图像采集与处理的相关概念

目前工作成果： 一、USB图像获取

USB设备在正常工作以前，第一件要做的事就是枚举，所以在USB摄像头进行初始化之前，需要先枚举系统中的USB设备。 （1）基于USB的Snap采集图像

程序运行结果：

此程序只能采集一帧图像，不能连续采集。将采集图像函数放入循环中就可连续采集。

循环中的可以计算循环一次所用的时间，运行发现用Snap采集图像时它的采集速率比较低。

运行程序时移动摄像头可以清楚的看到所采集的图像有时比较模糊。

（2）基于USB的Grab采集图像

运行程序之后发现摄像头采集图像的速率明显提高。

二、图像处理

1、 图像灰度处理 （1）基本原理

将彩色图像转化成为灰度图像的过程成为图像的灰度化处理。彩色图像中的每个像素的颜色有R、G、B三个分量决定，而每个分量有255中值可取，这样一个像素点可以有1600多万（255*255*255）的颜色的变化范围。而灰度图像是R、G、B三个分量相同的一种特殊的彩色图像，其一个像素点的变化范围为255种，所以在数字图像处理种一般先将各种格式的图像转变成灰度图像以使后续的图像的计算量变得少一些。灰度图像的描述与彩色图像一样仍然反映了整幅图像的整体和局部的色度和亮度等级的分布和特征。图像的灰

1. 用Matlab语言完成如下实验：

1） 打开一个BMP文件

2） 将其局部区域的灰度值进行改变 3） 另存为一个新的BMP文件

pic1=imread('get.bmp'); [m,n]=size(pic1); f=pic1(50:300,50:300);

pic2=imadjust(f,[0.5 0.75],[]); pic3=pic1;

pic3(50:300,50:300)=pic2; imshow(pic1),figure,imshow(pic3)

（1）原图像

（2）局部灰度改变后的图像

2. Matlab编程实现图像傅里叶高通、低通滤波，给出算法原理及实现结果。

原图像

（1） 高通滤波

I=imread('get.bmp'); I=rgb2gray(I); figure(1),imshow(I); title('原图像'); s=fftshift(fft2(I)); [a,b]=size(s); a0=round(a/2); b0=round(b/2); d=10; p=0.2;q=0.5; for i=1:a for j=1:b

distance=sqrt((i-a0)^2+(j-b0)^2

1. 用Matlab语言完成如下实验：

1） 打开一个BMP文件

2） 将其局部区域的灰度值进行改变 3） 另存为一个新的BMP文件

pic1=imread('get.bmp'); [m,n]=size(pic1); f=pic1(50:300,50:300);

pic2=imadjust(f,[0.5 0.75],[]); pic3=pic1;

pic3(50:300,50:300)=pic2; imshow(pic1),figure,imshow(pic3)

（1）原图像

（2）局部灰度改变后的图像

2. Matlab编程实现图像傅里叶高通、低通滤波，给出算法原理及实现结果。

原图像

（1） 高通滤波

I=imread('get.bmp'); I=rgb2gray(I); figure(1),imshow(I); title('原图像'); s=fftshift(fft2(I)); [a,b]=size(s); a0=round(a/2); b0=round(b/2); d=10; p=0.2;q=0.5; for i=1:a for j=1:b

distance=sqrt((i-a0)^2+(j-b0)^2

图像采集与处理视觉特征的提取与表达 (4)纹理特征 2012-11-6

作业总结：频率域Gabor滤波器clear all;%--- input test image ---% img=imread('test.jpg'); img=rgb2gray(img); img=im2double(img);%--- fft2 transform the time domain image to frequency domain ---% f=fft2(img); ff=fftshift(f);%--- Setting the Gabor filter parameters ---%[m,n]=size(f); u0=m/2+0.33*m; v0=n/2-0.33*n; a=m/5; b=n/5; K=25;

作业总结：频率域Gabor滤波器%--- initialization ---% basic1=f; basic2=f; even=basic1; odd=basic1; ffeven=ff; ffodd=ff;%--- compute the basic Gabor filter ---% for u=1:m for v=1:n basic1(u

第二章食品样品的采集与 处理

第一节 食品样品的采集、制备与保存

食品分析的一般程序： 样品的采集、制备和保存； 样品的预处理； 成分分析； 分析数据处理； 撰写分析报告

一、样品的采集采样的概念：在产品中抽取有一定代表性样品，供分析化验用。 样品采集的目的：确保分析结果准确无误。 由于被测样品品种与选取的部位不一，生产、运输、存储条件 不同，因此，要确保取样有代表性，必需运用正确的采样技术。

此外，正确采集样品后对样品的制备与保存，为样品作进一步的加工及处理提供了必不可少的保障。

正确采样的原则1.采集的样品：均匀、有代表性，能反映全部被检食品的组成 2.采样过程中：要设法保持原有的理化指标，防止成分逸散或带 入杂质 正确采样的步骤

1.获取检样。从各批样品中的各个部位，运用相应的技术手段或方法，取适量的样品。 2.将检样混合到一起，得到原始样品 3.将原始样品经过技术处理后，抽取的作为分析检验用的部分称 为平均样品。

正确的采样数量和方法 数量：依据分析项目的要求、分析方法的要求及被检物的均匀程 度三 个因素确定采样数量。 平均样品：一式三份，分别供检验、复检、备查，每份样品不少

于0.5kg。检验掺伪物的样品取样数量要多

第二章食品样品的采集与 处理

第一节 食品样品的采集、制备与保存

食品分析的一般程序： 样品的采集、制备和保存； 样品的预处理； 成分分析； 分析数据处理； 撰写分析报告

一、样品的采集采样的概念：在产品中抽取有一定代表性样品，供分析化验用。 样品采集的目的：确保分析结果准确无误。 由于被测样品品种与选取的部位不一，生产、运输、存储条件 不同，因此，要确保取样有代表性，必需运用正确的采样技术。

此外，正确采集样品后对样品的制备与保存，为样品作进一步的加工及处理提供了必不可少的保障。

正确采样的原则1.采集的样品：均匀、有代表性，能反映全部被检食品的组成 2.采样过程中：要设法保持原有的理化指标，防止成分逸散或带 入杂质 正确采样的步骤

1.获取检样。从各批样品中的各个部位，运用相应的技术手段或方法，取适量的样品。 2.将检样混合到一起，得到原始样品 3.将原始样品经过技术处理后，抽取的作为分析检验用的部分称 为平均样品。

正确的采样数量和方法 数量：依据分析项目的要求、分析方法的要求及被检物的均匀程 度三 个因素确定采样数量。 平均样品：一式三份，分别供检验、复检、备查，每份样品不少

于0.5kg。检验掺伪物的样品取样数量要多

一．填空：

1.采集模拟量，转化成数字量，由计算机进行存储、处理、打印的过程称为 数据采集 。

2.按处理方式的不同，数据处理可分为 实时（在线）处理 和 事后（脱机）处理 两种类型。

3.按处理性质的不同，数据处理可分为 预处理 和 二次处理 两种类型。

4.评价数据采集系统性能优劣的标准有 采样精库 和 采样速度 。 5.模拟信号数字化包括 采样 、 量化 和 编码 三个过程。 6.采样时，若采样的点数过多，会导致占用大量的计算机 内存 。 7.为了保证采样信号不失真，采样频率不能低于模拟信号最高频率的 两 倍。

8.采样过程可以看作为 脉冲 调制过程。

9.当采样脉冲序列是方波脉冲时，采样称为 自然采样 。 10.当采样脉冲序列是冲激序列时，采样称为 冲激采样 。 11.采样信号频谱是模拟信号频谱的 无穷多 次搬移。 12.采样定理在fc? 21 时是不适用的。 Ts13.奈奎斯特频率是指采样频率的最 小

基于Labview的信号采集与处理

实验目的：了解、掌握连续时间信号数字化处理的原理、过程及分析方法； 实验环境：Labview软件平台、信号采集卡（DAQ, Data Acquisition），信号源及

示波器等；

实验方案：

信号源 采集卡 数字滤波 内插恢复 DAQ 示波器 信号处理示意图

信号采集与恢复流程图

实验准备：

连接信号源、采集卡、示波器，要求用示波器观测处理前后的信号波形。 连线：采用采集卡的输入端口信号源（68正，34负）和输出端口示波器（22正，55负）

其中输入端口连信号源，输出端口连示波器

做实验前必须先确定采样频率（10倍），采样点数（时域默认3000点）以及恢复滤波器的截止频率（相当于第二个）等。 实验内容：

1．实现正弦波信号的采样恢复处理。信号频率分别选500Hz, 1kHz,, 观察信号的时、频域分布，并比较分析信号处理前后的波形变化。

2．实现周期性方波信号的采样恢复处理。信号的基波频率分别选1kHz, 10kHz, 观察信号的时、频域分布，并比较分析信

题目

基于FPGA的图像采集系统设计与实现

：

基于FPGA的图像采集系统设计与实现

摘 要

现在是科技迅速发展的年代，数字图像处理技术在这个年代中得到了迅猛的发展并在各行各业得到了广泛的应用。可编程逻辑器件(FPGA)凭借其较低的开发成本、较高的并行处理速度、较大的灵活性及其较短的开发周期等特点，在图像处理系统中有独特的优势。

针对视频图像采集的可靠性和实时性，本设计采用Altera公司生产的CycloneⅡEP2C8Q208C8NK芯片，先由CCD图像传感器采集模拟信号，在经过芯片TVP5150将模拟量转换为标准的YUV4:2:2的数据信号，把数据信号输入到FPGA芯片中并在其中将该数据转换到RGB色域后在输出到ADV7123芯片进行D/A转换，最后经过VGA接口电路把处理过的图像呈现在显示屏上。经过相关的调试工作，系统通用性比较好，并且移动性能也不错。

该系统的软件部分采用自顶向下的设计方法，模块化设计思想，硬件语言编程，只修改源程序，不必更改硬件电路，就可实现在线编程，实时控制，从而有效地减少系统的体积，不但增加了系统可靠性，降低研制成本，并且能够对控制逻辑进行修改升级，十分灵活。该系统包括三个

数字化图像的采集与加工学案

一、图像的魅力：

信息丰富，形象直观。图像可以跨越语言障碍、地区和文化，给人不一样的感受，增进人们更广泛的思想交流。图像有别于文字和视频等形式，具有独特的魅力，它以特定的价值存在于我们生活的各个角落。如：广告标志

二、数字化图像的采集 1、使用数码相机直接拍摄

2、借助扫描仪转换成计算机可处理的数字信号

印刷图片

数字信号

扫描仪

3、从网络或其他数字化资源库中获取图像素材

4、练习：

将杂志图片照片数字化 ①将传统照片数字化（扫描） 将生活中的一瞬记录下来 ②利用数码相机等数码产品采集

收集明星的数字化图片 ③从网络及其他数字化资源库中获取需要的图像素材 保存视频中的精彩瞬间 ④从影像资料中捕获

三、图像类型

1、位图：以像素为单位来表现图像数据，色彩丰富，文件大，放大缩小容易失真。加工位图图像的软件：phtoshop、画图等。

1

2、矢量图：以数学的向量方式记录图像内容文件小，放大缩小不失真，不易制作色彩变化太多的图像。

四、常见的图像加工工具： 简易型图像软件：画图

普及型图像软件：ACDSee 、 Flash、我形我速

专业型