第1章 绪论(第1-2讲)

数字图像处理基础

第1章绪论

（第二讲）

E、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译和识别的图像。因此，图像输出也是图像处理的重要内容之一。图像的输出有二种，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从256×256、512×512、1024×1024，至今已有2048×2048的高分辨率的显示设备问世。通常的硬拷贝方法有照相、激光拷贝、彩色喷墨打印等几种方法。软拷贝方法有以下几种：

（1）、CRT显示

自二十世纪六十年代以来，在显示技术中，CRT几乎独霸天下。目前，彩色显像管（CPT）和彩色显示管（CDT）技术已相当成熟。九十年代后期平板显示器件才相继问世。

CRT优点：显示质量好、亮度高、电子束寻址方式简单、制造成本低等。尤其采用微形滤光条(Microfilter)工艺，加之动态聚焦技术的出现，使得CRT在对比度、色纯及光点大小方面都得到了改进。

目前，分辨率为1280×1024、行频64KHz、点频110MZ的CRT已很普遍，高分辨率的可达到1920×1035，行频达80KHz，视频带宽达

140MHz。

进一步提高分辨率的主要困难在于显像管的制造和刷新存贮器的速度。

我国生产的CPT年产达1800万只，而CDT

却很少，国内只有两个厂家，年产只有

35万只。从市场占有率来看CRT亦是主流。

（2）、液晶显示器LCD 液晶的发现已有100多年的历史，但真正用于显示技术的历史不到30年。尽管有人认为LCD要想取代CRT至少还需一些时间，但其发展势头之大，发展速度之快却令人刮目相看。

LCD的突出性能是极吸引人的，

①体积小，重量轻；

②低功耗，低电压；

③无软X射线；

④全色显示及相当的亮度。

它的主要缺点是①视角较窄；②寻址复杂；③亮度不及CRT，大约在。近年来的最新产品已大有改善，如Sharp公司推出的彩色非晶硅TFT-LCD产品，屏幕尺寸21英寸，分辨率640×480，像素数921600点，彩色数1670万种。富士通推出的10.4英寸显示器的视角可达120°。

（3）彩色等离子显示技术（Plasma Display Panel---PDP）

这是利用气体放电原理实现的一种发光平板显示技术。它发明于20世纪60年代。1993年首次批量生产。

它的工作原理有两个基本过程：

1）、气体放电，惰性气体受电信号的作用放电发射真空紫外线；

2）、紫外线激发荧光粉发光。

等离子显示技术有如下特点：

①易于大面积显示，可达到80英吋；

②全色显示，显示器可显示256级灰度和1670万种颜色；

③伏安特性非线性强，可寻址2000线以上；

④可实现高亮度显示，最新报道日本sony和日立公司已推出亮度达到1000cd/m2的平板电视机。

⑤对比度高；

⑥视角在所有的平板显示器中是最大的，可达到160度；

⑦色纯度好，与CRT相当；

⑧寿命长，可达3万小时以上；

⑨工作电压低，一般小于200伏；

⑩易于批量生产。

其主要缺点是功耗较大，目前在以上。此外，在亮环境下对比度有待提高。其最大的弱点是价格偏高。

（4）、场致发光显示器(Field Effect Display --FED)

场致发光显示（FED）具有光明的前途。FED 是最新发展起来的彩色平板显示器件。SID95'会议上展出的产品6英寸方形的全色FED分辨率已达到512×512。

其显著优点是：

①薄型，无需加背光源，一般比LED还要薄；

②易于拼接，可做成大屏幕；

③可高度集成做成高清晰度显示器；

④电压低，功耗小，寿命长，一般如：LCD加背光源功耗为13W，而相同尺寸的FED在高对比度下只有5W;

⑤图像质量好，分辨率可达到1024X768，无视角限制，响应速度快，一般小于2微秒；

⑥发光亮度起伏小，成品率高；

⑦不需要偏转线圈，无X射线，抗电磁辐干扰和辐射，工作温度宽，一般可达到

-40--+85；

⑧生产工艺简单，FED有数百个阴极，有几个不工作没有影响。

但目前要解决的是大面积的FED需要改善发光的均匀性和提高低压荧光粉的发光效率。在实用化中，封接、排气、真空维持等工艺尚有困难，这些问题解决后FED大有前途。

新型显示设备---E-Paper (电子纸,数码纸)

将来会有更多的新型器件和原理制成新的显示器，如：

碳纳米管制成的显示器（日本），65mm。铁电液晶显示器（韩国），Sharp公司甚至做出了能卷曲的显示器。

六、数字图像处理的应用

数字图像处理的应用越来越广。它的应用已渗透到了工程、工业、医疗保健、航空航天，军事、科研、安全保卫等各个方面，在国计民生及国民经济中发挥越来越大的作用。

学科应用内容

物理、化学结晶分析、谱分析

生物、医学细胞分析、染色体分类、血球分

类、X光照片分析、CT

环境保护水质及大气污染调查

地质资源勘探、地图绘制、GIS

农林植被分布调查、农作物估产

海洋鱼群探查、海洋污染监测

水利河流分布、水利及水害调查

气象云图分析等

通信传真、电视、多媒体通信

工业、交通工业探伤、铁路选线、机器人、

产品质量监测

经济电子商务、身份认证、防伪军事军事侦察、导弹致导、电

子沙盘、军事训练

法律指纹识别等

安全加密、信息隐藏、数字水

印等