选择一款高品质的CCD摄像头，具有较高的分辨率和灵敏度，以获取清晰、细节丰富的图像。

2. 图像采集卡：选择与CCD摄像头兼容的图像采集卡，该采集卡能够将CCD摄像头输出的模拟信号转换为数字信号，并传输给计算机进行后续处理。

3. 计算机：选择一台性能良好的计算机，具备足够的处理能力和存储空间，以满足高速图像采集和处理的需求。

四、软件系统1. 图像采集驱动程序：安装并配置适用于所选图像采集卡的驱动程序，确保驱动程序与硬件设备的兼容性。

驱动程序能够实现图像采集卡与计算机之间的数据传输和控制。

2. 图像处理软件：选择一款功能强大、操作简便的图像处理软件，以对采集到的图像进行预处理、滤波、增强、分割等操作，提高图像质量和准确性。

3. 数据存储管理系统：建立一个完善的数据存储管理系统，包括图像数据库和数据备份机制。

图像数据库能够对采集到的图像进行分类、索引和检索，方便后续的数据分析和应用。

五、解决方案流程1. 硬件设备连接：将CCD摄像头与图像采集卡通过合适的接口连接，如USB、PCIe等。

将图像采集卡插入计算机的对应插槽，并确保连接稳定可靠。

2. 驱动程序安装与配置：根据所选图像采集卡的型号和厂商提供的驱动程序，进行安装和配置。

确保驱动程序与硬件设备兼容，并能够正常识别和控制CCD摄像头。

3. 图像采集设置：通过图像采集驱动程序，设置图像采集的参数，如曝光时间、增益、帧率等。

基于单片机的数字图像采集系统设计_边树海

关键词: 数字图像采集; 单片机; 图像传感器; 图像识别
中图分类号: TP271 + ． 5 文献标志码: B 文章编号: 1674-8417( 2011) 11-0001-04
边树海 ( 1988—) ，男，硕士研究生，研究方向为智能控制、图像处理与识别。
0引言
近年来，随着技术的不断发展，图像采集系统的设计方法越来越多，如基于单片机的图像采集系统［1-3］、基于 FPGA 的图像采集系统［4］、基于 ARM 的图像采集系统［5］、基于 DSP 的图像采集系统［6］、基于 CPLD 的图像采集系统［7］等。基于单片机的图像采集系统简单、容易实现、价格便宜，且采集的图像能用于图像识别，所以在数字图像识别中得到了广泛的应用。基于单片机的图像采集系统设计方案有多种，不同的单片机与不同的图像传感器可组合成不同的图像采集系统，其中典型的为 SO 图像采集系统［1］。由于 SO 图像采集系统外部电路繁多、抗干扰能力差且速度不够快，因此本文设计了一种简易、抗干扰性强、速度快且能采集到清晰图像的 MO 图像采集系统，有效地克服了 SO 图像采集系统的不足。
} ( 1) 设置控制寄存器 1 ( SCICR1 = 0x00) 。 SCI 发送和接收部分正常，在等待模式下允许 SCI 接收器的输入内部连接到发送器输出，1 个起始位，8 个数据位，1 个停止位，介质空闲唤醒，快速检测，禁止奇偶检验。 ( 2) 设置控制寄存器 2 ( SCICR2 = 0x2C) 。禁止 TDRE、TC、RDRF 和 OR 产生中断，允许 IDLE位置 1 时产生 SCI，SCI 接收器正常工作，中止符产生器关闭。 ( 3 ) 设置比特率控制寄存器 ( SCIBD = 0x104) 。根据公式 SCI0BD = busclk / ( 16* b / s) 比特率为 115 200 b / s，不同总线频率情况下可计算出相应的 SCIBD 的值，如表 1 所示。