显示器技术的种类
显示器的种类和优缺点

显示器的种类及优缺点一:显示器的种类:CRT显示器、LCD显示器、PDP显示器、OLED显示器二:各类显示器优缺点CRT显示器优点:高对比度高响应速度大尺寸使用寿命长色域宽、颜色响应准确,非常适合出版、绘图等应用。
缺点体积大、重量大某些CRT存在几何畸变现象功耗较大运作时会释出少量X射线,有辐射。
长时间使用令人眼部不适,容易造成近视含有铅,丢弃后会严重污染环境易受外来磁场干扰而出现色斑假如长时间显示同一画面,该画面会永久以残影形式留在画面。
✈✈ LCD显示器:优点:LCD与CRT相比拟有工作电压低、功耗小,用电比传统CRT显示器的耗电量少70%,散热小、没有丝毫辐射、对人体健康无损害、完全平面、能精确还原图像、无失真、可视面积大、款式新颖多样、能大量节省空间、抗干扰能力强、显示字符锐利、画面稳定不闪烁、屏幕调节方便。
缺点:显示色域不够宽,颜色重现不够逼真早期产品可视角度不够广响应速度偏低,玩游戏或播放影片时或出现残影假如长时间显示同一画面,该画面会永久以残影形式留在画面。
长时间使用可能会产生了亮点、暗点、坏点长时间使用寿命不及CRT✈✈✈ PDP显示器:超大屏幕:传统电视的屏幕最大尺寸只能做到40英寸,而PDP屏幕可以做到80英寸以上;超宽视角:PDP的视角超过160度,因此可以容纳更多人同时观看;纯平面无失真:PDP完全是纯平面显示,且各个发光单元的结构都相同,因此不会出现显像管电视常见的梯形失真、线性失真和枕形失真等几何失真现象;不受电磁干扰:由于PDP本身没有电磁结构,因此不会受电磁的干扰,喇叭、高压电、甚至磁场都不会对其产生任何干扰,这样就能够获得更稳定的画质;亮度均匀:传统CRT电视有热晕问题(画面正中与四角的亮度不均匀),而PDP的各像素都可独立发光,且非常均匀,没有亮区和暗区,不存在热晕问题;绿色环保:PDP是通过等离子体放电(不是通过扫描)形成图像的,因此画面无大面积闪烁(还无电磁辐射),人们长时间观看不会受到伤害,属绿色环保产品;图像清晰、彩色鲜艳:PDP有较高的亮度(显示的画面更清晰、鲜艳)和对比度(图像就会越清晰)全数码显示:支持数码视频接口(DVI),无需数模转换即可显示数字图像信号,这样可以减少转换带来的失真经久耐用:世界各等离子显示屏厂家均以10万小时使用寿命为目标开发显示屏,通常估计,其实际寿命约在6万小时左右,按每天观看6小时计算,PDP的使用寿命在30年以上。
什么是计算机显示器

什么是计算机显示器计算机显示器是计算机输入输出设备之一,用于显示计算机中图形、文字等信息的设备。
无论是日常生活还是工作中,计算机显示器都是人们重要的工具之一。
一、计算机显示器的种类计算机显示器按照显示屏幕的色彩、分辨率、尺寸等指标,可以分为许多不同类别。
比如:1.颜色分类:黑白显示器、彩色显示器。
2.大小分类:大屏幕显示器、小屏幕显示器、开合式显示器。
3.分辨率分类:超高清晰度、高清晰度、标准分辨率。
4.技术分类:CRT 激光显示器、LCD 显示器、OLED 显示器、全息显示器等。
二、计算机显示器的工作原理计算机显示器是由显示器主机、显示器屏幕、显示卡等设备组成。
计算机显示器的工作原理是将计算机发送出来的图像信号转化为电子信号,在屏幕上显示出来。
1. 显示信号:显示信号是计算机主要输出设备之一。
计算机主要输出信号是数码信号,即由数字信号转为模拟信号,进而驱动液晶显示器显示出来。
2. 显示芯片:现代计算机显示器的信号处理芯片数量较多,这些芯片能够处理电流、电压等各种电信号,可以将计算机的图像信号转化为像素点信号。
3. 光栅管/液晶屏:显示器重要的组成部分是屏幕,电脑屏幕主要分为两种,一种称为光栅管,另一种则是基于液晶技术的液晶屏。
三、选择合适计算机显示器的方法对于计算机显示器的选择,需要考虑以下方面:1.显示器的尺寸:选择屏幕尺寸时要考虑到场地大小,以及它在该场地中应遵循的操作空间的大小。
2.分辨率:屏幕分辨率与图像质量直接相关。
通常,分辨率越高的显示器所展示的清晰、细腻程度越高。
3.价格:最后优先考虑购买预算。
这里重要的提示是不要选择太便宜的显示器,因为太便宜的显示器容易出现失真或死像等问题。
4. 显示卡性能:这是影响显示质量的重要因素之一,显示卡越强大,显示器也就越流畅、清晰。
结论计算机显示器是人们生活和工作中必不可少的设备之一,不仅仅能够削减我们的视觉疲劳,还能更好的促进我们的工作效率。
有了合适的计算机显示器,我们的工作和生活也变得更加简单高效。
了解电脑显示器的不同面板类型

了解电脑显示器的不同面板类型随着科技的进步,电脑显示器的种类和技术也在不断更新。
对于许多普通用户来说,了解电脑显示器的不同面板类型可能有些困惑。
本文将为您介绍不同的面板类型,帮助您更好地选择适合自己的电脑显示器。
一、TN(Twisted Nematic)面板TN面板是目前市场上最常见的面板类型之一。
它具有响应时间快、刷新率高、成本低的特点,非常适合游戏玩家和需要高刷新率的用户。
然而,TN面板的色彩表现不如其他面板类型,视角较窄,容易出现色彩偏移和失真问题。
因此,TN面板适合追求高刷新率和低延迟的用户,而对色彩表现要求不高的用户。
二、IPS(In-Plane Switching)面板IPS面板是另一种常见的面板类型,它具有更好的色彩表现和视角,能够呈现更准确、真实的色彩。
与TN面板相比,IPS面板的视角更广,颜色更饱满,但响应时间较长,刷新率相对较低。
因此,IPS面板适合需要色彩表现和视角要求较高的用户,如设计师、摄影爱好者等。
三、VA(Vertical Alignment)面板VA面板是一种介于TN面板和IPS面板之间的折衷方案。
它的色彩表现和视角都相对较好,但响应时间和刷新率相对较低。
VA面板的对比度极高,能够呈现更深沉的黑色和更明亮的白色。
因此,VA面板适合需要高对比度和更深色彩表现的用户,如电影爱好者或需要处理图像的专业用户。
四、OLED(Organic Light Emitting Diode)面板OLED面板是一种新兴的显示技术,具有非常高的色彩表现、对比度和响应时间。
OLED面板不需要背光,每个像素都可以独立发光,因此能够实现真正的深黑色和高亮度。
不过,OLED面板的成本较高,寿命相对较短。
目前,OLED面板主要应用于高端电视和手机屏幕上。
总结:不同面板类型的电脑显示器各有优缺点,选择适合自己的面板类型取决于个人需求和预算。
如果您更注重游戏性能和响应速度,那么TN面板可能是个不错的选择;若您是设计师或摄影爱好者,IPS面板能更准确地还原色彩;而需要更深黑色和高对比度的用户可以选择VA面板。
显示器的种类

显示器的种类FPDFPD=Flat Panel Display 平板显示器平板显示(FPD)差不多成为以后电视的主流是大势所趋,但目前在国际上尚没有严格的定义,一样这种显示屏厚度较薄,看上去就像一款平板,平板显示的种类专门多,按显示媒质和工作原理分,有液晶显示(LCD)、等离子显示(PDP)、电致发光显示(ELD)、有机电致发光显示(OLED)、场发射显示(FED)、投影显示等。
FPD的进展趋势平板显示器与传统的CRT(阴极射线管)相比,具有薄、轻、功耗小、辐射低、没有闪耀、有利于人体健康等优点。
目前,在全球销售方面,它已超过CRT。
估量到2018年,二者销售值的比将达到5:1。
21世纪,平板显示器将成为显示器中的主流产品。
据闻名的Stanford Resources公司推测,全球平板显示器的市场将从2001年的230亿美元增加到2006年的587亿美元,以后4年的年均增长率将达到20%。
各有千秋的平板显示技术平板显示器分为主动发光显示器与被动发光显示器。
前者指显示媒质本身发光而提供可见辐射的显示器件,它包括等离子显示器(PDP)、真空荧光显示器(VFD)、场发射显示器(FED)、电致发光显示器(LED)和有机发光二极管显示器(OLED)等。
后者指本身不发光,而是利用显示媒质被电信号调制后,其光学特性发生变化,对环境光和外加电源(背光源、投影光源)发出的光进行调制,在显示屏或银幕上进行显示的器件,它包括液晶显示器(LCD)、微机电系统显示器(DMD)和电子油墨(EL)显示器等。
1.液晶显示器(LCD)液晶显示器包括无源矩阵液晶显示器(PM-LCD)与有源矩阵液晶显示器(AM-LCD)。
STN与TN液晶显示器均同属于无源矩阵液晶显示器。
90 年代,有源矩阵液晶显示器技术获得了飞速进展,专门是薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)。
它作为STN的换代产品具有响应速度快、不产生闪耀等优点,广泛应用到便携式运算机及工作站、电视、摄录像机和手持式视频游戏机等产品中。
LCD几种显示类型介绍

LCD几种显示类型介绍LCD(液晶显示器)是目前应用最广泛的平板显示技术之一,广泛应用于电视、电脑、手机、平板电脑等各种设备中。
根据不同的原理和结构,LCD显示器可分为多种类型。
以下将介绍LCD的几种主要显示类型。
1.TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)TFT-LCD是当前最主流的LCD显示技术,它采用薄膜晶体管作为每个像素点的控制开关,能够实现快速的响应速度和高质量的画面表现。
其中,TFT代表薄膜晶体管,表示每个液晶像素都被一个晶体管控制。
TFT-LCD显示器的最大优点是颜色还原度高,显示效果细腻,且能适应高分辨率与高亮度的显示要求。
大多数电脑显示器和高端电视就采用了TFT-LCD技术。
2.IPS-LCD(进通气孔开关液晶显示器)IPS-LCD是一种在TFT-LCD技术基础上改进的显示技术。
它的最大特点是拥有广视角,色彩还原度高,同时具有快速响应速度和较高的亮度。
这种液晶技术克服了TN-LCD(下文会介绍)的观看角度狭窄、色彩变化等问题。
IPS-LCD显示器被广泛应用于由于需要大视角和高色彩精度的领域,如专业设计、摄影等。
3.VA-LCD(垂直对齐液晶显示器)VA-LCD是一种垂直微扭转液晶技术,其特点是对比度高、观看角度更广,显示效果优于TN-LCD。
基于VA-LCD技术制造的显示器,能够实现更高的静态对比度和更大的观看角度范围,能够呈现更深的黑色和更鲜艳的颜色。
VA-LCD显示器因为良好的色彩表现和高对比度,适用于观看电影、游戏和图片等需要高画质表现的领域。
4.TN-LCD(扭曲向列液晶显示器)TN-LCD是最早问世的液晶显示技术,其特点是响应速度非常快,也较为廉价。
然而,相较于其他LCD类型,TN-LCD的观看角度较狭窄,色彩表现较差,同时在大面积亮部显示时会有较明显的亮度不均匀情况。
因此,TN-LCD并不适用于专业需求色彩准确性和广视角性能的场合,但在市场上仍然存在较大的应用。
5.OLED(有机发光二极管)OLED是另一种广泛应用于电子设备的显示技术,它不同于LCD,是一种基于有机发光材料的电致发光技术。
了解计算机显示器的种类和功能

了解计算机显示器的种类和功能计算机显示器是我们日常生活中不可或缺的重要设备之一。
它以其独特的显示效果和功能,为我们带来了更加清晰、绚丽的视觉体验。
本文将介绍计算机显示器的种类和功能,帮助读者更好地了解和选择适合自己需求的显示器。
一、液晶显示器液晶显示器是目前广泛使用的一种显示技术。
它采用了液晶分子的光电效应,通过背光源和液晶屏幕的组合,实现了图像的显示。
1. 普通液晶显示器:普通液晶显示器是最常见的类型,它具有较高的分辨率和显示质量,能够满足大部分用户的需求。
它广泛应用于办公、娱乐、教育等各个领域。
2. LED背光液晶显示器:LED背光液晶显示器利用LED背光源取代传统的荧光灯背光源,具有更高的亮度和对比度,同时功耗更低。
LED显示器在色彩还原度、显示效果等方面比传统液晶显示器更为出色。
3. IPS液晶显示器:IPS液晶显示器是基于广视角技术的液晶显示器,它拥有更宽广的视角范围,可以在不同角度下获得更清晰的显示效果。
这种显示器适合多人同时观看或需要大范围视角的应用。
二、曲面显示器曲面显示器是近年来新兴的一种显示技术,它采用弧形设计,使屏幕呈现一定的弧度,以提供更加沉浸式的视觉体验。
1. 轻度曲率显示器:轻度曲率显示器是最常见的曲面显示器类型,它的曲率半径较小,一般在1000R到1800R之间,适合大部分用户的日常使用。
2. 重度曲率显示器:重度曲率显示器的曲率半径比较小,一般在400R到800R之间,能够提供更强烈的沉浸感,适合专业影音制作、游戏等对画面要求较高的场景。
三、触摸屏显示器触摸屏显示器结合了显示和触摸功能,用户可以通过手指在屏幕上进行操作和控制。
1. 电阻式触摸屏:电阻式触摸屏是最常见的触摸屏技术之一,它由多层特殊材料构成,当屏幕被按下时,触摸点会改变电流,通过电流变化来识别触摸位置。
2. 电容式触摸屏:电容式触摸屏利用人体带电特性,当手指触摸屏幕时,会形成一个电容,通过检测电容变化来识别触摸点位置。
CRT、LCD,OLED三种显示器件的工作原理及特点分析

CRT、LCD、OLED三种显示器件的工作原理特点及其未来的应用领域和发展趋势B120302B12030225阿布都克尤木图尔洪摘要显示器应该是将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的一种显示工具。
是完成电光转换并将各像素综合成为图像的作用最终把接受到的电视信号在荧光屏上重现出来。
它的应用也非常广泛,大到卫星监测、小至看视频,可以说在现代社会里,它的身影无处不在,其结构一般为圆型底座加机身,随着彩显技术的不断发展,现在出现了一些其他形状的显示器,而且越来越明细,而且它们经历了从黑白到彩色,从球面到柱面再到平面直角,直至纯平的发展。
在这段加速度前进的历程中,显示器的视觉效果在不断得到提高,色彩、分辨率、画质、带宽和刷新率等各项指标均有大幅度的提升。
目前广泛应用的电视显示器主要分以下几种:CRT(阴极射线管)显示器、LCD(液晶)显示器、OLED(发光二极管面光源)显示器等新型的平板显示器。
正文1.LCD (液晶显示器)的类型LCD是一种靠液晶态物质的液晶分子排列状态在电场中改变而调制外界光的平板显示器。
根据目前实际产业化现状, LCD主要可划分为TN (扭曲向列型) 、STN (超扭曲向列型) 、a - Si TFT (非晶硅薄膜晶体管型) 、LTPS TFT(低温多晶硅薄膜晶体管型) 、TFD (薄膜二极管型)等。
LCD的特点是非主动发光、高清晰、省电、低压驱动、高亮度,但响应时间和宽视角仍在进一步完善之中。
它的适用尺寸主要有: 33 mm~38 mm (笔记本电脑) 、38 mm~46 mm (桌面显示器) 、53 mm~107 mm (电视机) 、3. 3 mm~5. 6 mm (手机)等。
2.CRT分类(1).根据调控方式不同可分为:模拟调节、数字调节和OSD调节模拟调节是在显示器外部设置一排调节按钮,手动调节亮度、对比度等一些技术参数。
由于模拟器件较多,故障的几率较大,而且可调节的内容极少,所以目前已销声匿迹。
显示器的种类

显示器的种类显示器是计算机重要的输出设备之一,用于显示计算机输出的图像、文字、视频等信息。
显示器的种类繁多,各有不同的适用场景和特点。
本文将介绍一些常见的显示器种类。
1. LCD显示器LCD(液晶显示器)是目前最常见的显示器类型之一。
它使用液晶材料来控制电流通过来控制像素的亮度,从而形成图像。
LCD显示器有许多优点,例如能有效节省电力、视觉效果好、颜色饱满等。
它们也非常适合经常需要长时间使用计算机的人,因为它们不会发出强烈的辐射,并且可以提供更清晰的图像和文本。
2. OLED显示器OLED(有机发光二极管)是一种更先进的显示技术,它采用有机材料来发出光来控制像素的亮度。
OLED显示器非常薄,颜色更鲜艳、对比度更高,并且具有更快的刷新速率和更低的能耗。
它们通常用于高端电视和智能手机等设备上。
3. CRT显示器CRT(阴极射线管)显示器是最古老的显示器类型之一,已经逐渐被淘汰。
CRT显示器使用电子射线来激发荧光屏幕,从而显示图像。
CRT显示器的优点在于成本低、响应速度快,但其缺点是比较笨重、体积较大、图像不够清晰,并且有可能会发生辐射伤害。
4. LED显示器LED(发光二极管)显示器使用较新的LED背光技术,它们比LCD显示器更加节能,颜色更鲜艳、更亮、对比度更高。
LED 显示器通常具有更高的分辨率,然而该技术也有其缺点,例如价格较高。
5. 曲面显示器曲面显示器是近年来的最新技术之一。
曲面显示器看起来非常酷,它们可以提供更学生、更具立体感的视觉效果。
曲面显示器使观看视频和玩游戏等内容更具沉浸感,但是其缺点是价格较高,并且比较难以适应所有工作内容。
总的来说,每一种显示器类型都有其优点和适用场景。
选择适当的显示器类型要根据个人的需求,考量显示器的价格、功能、视觉体验等多种因素。
希望本文能提供一些有关各种显示器类型的参考,并帮助您选择最佳的显示器来满足您的需求。
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2、新興電機科學技術科技發展日新月異,現代電機技術益趨多元與深化。
人類在日常生活環境中,無一不與電機科技產業相關,舉凡電力、電子、電腦、網路、半導體、通訊、控制等等電機相關技術,早已進入每一辦公室與每一家庭。
透過先進的電機科技,給人類帶來更方便與更舒適的生活。
並從實作中認識上述各種新興電機科學技術,期能讓學生更進一步了解與掌握新與電機科學技術的發展趨勢。
2-1顯示器技術的種類2-1-1液晶顯示器的基本原理由於液晶顯示器是以液晶分子材料為基本要素,將這白濁的液晶分子夾在經過配向處理的兩片玻璃板之間,即可組合成目前熱門而且與我們日常生活息息相關的液晶顯示器件。
這個介於固態與液態之間的中間態分子,不但具有液體易受外力作用而流動的特性,亦具有晶體特有的光學異方向性質,所以能夠利用外加電場來驅使液晶的排列狀態改變至其他指向,造成光線穿透液晶層時的光學特性發生改變,此即是利用外加的電場來產生光的調變現象,我們稱之為液晶的光電效應。
利用此效應可製作出各式的液晶顯示器,如扭轉向列型液晶顯示器、超扭轉向列型液晶顯示器、及薄膜電晶體液晶顯示器等。
我們舉扭轉向列型液晶顯示器的構造來加以說明。
扭轉向列型液晶顯示器的基本構造為:上下兩片導電玻璃基板,在導電膜上塗布一層經由摩擦而形成極細溝紋的配向膜,當向列型液晶灌注入上下兩片玻璃之間隙時,由於液晶分子具有液體的流動特性,因此很容易順著溝紋方向排列。
在接近基板溝紋位置時,液晶分子所受的束縛力較大,所以會沿著上下基板溝紋方向排列,而中間部分的液晶分子束縛力較小,在液晶盒內會形成扭轉排列。
因為在液晶盒內的向列型液晶分子共扭轉90度,故稱此工作模式為扭轉向列型。
另外,上下基板外側各加上一片偏光板。
圖表 1:液晶顯示器示意圖接著,我們進一步說明此顯示器的明暗對比顯示動作原理。
首先,由白色背面光源所射出的光通過第一偏光板後,自然光即被偏極化為線偏極光,在不施加電壓時,則此線偏極光進入液晶盒內,逐漸隨著液晶分子扭轉方向前進,因上下兩片偏光板的穿透軸和配向膜同向,即兩偏光板的穿透軸互相垂直,故光可通過第二片偏光板而形成亮的狀態。
相反地,若施加電壓時,液晶分子傾向於與施加電場方向呈平行,因此液晶分子一一垂直於玻璃基板表面,則線偏極光直接通過液晶盒到達第二片偏光板,這時光會被偏光板所吸收而無法通過,形成暗的狀態。
因此,利用適當驅動電壓即可得到亮暗對比顯示的效果,此顯示畫面即為一白底黑字的模式。
2-1-2液晶顯示器顯示模式與種類液晶顯示器依據驅動方式的差異可分為二大類:被動式驅動及主動式驅動技術二種。
前者的液晶顯示器面板乃單純地由電極與液晶所構成,並在上下基板配置行列矩陣式的掃描電極和資料電極,直接運用與掃描訊號同步的方式,由外部電壓來驅動各畫素內的液晶,以達到對比顯示之作用。
然而當畫面密度愈高時,掃描線數就愈多,則每一畫素所分配到的驅動時間愈短,此將造成顯示對比值的降低。
為改善對比問題,可利用主動矩陣的驅動方式,運用薄膜電晶體或金屬絕緣層金屬二極體的主動元件來達到每個畫素的開關動作。
當輸入一掃描訊號,使主動元件為選擇狀態(開)時,所要顯示的訊號就會經由該主動元件傳送到畫素上。
反之,若為非選擇狀態(關)時,顯示訊號被儲存保持在各畫素上,使得各畫素有記憶的動作,並隨時等待下一次的驅動。
因此,這種模式即使是在高的占空比情況下,也可以得到良好的顯示畫質。
一般而言,被動式的多工驅動顯示器畫質與響應速度,比同級的主動驅動產品要來得差,但由於其價格較為低廉,目前仍然是中低階消費市場的主導者。
另因液晶顯示器並不同於其他自發光性顯示器件,在整個顯示器件中,液晶盒扮演著光閥的作用,藉由不同的驅動電壓來改變液晶的配列狀態,進而控制通過此光閥的照明光亮度,以達到灰階的顯示效果。
而依據照明光的來源可將液晶顯示器的顯示效果模式分為穿透式、反射式、及半穿透反射式的顯示器件。
穿透式顯示器是由液晶面板與背光源所組成,整個顯示器的光量是由面板下方的背光源所提供。
反射式液晶顯示器則是以外界環境光為光源,並利用液晶面板下方的反射板將照明光予以反射,這種模式省去了提供光源的背光模組,所以降低整個液晶顯示器的製作成本,且大幅減少電源的消耗功率,當戶外光越強時,其所呈現的影像愈清晰。
因此,是故該省電的反射式顯示器的主要市場,就定位於可攜式的戶外用資訊產品上。
2-2、數位化影像處理系統的介紹2-2-1 數位化影像處理的基本架構影像處理可以簡單分為影像擷取、影像數位化、影像儲存、電腦處理及影像傳送等步驟,其介紹如下:影像擷取:透過數位相機擷取影像是最簡單的方法,其數位相機的功能是把三維空間的物體投影到二維的平面上,將這平面上所接收到的光線轉換成數位訊號,即完成影像擷取。
圖表 2:數位影像圖表 3:數位影像對應值影像數位化:利用掃描器掃瞄或是直接由數位影像擷取設備,如數位相機,將影像數位化後存放到電腦裡。
數位化的影像可以視為一個二維矩陣,在這個矩陣中每個行與列的值就代表影像點的位置,而它對應的數值就是影像點的顏色,這些影像點通常稱為像素(pixel)。
影像儲存:數位化後的影像需要儲存起來以便於後續的處理,以一張256 色(8 bit),影像大小為1024 × 1024 的影像,需要約一百萬位元組的儲存空間,它可以利用硬碟、軟碟或是任何數位儲存設備加以儲存。
一張影像中的顏色可以是黑白的,也可以是彩色的,這與擷取影像的器材有關。
電腦處理:數位化的影像在處理時較傳統的攝影暗房技巧,如放大、加減光與調色等,具有更大的便利性與彈性。
透過影像處理的技巧,可以使影像更為清晰或是強化局部影像,甚至可以使電腦具有與人類相同的視覺感官作用。
通常在電腦上透過軟體進行影像處理的演算,達到影像處理的效果。
大部分影像處理的演算法都是由軟體執行,在需要快速且即時處理影像資料時,則會透過硬體提供高速的運算。
影像傳送:影像處理完的結果通常輸出至顯示器提供使用者參考,影像傳送不一定是傳至本機的顯示器,也可透過影像壓縮的技術將資料壓縮後,再將影像傳送至不同的電腦。
2-2-2 影像處理的應用影像處理發展至今,除了開發出許多不同功能的影像處理軟體外,這些技術也應用於各個不同領域中,以幫助人類提高資訊處理的效率。
在此舉一些常見的例子說明影像處理的應用。
醫學影像:隨著醫學的發展,逐漸研發出各種診斷疾病的輔助機器,如X光機、超音波機、電腦輔助斷層掃描機、核磁共振掃描機等,這些機器提供了大量的影像供醫師診斷疾病。
而影像處理的技術,如增強影像對比度或自動偵測病灶位置,可進一步提供更佳的影像品質,以輔助醫師的診斷。
如上圖,全口數位影像,將幫助牙醫師診斷目前牙齒健康狀況。
圖表 4:全口數位影像機器人視覺:為了使機器人能與人類一樣具有視覺判斷環境的能力,通常會在機器人身上裝置攝影機,透過影像處理的技術,使機器人能自行分析環境。
例如,為使機器人能像人類一樣閱讀,除裝置攝影機外,尚須特殊的影像處理技術以擷取並辨識字元。
此外,機器人的視覺系統經由視覺演算法,可計算出適當的反應動作和分析周圍的訊息,並將必要的資料傳給機器人手臂,進而移動手臂抓取目標物。
甚至可以透過環境資料的分析,預先告知機器人前方是否有障礙物,以輔助機器人移動。
天文與地理資料:由太空或地面的望遠鏡觀測宇宙中各種現象所得的影像,資料量極為龐大,如何有效處理這些龐大的資料,對分析與判讀均極為重要,而在影像處理的方法中,影像對比度的增強、影像分割與影像辨識更是其中重要的技術。
舉例來說,美國哈柏太空望遠鏡拍攝到的天文影像,可以透過強化影像對比度的方式將某些特殊的星系凸顯出來。
同樣地,許多遙測所得的地理資料,如土地的利用及水資源的分布,也可以透過影像分割與影像辨識的方式,將河川、森林、建築物等逐一分割出來提供專家研判。
而透過衛星所拍攝的影像,也可利用影像處理技術取得所需的資訊。
工商業應用:現在有許多利用影像處理的方式檢查產品是否有瑕疵,或分析材料的成分與結構,例如布匹線上檢測系統、射出成型產品的應力測量、生產工件形狀檢測、沖壓元件的曲面測量、熱軋鋼板尺寸及瑕疵檢測等。
產品的檢測若以人工的方式進行,除了耗費人力資源外,且會降低生產效率。
透過影像處理系統則可實施自動化檢測,若與監控系統結合,更可提高生產效率。
在日常生活中,像讀取條碼、指紋與瞳孔的身分辨識系統、郵遞區號讀取系統、數位監視系統等,也都利用到影像處理的技術。
多媒體應用:現在許多影片規格如MPEG 與影像規格JPEG 等,都是應用影像處理中的影像壓縮技術降低儲存空間。
像視訊會議、影像電話等,為節省網路的頻寬,都採用影像處理中的影像壓縮技術,以減少傳輸的資料量。
另外,現在也有結合影像與聲音搜尋,形成類似文字搜尋引擎的多媒體資料檢索系統,這些也需要影像處理中特徵擷取的技巧,以提高搜尋的效率與準確度。
2-2-3 影像處理過程中運用到的基本技術我們在前面簡單說明了一些常見的影像處理的應用,接下來探討常見的影像處理技術。
其實大多數的影像處理演算法,都是為了要強化影像所提供給人類的資訊,進而處理並分析影像,在此簡單介紹一些基礎的影像處理技術。
圖表 5:原始影像圖表 6:強化處理後之影像影像強化:影像強化主要是使影像中的某些特徵,根據使用者的需要凸顯出來。
通常因為攝影時環境的影響或數位化的關係,所得到的數位影像無法將特定區域凸顯出來時,則必須使用影像強化,把所需要特定的區域顯示出來。
舉例來說,圖中是使用行動電話上的數位照相機所拍攝,拍攝時間是在晚上。
由於行動電話上的數位攝影機能調整的功能有限,所以拍出來的照片中可以發現總統府是清晰可見,但是其餘光線較弱之處無法判讀圖中之影像,但是若圖片經過影像等化後,黑暗的地方出現人群,解開了黑暗處之謎。
影像還原:影像還原主要是移除或改善導致影像品質惡化的因素,例如拍攝時相機的震動、環境的影響、拍攝物體的運動等所造成的影響。
舉例來說,拍攝時因物體與攝影機間的相對移動會造成影像模糊的現象,若透過對物體相對運動的分析,對影像做還原的動作,便可以獲得清晰的影像。
影像壓縮:影像壓縮主要在減少儲存數位影像所需要的空間,同時,減少傳輸影像檔案所需要的時間。
影像壓縮主要分成兩類,一是非破壞壓縮,另一種是破壞壓縮。
目前,最常見的影像壓縮規格就是JPEG,JPEG 是屬於失真壓縮的一種,以2160 × 1440大小的影像(存成bmp 格式)為例,經過JPEG 壓縮後,檔案大小約為429 千位元組;但未經壓縮的影像檔案大小,約為9,113 千位元組,兩者之間相差達21倍。
利用JPEG壓縮技術時,若不同的影像會有不同的大小,顏色變化多,則壓縮後檔案大;若影像顏色變化少,則壓縮後檔案小。
影像分割:影像分割的目的,在於根據影像構成的物件來分割影像,以使電腦像人類一樣具有分析影像特徵的能力。