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文檔簡介

1、1、 CCD圖像傳感器的特點、功能、工作過程體積小,功耗低,可靠性高,壽命長。空間分辨率高,可獲得很高的定位和測量精度。光電靈敏度高,動態范圍大,信噪比高 。高速掃描,基本上不保留殘像(電子束攝像管有1520的殘像)集成度高可用于非接觸精密尺寸測量系統。無像元燒傷、扭曲,不受電磁干擾。有數字掃描能力。象元的位置可由數字代碼確定,便于與計算機結合接口。工作原理:電荷注入 電荷存儲 電荷轉移 電荷檢測2、 CCD與CMOS的區別CMOS圖像傳感器雖然比CCD出現還早一年,但在相當長的時間內,存在成像質量差、像敏單元尺寸小、填充率低(10%20%),響應速度慢等缺點。Coms集成度高,具大規模生產,

2、且速度快、成本較低,是作為數碼相機的核心部件。實現夜視的基本思路夜視技術是借助于光電成象器件實現夜間觀察的一種光電技術。夜視技術包括微光夜視和紅外夜視兩方面。微光夜視技術又稱像增強技術,是通過帶有像增強管的夜視鏡,對夜天光照亮的微弱目標像進行增強,以供觀察的光電成像技術3、 微光夜視儀的結構組成與工作原理其結構主要由兩部分組成:一部分是光學系統,包括目鏡和物鏡;另一部分是像增強器,即光電轉換放大部分,包括像增強器及其必須的高壓電源微光夜視儀的工作原理是:間景物反射的夜天光通過物鏡進入像增強管,在像增強管內經過光電轉換,得到增強,然后呈現在管內的熒光屏上,通過目鏡就可觀察到被增強的夜間景物圖像4

3、、 主動紅外和被動紅外夜視的區別主動紅外夜視技術是通過主動照射并利用目標反射紅外源的紅外光來實施觀察的夜視技術,對應裝備為主動紅外夜視儀。被動紅外夜視技術是借助于目標自身發射的紅外輻射來實現觀察的紅外技術,它根據目標與背景或目標各部分之間的溫差或熱輻射差來發現目標。其裝備為熱像儀5、 LCD(液晶顯示器件)液晶的三種狀態扭曲向列(TN)型、超扭曲向列(STN)型及薄膜晶體管(TFT) 7.LCD 結構、工作原理結構 LCD由兩塊玻璃板構成,厚約1mm,其間由5m的液晶材料均勻隔開。因為液晶材料本身并不發光,所以在顯示屏兩邊都設有作為光源的燈管,而在液晶顯示屏背面有一塊背光板和反光膜。背光板發出

4、的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入包含成千上萬水晶液滴的液晶層。液晶層中的水晶液滴都被包含在細小的單元格結構中,一個或多個單元格構成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極,電極分為行和列,在行與列的交叉點上,通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態,液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。 在液晶材料周邊是控制電路部分和驅動電路部分。當LCD中的電極產生電場時,液晶分子就會產生扭曲,從而將穿越其中的光線進行有規則的折射,然后經過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。工作原理(1)單色液晶顯示器的原理 LCD技術是把液晶灌入兩個列有細槽的平面之間。這兩個平面上的槽互相垂直。也就是說,若一個平面

5、上的分子南北向排列,則另一平面上的分子東西向排列,而位于兩個平面之間的分子被強迫進入一種90°扭轉的狀態。由于光線順著分子的排列方向傳播,所以光線經過液晶時也被扭轉90°。但當液晶上加一個電壓時,分子便會重新垂直排列,使光線能直射出去,而不發生任何扭轉。 LCD正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光器構成,所以在正常情況下應該阻斷所有試圖穿透的光線。但是,由于兩個濾光器之間充滿了扭曲液晶,所以在光線穿出第一個濾光器后,會被液晶分子扭轉90°,最后從第二個濾光器中穿出。另一方面,若為液晶加一個電壓,分子又會重新排列并完全平行,使光線不再扭轉,所以正好被第二個濾光器擋住。總

6、之,加電將光線阻斷,不加電則使光線射出。 (2)彩色液晶顯示器的實現 在實際應用中,采用最廣、技術最成熟的實現彩色顯示的方法是“微彩色膜方式”。 微彩色膜方式將點陣像素分割成三個子像素,并在其對應位置的器件內表面設置R、G、B三個微型濾色膜。液晶顯示器件僅僅作為一個光閥,控制每個子像素光閥,即可控制R、G、B三個濾色膜透過光的通斷,控制三個子像素的灰度級,利用三個子像素透過的不同光亮,利用人眼的空間混色特性,制造出來千萬種鮮艷的色彩。 6、 PDP原理(等離子體顯示器) 等離子體顯示器(Plasma Display Panel),簡稱PDP,是一種利用等離子體工作的器件。工作原理:是一種利用氣

7、體放電的顯示技術,其工作原理與日光燈很相似。它采用了等離子管作為發光元件,屏幕上每一個等離子管對應一個像素,屏幕以玻璃作為基板,基板間隔一定距離,四周經氣密性封接形成一個個放電空間。放電空間內充入氖、氙燈混合惰性氣體作為工作媒質。在兩塊玻璃基板的內側面上涂有金屬氧化物導電薄膜作激勵電極。當向電極上加入電壓,放電空間內的混合氣體便發生等離子體放電現象。氣體等離子體放電產生紫外線,紫外線激發熒光屏,熒光屏發射出可見光,顯示出圖像。當使用涂有三原色熒光粉的熒光屏時,紫外線激發熒光屏,熒光屏發出的光則呈紅、綠、藍三原色。當每一原色單元實現256級灰度后再進行混色,便實現彩色顯示。7、 色分法、光分法、

8、時分法色分法:實現3維簡易,對視場和景深無嚴格 的限制。但易引起眼 部的疲勞。 光分法:寬視域、大景深,成像質量優異,但 頭部傾斜是無法過濾掉另一方向的光。時分法:成像優異,但眼鏡由液晶構成成本較高 。色分法: 采用互補色色彩將圖形或物體顯示在平面圖片上,觀視者通過光學濾色鏡對圖片進行雙眼同時觀視,即可展現其圖形成物體的立體形態。實現3維簡易,對視場和景深無嚴格 的限制。但易引起眼 部的疲勞。 光分法:將左右眼欲看到影像以奇/偶列形成顯示影像,再由顯示器表面貼附”微相位差(Micro-Retarder)”轉為互相垂直的偏極光,觀賞者透過偏光式眼鏡達到立體視覺感受。寬視域、大景深,成像質量優異,

9、但 頭部傾斜是無法過濾掉另一方向的光。時分法:通過提高屏幕刷新率把圖像按幀一分為二,形成左右眼連續交錯顯示的兩組畫面,通過快門式3D眼鏡的配合,使得這兩組畫面分別進入左右雙眼,最終在大腦中合成3D立體圖像成像優異,但眼鏡由液晶構成成本較高 。8、 DLP-DMD灰度顏色 DLP投影機的核心部件是DMD芯片。灰度顏色為紅、綠、藍三種。9、 全息技術、透射式、反射式 全息指一種可以讓從物體發射的衍射光能夠被重現的三維技術,其位置和大小同之前一抹一樣,從不同的位置觀測此物體,其現實的像也會變化。透射式全息顯示圖像 一種最基本的全息顯示圖像。記錄時利用相干光照射物體,物體表面的反射光和散射光到達記錄干

10、板后形成物光波;同時引入另一束參考光波(平面光波或球面光波)照射記錄干板。對記錄干板曝光后便可獲得干涉圖形,即全息顯示圖像。再現時,利用與參考光波相同的光波照射記錄干板,人眼在透射光中觀看全息板,便可在板后原物處觀看到與原物完全相同的再現虛像。反射式全息圖像將物體置于全息板的右側,相干點光源從左方照射全息板。將直接照射至全息板平面上的光作為參考光;而將透過全息板(未經處理過的全息板是透明的)的光射向物體,再由物體反射回全息板的光作為物光,兩束光干涉后便形成全息顯示圖像。由于記錄時物光與參考光分別從全息板兩側入射,故全息板上的干涉條紋層大致與全息板平面平行。再現時,利用光源從左方照射全息板,全息

11、板中的各條紋層宛如鏡面一樣對再現光產生出反射,在反射光中觀看全息板便可在原物處觀看到再現的圖像。 10、 虛擬現實概念、與仿真的區別 虛擬現實(Virtual Reality)是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統,而虛擬世界是全體虛擬環境或給定仿真對象的全體。虛擬環境是由計算機生成的,通過視、聽、觸覺等作用于用戶,使之產生身臨其境感覺的交互式視景仿真。總結起來就是虛擬現實是利用計算機生成的能給人多種感官刺激的人機交互系統。 虛擬現實與仿真的區別見下表: 仿真技術 虛擬現實 多感知 視覺、聽覺視覺、聽覺、觸覺、力覺等 存在感用戶被視為“旁觀者”用戶沉浸其中,可視場景隨用戶的視點變化 交互性不

12、強調交互的實時性 實時交互11、 VR三大特征(1) 沉浸性:又稱臨場感,讓用戶感到作為主角存在于虛擬環境中的真實程度,沉浸被通俗地揭示為“身臨其境”。(2) 交互性:交互性指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度(包括實時性)(3) 構想性:用戶沉浸在多維空間中,依靠自己感知和認知能力全方位地獲取知識,發揮主觀能動性,尋求解答,形成新概念。 12、 VR的核心:虛擬現實系統是一種高級的人機交互系統,因此人機交互是虛擬現實的核心。13、 圖像拼接技術 圖像拼接(image mosaic)技術是將一組相互間存在重疊部分的圖像序列進行空間匹配對準,經重采樣融合后形成一幅包含各圖

13、像序列信息的寬視角場景的、完整的、高清晰的新圖像的技術。 14、 小波圖像融合過程的優勢 小波變換(Wavelet transform, WT )是一種全局變換,在時間域和頻率域同時具有良好的定位能力,對高頻分量采用逐漸精細的時域和空域步長,可以聚焦到被處理圖像的任何細節,從而被譽為“數學顯微鏡”。 15、 穩像技術分類(1)機械式穩像: 用機電的方法來達到穩像目的。在大型的武器系統中將整個儀器置于穩定平臺上; 在電視攝像頭中,是將整個光學系統穩定起來。(2)光學穩像:用光學的方法實現圖像穩定。在光路中設置一些光學元件來作為對不穩定圖像的補償。光學穩像與機械式穩像都是采用專門的裝置,如各種陀螺

14、儀。(3)電子穩像:應用計算機數字圖像處理和電子技術的方法來直接確定圖像序列的幀間偏移,從而進行補償。該方法由于不需要額外增加精密機械、光學和電子元器件等設備,具有靈活性強、精度高及高智能化等特點。 16、 電子穩像原理 電子穩像是利用電子設備和數字圖像處理技術相結合的方法,通過檢測出參考圖像和被比較圖像的運動矢量,并利用其補償被比較圖像,從而消除或減輕視頻圖像序列幀間的不穩定,獲取清晰而穩定的視頻圖像序列.17、 SIFT方法主要思想、特點(1 )主要思想 SIFT算法是一種提取局部特征的算法,在尺度空間尋找極值點,提取位置,尺度,旋轉不變量。(2) 算法的主要特點 SIFT特征是圖像的局部

15、特征,其對旋轉、尺度縮放、亮度變化保持不變性,對視角變化、仿射變換、噪聲也保持一定程度的穩定性.18、 目標檢測(動態場景、靜態場景)運動目標檢測根據攝像頭在整個監控過程中多自由度運動,兩者相對運動則稱為動態場景;攝像頭在整個監控過程靜止時則稱為靜態場景檢測。19、 部分虛擬目標跟蹤主要思想、分層跟蹤指對圖像序列中的目標進行多檢測、提取、識別和跟蹤,通過獲得目標的運動參數,如位置、速度以及運動軌跡,從而使人們更好的理解和描述目標的行為20、 光電聯合變換相關基本原理圖像獲取 微機運算控制 圖像輸入 相關處理 探測輸出21、 模式識別流程數據獲取 預處理 特征提取與選擇 分類器設計 分類決策 2

16、2、 瞄準線穩定精度:不大于0.2mil23、 瞄準線飄移因素 瞄準線漂移量是光電穩定跟蹤系統研制中的重要技術指標之一,瞄準線漂移會導致目標在視場中緩慢移動,并逐漸脫離視場,不但對光電火控校準帶來誤差,而且對跟蹤和鎖定目標也有很大影響。瞄準線飄移的主要原因有三個:一是陀螺的零偏移造成;二是電路的零偏移和噪聲引起(2);三是陀螺敏感到地球的自轉而產生的瞄準線漂移。24、 圖像融合模型框架及分類 (1)像素級 融合 像素級融合是一種低水平的融合,就是對空間配準的圖像數據直接融合,在對融合后的圖像進行特征提取和屬性說明。多源圖像數據 空間配準信息融合 特征提取屬性說明(2)特征級融合 特征級融合是一種中等水平的融合。特征融合先是將各種圖像數據進行特征提取,產生特征矢量,然后對這些特征矢量進行融后,最

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