高速图像采集与处理
基于USB2.0的高速图像采集实验设计
外公 司的产 品经 常转 产 、 级 换 代 ， 至 停 产 ， 国 内 升 甚 使
的研制 者受 到制 约 。因此 研制 开发具 有独 立 国外 产 品 的技 术 对 垄 断具 有 重要 的意义 。
与数 据通信 。ＵＳ ２ ０总线 协议 所 支 持 的高 速 模 式 ］ Ｂ． 传输 速率 为 ４ ０Ｍｂｔｓ 不仅 可 以满 足 目前项 目要 求 ， ８ ｉ ， ／
中 图 分 类 号 ： Ｐ ９ ； Ｐ ３ Ｔ ３１Ｔ ３６ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ — ９ ６ ２ １ ） ４ ０ １ — ５ ０ ２４ ５ （ ０ ２ ０ — １ ８ ０
Ｄ ｓ ｎ ｏ ｉｈ ｓ ｅｄｉ ｇ ｃ ｕｓ ｉｎ ｅ ｐ ｒ ｎ ａｅ ｎＵＳ ２ ０ ｅｉ ｆ ｇ －ｐ ｅ ｇ ｈ ｍａ ｅａｑ ｉ ｔ ｘ ｅｉ ｔ ｓｄｏ Ｂ ． ｉｏ ｍｅ ｂ
ＩＳ Ｓ Ｎ １００２
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实
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技
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与
管
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第 ２ 卷 ９
第 ４期
２１ ０ ２年 ４月
ＣＮ１ 一 ２ ３ ／ 】 ０４Ｔ
摘 要 ： 速 图像 采 集 技 术 广 泛 应 用 于 图像 信 号 传 输 与 处 理 、 式 识 别 和工 业 控 制领 域 。利 用 Ｆ ＧＡ 技 术 将 高 模 Ｐ
串 行 的 Ｌ Ｓ和 Ｈｏｌ ｋ格 式 的 图像 信 号 进 行 变 换 和 处 理 ， 换 为 标 准 的 １ ＶＤ ｔｎ ｉ 转 ６位 并 行 数 据 ， 由 ＵＳ 再 Ｂ接 口 控
高速摄像头运用的原理
高速摄像头运用的原理
高速摄像头运用的原理是利用高速的成像传感器和图像处理技术，实现对快速运动物体进行高帧率的拍摄和录制。
具体原理包括以下几个方面：
1. 高帧率成像传感器：高速摄像头采用特殊的成像传感器，能够在较短的时间内获取多张图像，实现高帧率的拍摄。
一般采用CMOS传感器或者CCD传感器，能够在毫秒级别的时间内完成图像采集。
2. 快速图像处理：高速摄像头配备高性能的图像处理芯片，能够快速处理传感器采集到的大量图像数据。
图像处理算法可以对图像进行增强、滤波、降噪等处理，使得图像更加清晰、细腻。
3. 存储和传输技术：高速摄像头需要能够处理和传输大量的图像数据，因此需要具备高速的存储和传输技术。
通常采用高速存储设备，如固态硬盘或者高速SD卡，以及高速的数据接口，如USB 3.0或者千兆以太网，实现图像数据的快速传输和存储。
4. 光学系统和曝光控制：高速摄像头的光学系统需要具备足够的分辨率和快速的对焦能力，以捕捉快速运动物体的细节。
同时，曝光控制技术也很重要，可以通过调整快门速度和光圈大小，实现适合快速运动物体的曝光效果。
综上所述，高速摄像头通过高帧率成像传感器、快速图像处理、存储和传输技术以及优化的光学系统和曝光控制，实现对快速运动物体的高精度拍摄和录制。
基于FPGA和USB3.0的高速视频图像采集处理系统设计
摘要随着机器视觉的广泛应用，以及工业4.0和“中国制造2025”的提出，在数字图像的采集、传输、处理等领域也提出了越来越高的要求。
传统的基于ISA接口、PCI接口、串行和并行等接口的图像采集卡已经不能满足人们对于高分辨率、实时性的图像采集的需求了。
一种基于FPGA和USB3.0高速接口，进行实时高速图像采集传输的研究越来越成为国内外在高速图像采集研究领域的一个新的热点。
针对高速传输和实时传输这两点要求，通过采用FPGA作为核心控制芯片与USB3.0高速接口协调工作的架构，实现高帧率、高分辨率、实时性的高速图像的采集和传输，并由上位机进行可视化操作和数据的保存。
整体系统采用先硬件后软件的设计方式进行设计，并对系统各模块进行了测试和仿真验证。
通过在FPGA 内部实现滤波和边缘检测等图像预处理操作，验证了FPGA独特的并行数据处理方式在信号及图像处理方面的巨大优势。
在系统硬件设计部分，采用OV5640传感器作为采集前端，选用Altera的Cyclone IV E系列FPGA作为系统控制芯片，由DDR2存储芯片进行数据缓存，采用Cypress公司的USB3.0集成型USB3.0芯片作为数据高速接口，完成了各模块的电路设计和采集卡PCB实物制作。
系统软件设计，主要分为FPGA逻辑程序部分、USB3.0固件程序部分和上位机应用软件部分。
通过在FPGA上搭建“软核”的方式，由Qsys系统完成OV5640的配置和初始化工作。
由GPIF II接口完成FPGA和FX3之间的数据通路。
通过编写状态机完成Slave FIFO的时序控制，在Eclipse中完成USB3.0固件程序的设计和开发。
上位机采用VS2013软件通过MFC方式设计，从而完成整体图像采集数据通路，并在上位机中显示和保存。
整体设计实现预期要求，各模块功能正常，USB3.0传输速度稳定在320MB/s，通过上位机保存至PC机硬盘的图像分辨率大小为1920*1080，与传感器寄存器设置一致，采集卡图像采集帧率为30fps，滤波及边缘检测预处理符合要求，采集系统具有实际应用价值和研究意义。
基于CCD的图像采集和处理系统
基于CCD的图像采集和处理系统一、概述随着科技的快速发展，图像采集和处理技术在许多领域，如医疗、工业、安全监控等，都发挥着越来越重要的作用。
基于电荷耦合器件（CCD）的图像采集和处理系统以其高分辨率、高灵敏度和低噪声等优点，在科研、工业生产和日常生活中得到了广泛应用。
电荷耦合器件（CCD）是一种能够将光信号转换为电信号的半导体器件，其内部由大量紧密排列的光敏元件（像素）组成。
当光线照射到CCD表面时，每个像素会根据光线的强弱产生相应的电荷，通过后续电路的处理，可以将这些电荷转换成数字信号，从而实现对图像的捕捉和存储。
基于CCD的图像采集和处理系统主要由光学系统、CCD传感器、模数转换电路、图像处理软件等部分组成。
光学系统负责将目标景物的光线引导到CCD传感器上CCD传感器将光信号转换为电信号模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，以便后续处理图像处理软件则负责对采集到的图像进行各种增强、分析和识别等操作，以满足不同应用的需求。
本文将对基于CCD的图像采集和处理系统的基本原理、组成结构、关键技术以及应用领域进行详细介绍，旨在为相关领域的研究人员、工程师和技术人员提供有益的参考和借鉴。
同时，也期望通过本文的探讨，能够推动基于CCD的图像采集和处理技术的进一步发展和应用。
1. 图像采集与处理技术的发展背景随着科技的飞速发展，图像采集和处理技术已成为现代社会不可或缺的一部分。
从早期的模拟信号处理技术，到现代的数字信号处理技术，图像采集和处理技术经历了巨大的变革。
在这个过程中，电荷耦合器件（ChargeCoupled Device，简称CCD）的发明和应用，极大地推动了图像采集和处理技术的发展。
图像采集技术是对真实世界中的光信号进行捕捉和转换的过程，而处理技术则是对这些信号进行增强、分析和理解的操作。
早期的图像采集设备，如摄像机，大多采用模拟信号处理技术，其精度和稳定性有限。
随着数字技术的崛起，尤其是计算机技术的快速发展，数字图像采集和处理技术逐渐取代模拟技术，成为主流。
基于FPGA的高速图像采集／处理卡
图 ４处 理 前 图 ５处 理后
在 算 法 速 度 上 ， 软件 对 图 ４实 现 同 样 的 操 作 得 到 图 ５ 所 用 ， 卡 采 用 的是 一 款 ２ ｋ个 像 敏 单 元 ．转 移 频 率 为 １ １ Ｍ 的 Ｃ Ｄ Ｍ～ ０ Ｃ 芯 片 由于 图像 处 理 速 度 跟 Ｓ Ｒ Ｍ 存 储 器 的 存 取 速 度 不 一 定 需 时 间 大 约 １ ０ ． 由硬 件 几 乎 可 以做 到 实 时处 理 。可 见 。 Ｄ Ａ ０ ｍｓ 而 用 完 全 同步 ， 了保 证 数 据 的 可 靠 存 储 ， 两 者 之 间 增加 了先 人 先 硬 件 实 现 图像 处 理 的速 度 是 软 件 无 法 相 比的 。 由于 Ｃ Ｃ Ｎ 为 在 Ｙ Ｌ Ｅ Ｏ
强的要求。 同时， ＦＧ 在 Ｐ Ａ平用硬件描述语言实现了图 像的预处理算法， 相对于软件实现的预处理算法具有极大的速度优势，
简 化 了后 续 处 理 软 件 的 工作 量 ． 大大 提 高整 个 图像 处 理 系统 的速 度 和 效 率 。
高速图像采集系统的设计与实现
ａ ｌｃ ｔ ｎｓｉ ｒ ｐｏ ｅ ｓｄ ｎ ｐｐ ｉａｉ ，ｓ ｐ ｏ ｓ ｄ ｂａ ｅ ｏ ＡＲＭ ｒ ｅ ｓ ｒ ｎ ｅ ｂ ｄｄ ｄ ｎ ｘ ｙ ｔｍ ｓｈｉｈ－ｐ ｅ ｉ ｅ ｍ ａ ｅ ａ ｑ ｉｉｉｎ ｙ ｔ ｍ ｏ ｐ ｏｃ ｓ ｏ ｓ ａ ｄ ｍ ｅ ｅ Ｌｉ ｕ ｓ ｓｅ ， ｇ ｓ ｅ ｄ ｖ ｄ ｏ ｉ ｇ ｃ ｕ ｓｔｏ ｓ ｓｅ ｈ ｒ ｗａ ｅ ａｃ ｉｅ ｔ ｒ ｎｄ ｓ ｆｗａ ｅｄ ｓｇ ｏｌｔｏ ，ｎ ｖ ｓｔ ｙ ｏｕｔｏ ｏ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｈｅ ａ ｄ ｒ ｒ ｈｔ ｃｕ ｅ ａ ｏ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎ ｓ ｕ ｉｎｓａ ｄ ｇｉｅ ｈｅｋｅ ｓ ｌ ｉ ｎ ｔ ｈ ｒ ｂｌｍ． ｐ ｒｍ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔｔ ｈ
ａ ｐｌｃ ｔ ｎ ｒ ｑ ｉｅ ｅ ｓ ｐ ｉ ａｉ ｅ ｕｒ ｍ ｎｔ． ｏ
Ｋｅ ｗ ｏ ｄ ： ｙ ｒ ｓ ＣＣＤ； ＰＧＡ ； ａ ｅａ ｑ ｉｉｉｎ； Ｆ Ｉ ｇ ｃ ｕ ｓｔｏ Ｅｍｂｅ ｄ ｄｌｎ ｘ ｍ ｄ ｅ ｉｕ
硬件 电路 设 计 本 设计 的硬件系 统 由嵌 入式 ＡＭ处理器 、 Ｃ Ｒ ＣＤ图像传 感器 、 ／ ＡＤ 转 换器 、ＦＧ ＰＡ电路 、ＪＥ ＰＧ编码器等 组成 ，其 中， Ｃ Ｃ Ｄ图像 传感器 将 光 信号转 换为 模拟 电子信号 ，传送给 ＡＤ转换器 ，ＡＤ转换器将 模 ／ ／ 拟 电子信 号转换 为 Ｂｙ ｒ数字信 号 ，传送 给 ＦＧ ，Ｆ Ｇ ａｅ ＰＡ Ｐ Ａ将 Ｂｙ ｒ ａ ｅ 数 字信号 转换 为 Ｙ Ｖ 号 ， Ｕ信 传送 给 ３ Ｅ 编码 器 ， 由 ＡＭ控制 Ｊ Ｅ ＰＧ 再 Ｒ ＰＧ 编 码器生 成 Ｊ Ｅ Ｐ Ｇ图像 ，通过 网络传送 给 Ｐ Ｃ机保存 或显示 。 对 各 部分 电路 的详 细介 绍 如下 ： （ ）Ｃ Ｄ 控 制 电路 。Ｃ Ｄ 控 制 电路 采 用 索尼 公 司 生产 的 一 Ｃ Ｃ ＩＸ０ ，其主 要作 用是 将像 素 的光信 号转 换 为 电信 号 Ｃ２５ ＩＸ０ 是 ～款 １２英 寸、有 效 像素 为 １５ 的 ｃＤ传感 器 ， Ｃ２５ ／ ４万 ｃ 每 秒 可 输 出 图 像 ７ ５ 帧 。 其 关 键 参 数 如 下 ： 水 平 驱 动 频 率 ． １． １Ｍ ｚ ４ ３ ８Ｈ ，感光 区尺 寸 ０ ５英寸 ，有 效 像素 １９ ．０ ０ ． ３２ １４ ，可 满足 大 多数 应用 的 需求 。 （ ） ／ 转 换电路 。 ／ 转换 电路 的主 要功能是 将 ＣＤ － ＡＤ ＡＤ Ｃ 传感 器 输 出的模拟信 号转换 为数字信号 。本设计选用 Ａａ ｏ ｅ ｉｅ公司 ｎ ｌｇＤｖ ｃ 生产 的 Ａ ９２Ａ作为 ＡＤ 换电路 ， Ｄ９３ ／转 它具 有 １ 位 ３Ｍ ｚ ／ 转换器 ， ２ ６Ｈ Ｄ Ａ 内含 ６ ４ ｄ 可变增 益放大器 ，是针对 数字 图像采 集设备 的前端设 －２Ｂ 备 。ＡＭ微 处理器 通过 串行接 口控制 ＡＤ转换 电路将 Ｃ Ｄ电路输 出 Ｒ ／ Ｃ 的模 拟信号转 换为数字 Ｂ ｙｒ 号，并将其输 送到 ＦＧ ａｅ 信 ＰＡ电路 。 （ ）Ｆ Ｇ 控 制 电路 。Ｆ Ｇ 三 ＰＡ ＰＡ控制 电路 的主 要功 能是 将 Ｂ ｙｒ ａｅ 信 号转 换 为 ＲＢ信 号 再将 ＲＢ 号 转换 生成 ＹＶ视频 信 号 。 Ｇ Ｇ信 Ｕ （ ） Ｐ Ｇ 码 电路 。 Ｐ Ｇ 码 电路 的主 要功 能是 对输 入 的 四 ＪＥ 编 ＪＥ 编 Ｙｖ视频 信 号进 行编 码 ， Ｕ 生成 常用 的 Ｊ Ｅ Ｐ Ｇ图像本 设计 选用 的 ＪＥ ＰＧ 编 码 芯 片 是 Ｔ ｙｏ ｌｃｒ ｎ ｅ ｉｅ Ｌ ｍ ｔｄ 公 司 生 产 的 ｏｋ Ｅｅ ｔｏ Ｄｖ ｃ ｉ ｉｅ Ｔ ３ １ＲＦ Ｅ ３０ Ｐ （以 下 简 称 Ｔ ３ １）芯 片 。 Ｔ ３ １ 是 基 于 Ｅ ３０ Ｅ３ ０ Ｉ Ｏ ＩＣ０ １— Ｃ ｅｕ ｎ ｉｌ 方式 的 ３ Ｅ 编码 芯 片 ，可对 Ｓ／ Ｅ １９８ １Ｄ Ｔ ｓｑ ｅｔ ａ ＰＧ ６ ０４ ０Ｖ Ａ４ ：２ 的 图像进 行最 大 １５ｐ ４ｘ ８ （Ｇ／ ：２ ） ３ ｆｓ的高速 压缩 。 （ ）Ａ 控制 电路 。 Ｒ 整 个系 统 的中心控 制 部件 ，负 责 五 Ｍ Ｒ ＡＭ是 控 制 Ｃ Ｄ电路 的输 出 、／ 换 电路 的输 入 输 出， 制 Ｆ Ｇ Ｕ ＡＤ转 控 Ｐ Ａ将 Ｙ Ｖ Ｕ 信 号输 送 给 Ｊ Ｅ Ｐ Ｇ编码 芯片 ， 并将 ＪＥ ＰＧ编码 芯 片输 出 的 ＪＥ ＰＧ图像 数 据通 过 网络 传送 给 Ｐ 机达 到 显示和 保 存 的 目的 。本 设计 选 用 ｃ
智能交通系统中的图像处理技术使用教程
智能交通系统中的图像处理技术使用教程智能交通系统是一种利用先进的技术手段来改善交通状况和提高交通效率的系统。
其中，图像处理技术在智能交通系统中扮演着重要的角色。
本文将介绍智能交通系统中的图像处理技术的使用教程，帮助读者了解其原理和应用。
1. 图像采集与处理智能交通系统中的图像处理技术首先需要进行图像的采集和处理。
图像的采集可以通过安装在交通路口、高速公路或其他重要区域的摄像机进行。
然后，通过图像处理算法对采集到的图像进行预处理，如去噪、平滑处理等。
2. 目标检测与跟踪在图像处理中，目标检测与跟踪是一个关键的环节。
通过目标检测算法，可以准确地从图像中提取出感兴趣的目标，如车辆、行人等。
常用的目标检测算法有基于深度学习的卷积神经网络（CNN）和基于特征的分类器（如Haar分类器）等。
接着，通过目标跟踪算法，可以实现对目标在图像序列中的实时跟踪和位置预测，从而为后续的交通分析和控制提供基础数据。
3. 车牌识别车牌识别是智能交通系统中常见的应用之一。
通过车牌识别技术，可以实现对车辆的自动识别和记录。
车牌识别系统主要包括车牌检测、字符分割和字符识别三个步骤。
车牌检测用于在图像中找到车牌区域，字符分割用于将车牌上的字符分离出来，字符识别则是根据字符的特征来实现对车牌上的字符进行识别。
4. 交通流量分析图像处理技术还可以用于智能交通系统中的交通流量分析。
通过对交通图像的处理和分析，可以得到交通流量的统计信息，如车辆数量、车速等。
这些信息对于交通状况的监测和交通管理的决策具有重要意义。
交通流量分析可以通过运用图像处理技术中的目标检测和跟踪算法来实现。
5. 事件检测智能交通系统中的图像处理技术还可以用于事件的检测。
通过对交通图像序列的处理，可以实现对异常事件的检测和识别，如交通事故、堵塞等。
这可以帮助交通管理部门及时发现和处理交通事故，提高交通安全和效率。
6. 图像识别与分析除了以上的应用，图像处理技术在智能交通系统中还可以用于图像识别和分析。
高帧频图像采集处理系统的设计与实现
转换 芯 片把 Ｌ Ｄ Ｖ Ｓ形式 的 图像 信 号转 换 为 １ Ｌ形 Ｔ ｒ
式 的图像信号并存储 到 Ｆ Ｇ 的相关存储器里 ， ＰＡ 由 ＦＧ Ｐ Ａ控制数字 图像 的采集 ， 进行滤 波去噪等
灵敏度的要求 ， 从提高输入图像 的帧频考虑 ， 前端
作者简介 ： 郭炳（９２ ） 男， １８一 ， 工程师， 毕业于西安电子科技 大学， 研究方向： 图像跟踪处理 、 高分辨率的数字相机应用等。
采用 了一 款 基 于 ＣｍｅａＬｎ ａ ｒ ｉｋ接 口的 Ｂ Ｂ Ａ Ｏ Ｃ Ｔ系
１ 引 言
随着 机器 视觉 技术 的不 断发 展 和 光 电探 测 领
列高 帧频 数字摄 像 机 ， 相 机 的 帧频 为 １０Ｈ ， 该 ０ ｚ分 辨率 为 ６０× ８ ， 样 帧处 理 时 问就 只有 １ ｓ ４ ４０ 这 ０ｍ ． 考 虑 到 系 统 的实 时 性 ， 们 设 计 以高 性 能 的 Ｄ Ｐ 我 Ｓ
的逻辑 编程 灵 活调 配 系统 资源 ， 图像 采 集 、 将 图像 处理 、 频格 式 转换 、 视 通信 控 制 、 图像 显 示
等功 能合 理分 配至 各 个硬 件 单元 。 经过 实验验 证 ， 系统 处 理 能 力强 ， 该 跟踪 精 度 高 ， 通信 控
制好 ， 个功 能单 元都 达到 了预期 的 效果 。 各 关键词： 高帧频 ； 图像 采 集 ； 图像 处理 ； Ｓ Ｆ Ｇ Ｄ Ｐ；Ｐ Ａ 中图分 类 号 ： Ｎ １ ． ３ Ｔ ９ １ ７ 文 献标 识码 ： Ａ ．
ｆ ｎｃｉｎ ａ ｅ ｐ ｏ ｅ ｌ ｓｒｂ ｔ ｄ ｔ ａ ｈ ｈａ ｄ ｒ ｉ． Ａｎ ｅ ｐｅ ｍｅ ｔ ｉ ｄ ｈｏ ｎｇ ｔ ｔｔ ｙ ｔｍ ｓ ｕ ｔｏ ｒ ｒ ｐ ｒｙ ｄｉｔｉ ｕ ｅ ｏ ｅ ｃ ｒ ｗａ ｅ ｕｎｔ ｘ ｒ ｎ ｓ ｍａ ｅ ｓ ｗｉ ｈａ ｈｅ ｓ ｓｅ ｈａ ｉ
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给它相邻的电容。
图像采集
CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），互补金属 氧化物半导体。电压控制的一种放大 器件。是组成CMOS数字集成电路的 基本单元。
高速图像采集与处理
高速图像采集与处理
1. 图像的采集与处理 2. 高速图像采集与处理 3. ATR-Directed 图像压缩方法 4. 高速图像采集处理系统 5. 硬件实现方法
图像采集
图像采集：
图象经过采样、量化以后转换为数字图象并 输入、存储到帧存储器的过程，叫做图像采集。
由于图像信号的传输需要很高的传输速度，
通多用通的道视传输接口不能满足要求，因此需要图像采
集频卡音入。频输
A/D模拟 转换
视频信号 帧存储
D/A视频 音频压缩
显示输 出
编码
视频采集控制器
计算机主机
图像采集
图像采集卡：
图像采集卡（Image Capture Card），又称图像捕 捉卡，是一种可以获取数字化视频图像信息，并将其存储 和播放出来的硬件设备。很多图像采集卡能在捕捉视频信 息的同时获得伴音，使音频部分和视频部分在数字化时同 步保存、同步播放。
因此，如何实时的压缩图像数据，如何 提升系统实时处理速度成为高速图像采集处 理系统中的两个关键技术
ATR-Directed 图像压缩方法
ATR-Directed 图像压缩方法 ATR-Directed （面向自动目标识别）
图像压缩是目前高速图像采集处理系 统中 应用最为广泛的一种实时图像压缩方法。它 是利用目标 ROI（Region-of-interest, ROI） 检测算子提取出可能存在的目标 ROI，然后 对目标 ROI 进行优先编码。这种算法可以 在实现较高压缩比的同时，较好的保留目标 信息。
图像 分析
从图像中抽取某些有用的度量、数据或信息。
高速图像采集与处理
高速图像采集处理系统：
一般是指采样率和数据实时处理速率在 100MSPS以上的图像采集处理系统。 （SPS—ADC的参数，即每秒模数转换器采 点数）
与传统的图像采集系统相比，高速图像 采集处理系统以其高帧频、高分辨率的采集 特点，可以实现对高速运动目标的实时采集、 跟踪和传输，因此，被越来越广泛的应用于 军事、航天、工业生产及科研等领域。
图像传感器（感光元件）是一种将光学图像转换 成电子信号的设备，它被广泛地应用在数码相机和其 他电子光学设备中。
早期的图像传感器采用模拟信号，如摄像管。如 今，图像传感器主要分为CCD和CMOS图像传感器两 大类。
图像采集
CCD图像传感器，英文全称：Charge-coupled Device， 中文全称：电荷耦合元件。CCD是一种半导体器件，能够 把光学影像转化为数字信号。 块CCD上包含的像素数越多，其提 供的画面分辨率也就越高。
图像采集卡的功能是将图像信号采集到电脑中，以数 据文件的形式保存在硬盘上。它是图像采集到图像处理过 程间必不可少的硬件设备，通过它，我们就可以把摄像机 拍摄的视频信号从摄像带上转存到计算机中，利用相关的 视频图像编辑软件，对数字化的视频信号进行后期编辑处 理。
图像采集
图像采集元件——图像传感器（image transducer ）
高速图像采集与处理
目前，高速图像采集处理系统在应用中 仍然存在许多问题，这些问题严重阻碍着高 速图像采集处理系统的实用化进程。
主要问题如下：
1.随着成像技术的飞速发展，传感器的分辨率越来越高，使得采集的图像数据量 越来越庞大； 2.实际应用中对图像传输的实时性要求越来越高； 3.用于数据传输的带宽提升； 4.用于存储图像数据的磁盘空间加大.
图像处理（锐化）效果
图像处理
图像压缩
图像增强 和复原
图像处理
匹配、描述 和识别
图像处理
图像数字化
图像编码
图像分析
常见图 像处理
图像增强
图像分割
图像复原
图像处理
图像数
通过取样和量化过程将一个以自然形式存在 的图像变换为适合计算机处理的数字形式。
字化 图像在计算机内部被表示为一个数字矩阵， 矩阵中每一元素称为像素。
CMOS传感器有可细分为：被动式像素 传感CMOS（Passive Pixel Sensor CMOS） 与主动式像素传感器CMOS（Active Pixel
图像采集
图像采集传 感器
CCD：
1，高解析度 2，低噪声 3，动态范围广 4，良好的线性特性 曲线
5，大面积感光 6，低影像失真
CMOS：
1，功耗低 2，成本低 3，发展起步晚， 工艺不成熟，效果 差
图像 对图像信息编码，以满足传输和存储的要求。
编码
编码能压缩图像的信息量，但图像质量几乎 不变。
图像 增强
图像增强的目标是改进图片的质量，例如增 加对比度，去掉模糊和噪声，修正几何畸变 等
图像处理
图像 图像复原是在假定已知模糊或噪声的模型时， 复原 试图估计原图像的一种技术。
图像 分割
图像分割将图像划分为一些互不重叠的区域， 每一区域是像素的一个连续集。通常采用把 像素分入特定区域的区域法和寻求区域之间 边界的境界法。
ATR-Directed 图像压缩方法
ATR-Directed 图像压缩方法的研究，主要 体现在两个方面： （1）如何提取出对于保持自动目标识别性 能至关重要的目标 ROI； （2）如何在有损编码方法中保持目标 ROI 的高保真度。
核心的问题是：ROI 检测器能够充分检测出 目标ROI，而且需要在图像编码过程中对
静态目标 ROI 检测
基于图像分 割的方法
基于模板 匹配的方法
基于阈值 检测方法
4，发展空间大
图像处理
图像处理(image processing)，用计算机对 图像进行分析，以达到所需结果的技术，又称影 像处理。
基本内容：图像处理一般指数字图像处理。 数字图像是指用数字摄像机、扫描仪等设备经过 采样和数字化得到的一个大的二维数组，该数组 的元素称为像素，其值为一整数，称为灰度值。