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1. (a)有一檢測系統所採用之CCD線影像感測器是單色影像感測器HML1214，其基本規格如下表所示。20% CCD線影像感測器基本規格 來源 長星科技股份有限公司 型號 HML1214 感測器個數 20481 elements 感測器外觀 41.6mm9.65mm 操作頻率 0.5MHz 感光度 100V/(lux?sec) 訊號輸出 類比訊號輸出 HML1214其外形是一個具有玻璃板約41.6mm9.65mm的22腳瓷質包裝元件。試求其解析度？(b)有一檢測系統採用CCD線影像感測器，其驅動信號ＣＬＫ驅動頻率為2.5且duty cycle比為1：4之方波電路。試求其週期、正半波時間、負半波時間？ ANS: (a) 感測器個數：2048個 感測器長度約為 41.6mm 其解析度可以每一感測器所代表之長度來表示，其值約為：41.6/2048 =0.02 mm/pixel。 (b)驅動信號ＣＬＫ週期為0.4，正半波時間為0.1，負半波時間為0.3。 2. 假設有一影像之信號 Gi(x,y)=S(x,y)+Ni(x,y) Gi(x,y)為第 i 次取像之灰度值。 S(x,y)為影像之信號值。 Ni(x,y)為第 i 次取像之雜訊大小。 影像之信號雜訊比SNR (signal noise ratio) 可定義為 SNR=影像之信號值 / 影像雜訊值= S(x,y) / 請說明影像經過 n 次取像再求取平均值而得時則影像之信號雜訊比將變為多少？20% 假設有一影像之信號 Gi(x,y)=S(x,y)+Ni(x,y) Gi(x,y)為第 i 次取像之灰度值。 S(x,y)為影像之信號值。 Ni(x,y)為第 i 次取像之雜訊大小。 考慮及第 i 次取像之整體 (the ith ensemble) 雜訊為隨機分佈之情形，我們可以推測： ({Ni(x,y)}=0 其中 ({} 為一推測或期望運算子 ( expectation operator)，({Ni(x,y)} 則為第 i 次取像之整體 (the ith ensemble) 雜訊之平均值。至於影像之雜訊值則可使用一般求取信號函數有效值的概念，也就是將影像整體雜訊平方後求取平均值再開根號而得，亦即 即能代表影像之雜訊值。 影像之信號雜訊比SNR (signal noise ratio) 可定義為 SNR=影像之信號值 / 影像雜訊值= S(x,y) / 影像之信號雜訊比平方則為 SNR2 = S(x,y) 2 / 如果影像經過n次取像再求取平均值而得，亦即 G(x,y)= [S(x,y)+Ni(x,y)] G (x,y)為 n 次取像之平均灰度值。 此時影像之信號雜訊比平方則變為SNR’2 = S(x,y) 2 / 將上式之N提出， SNR’2 = = = 但=+ i(j 由於前面提及取像之整體雜訊為隨機分佈之情形，同理我們可以推測： =0 i(j 因此原式化為 SNR‘2= = = 最後我們可得 SNR‘= SNR ，這表示如果影像經過 n 次取像再求取平均值而得，則影像之信號雜訊比將提高 倍。 3. 下圖為一個 5(5 的影像，試求出其d=(1,1) 之灰度伴隨矩陣( co-occurrence matrix) 30% 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 並求出影像灰度伴隨矩陣之能量值、對比值與均勻度。 影像灰度伴隨矩陣之能量值 Energy 影像灰度伴隨矩陣之對比值 Contrast 影像灰度伴隨矩陣之均勻度 Homogeneity 1/16 影像灰度伴隨矩陣之能量值 Energy=1/256(0+16+16+64)=3/8 影像灰度伴隨矩陣之對比值 Contrast=1/16((0-0) 2(0+(0-1) 2(4+(1-0) 2(4+(1-1) 2(16)=0.5 影像灰度伴隨矩陣之均勻度 Homogeneity= =0.75 4. 假設有一個 5X5, 3 bit 影像如下：30% 0 0 5 1 0 0 0 5 4 1 0 0 5 3 1 0 0 5 2 3 2 1 1 3 3 請繪出垂直投射灰階亮度統計圖與水平投射灰階亮度統計圖 請繪出影像經過與矩陣[ 1/9, 1/9, 1/91/9, 1/9, 1/91/9, 1/9, 1/9 ]作摺積運算後之灰階分佈，以5X5之矩陣表示。 請繪出影像經線性化後之灰階分佈，以5X5之矩陣表示。 Ans:(a) 垂直投射灰階亮度統計圖與水平投射灰階亮度統計圖如圖所示。 垂直投射灰階亮度統計圖 水平投射