第四章基于Visual C++的数字图像处理初步(三版)(精品·公开课件).ppt

第四章：基于Visual C++的数字图像处理初步 补充：CMOS图像传感器与CCD的比较及发展现状 总的说CCD和CMOS比较，虽然CCD传感器和CMOS传感器都是上世纪70年代开始研制，但由于CCD传感器灵敏度高、噪声低而成为图像传感器的主流。互补金属氧化物CMOS图像传感器由于工艺上的原因，一直没摆脱光照灵敏度低、噪声降不下来和图像分辨率低等缺点而得不到重视和发展。 而CCD图像传感器也由于敏感元件和信号处理电路不能集成在同一芯片上而使CCD摄像机/照相机体积大、功耗大。 CMOS传感器却有集成度高、功耗小和造价低等优点如果CMOS图像传感器能克服以上缺点而保持原有的优点就比CCD传感器的应用更有优势。由于集成电路设计技术和工艺水平的提高，CMOS图像传感器过去存在的缺点，现在都可以找到办法克服，而且它固有的优点更是CCD器件所无法比拟的，因而它再次成为研究的热点。CCD传感器需要多个不同电压来使它工作，而CMOS传感器只需单电压工作，这也是它相比CCD传感器另一个极大的优点。 CCD传感器需要在外部配接放大器、模数转换器、时序电路等等，造成体积庞大，读出速度受到限制。而CMOS图像传感器却相当一个完整的图像系统。一个典型的CMOS图像传感器通常包含:一个图像传感器核心，这与CCD图像传感器相似，所有的时序逻辑电路、单一时钟及芯片内的可编程功能，比如增益调节、积分时间、窗口和模数转换器。与传统的CCD图像系统相比，把整个图像系统集成在一块芯片上不仅降低了功耗，而且具有重量较轻，占用空间减少以及总体价格更低的优点。 补充3：图像文件的指针 函数GetDocument()用于获取当前文档对象的指针 m_Image是CDiaDoc的一个成员变量，类型为CImgProcess 去除文件头以后的真正的图像数据： Img.cpp中 补充4：数据交互 （1）对话框布局： （2）创建新的对话框类 双击对话框空白处 输入框ID 对话框ID 右击选ClassWizard,新建类的变量，这个变量接收输入框的输入 。。。View.h 中 。。。View.cpp 中 。。。View.cpp 中 注意： 4.4数字图像处理算法 常见的处理有： 1：点运算（灰度直方图、灰度线性变换、灰度阀值变换等） 灰度直方图 long int histograme[255]; for(i=0;iWIDTH*HIGH;i++) histograme[grab_data[i]]++; 双峰一谷形状的直方图，则谷低为图像中要捕捉的边界线。 2:几何变换：图像转置、缩放、旋转等 (以原点为中心旋转为例) 核心代码： 3、图像增强：滤波、平滑、锐化 平均模板平滑为例： 一般来说，图像具有局部连续性质，相邻像素的数值相近，噪声点处产生灰度跳跃。 采用3*3平均模板进行平滑滤波 噪声得到有效修正，当然对周围像素点也产生了影响，这个过程叫平滑也叫模糊。 算法： 图像 掩膜 模板： * 4.1固态图像传感器概述 CCD、MOS、CID、BBD等 电荷耦合器件，又称CCD图象传感器，是一种大 规模集成电路光电器件电荷耦合器件。具有光电转 换，信息存储、延时、传输、处理等功能。 特点：集成度高、尺寸小、电压低（DC7～12V）、 功耗小。 该技术的发展促进了各种视频装置的普及和微型 化，应用遍及航天、遥感、天文、通讯、工业、农 业、军用等各个领域。 CCD的基本结构和原理电荷耦合器件 Charge—Coupled Devices 基于CCD光电耦器件的输入设备：数字摄像机、数字相机、平板扫描仪、指纹机 CCD基本基本单元： MOS（金属—氧化物—半导体）电容器。 光敏元阵列：电荷耦合器件是在半导体硅片上制作成百上千（万）个光敏元，一个光敏元又称一个像素，在半导体硅平面上光敏元按线阵或面阵有规则地排列。 显微镜下的MOS元表面 电荷存储原理： 当金属电极上加正电压时，由于电场作用，电极下 P型耗尽区。对电子而言，是一势能很低的区域，称“势阱”。 每个金属电极加电压，就形成成百上千个势阱；有光线入射到硅片上时， 光子作用下产生电子— 空穴对，空穴被电场作用 排斥出耗尽区，而光电子被 附近势阱（俘获），此时 势阱内吸到的电子数与光 强度成正比。称为一个电 荷包 一个MOS光敏元结构 如果照射在这些光敏元上是一幅明暗起伏的图象，那么这些光敏元就感生出一幅与光照度相应的光生电荷图象。通过读出移位寄存器，及复杂的电路,将光生电荷图像转换成数字图像格式输出。 像敏单元行 像敏单元列 Y 地 址 列放大器 多路模拟开关 X地址 A/D转换器 A/D转换器 A/D转换器 同步控制电路脉冲电路 驱动电路 驱动软件 图像数据 CCD传感