實驗指導書圖像

1、實驗七、數(shù)字圖像數(shù)據(jù)統(tǒng)構建及彩色圖像色彩模型分析一、實驗目的：1. 掌握CCD成像器件的SDK；2. 掌握相機驅動安裝及示例程序的使用；3. 掌握彩色相機白平衡及GAMMA校正功能的設置；4. 掌握提高彩色場景成像質(zhì)量的方法，分析影響彩色圖像成像質(zhì)量影響因素，分析上述設置對彩色圖像成像質(zhì)量的影響。色圖像色相及飽合度關系曲線，分析影響彩色場景成像質(zhì)量的因素。二、實驗原理實驗系統(tǒng)組成圖1、相機驅動安裝購置CCDSDK的 Demo(示例)程序及相機操作程序、相機操作及軟件開發(fā)說明文檔三部分。相EXE文件(StCamSWare_x64.exe適于64位操作系統(tǒng)，StCamSWare_x86.exe適于

2、32位操作系統(tǒng))，另一種是只有驅動文件，沒有可執(zhí)行程序(這一種可通過在系統(tǒng)硬件的“資源管理器”通過“更新驅動程序”的方法完成安裝)。進行查看，相機的安裝項目應處于正常狀態(tài)。2、白平衡與GAMMA校正采集到較為準確的彩色。Gamma源于CRT（顯示器/電視機）的響應曲線，即其亮度與輸入電壓的非Intensity通過Gamma校正轉換為非線性的視頻Gamma校正通過相反的非線性轉換把Intensity與最終采集的圖像灰度值之間也存在非線性，這種非線性直接會影響彩色 CCD采集的RGB三色的灰度值從而需對相機進行GAMMA校正。GAMMA曲線3、RGB模型向HIS模型轉換原理RGB與HIS之間的關系

3、Y 0.3RGB RY 0.7RGB C1C BY 0.3RG0.89B2、與C S H sin1C1：RYSHC2SHC tanH11CC2：BY2S CC2212三、實驗步驟1、將相機的SDK軟件包拷貝到安裝相機的計算機上；32位或64位操作系統(tǒng)安裝的驅動程序；3、將相機通過USB接口連接到計算機上，運行安裝程序(或通過更新驅動程序的方法)完成相機驅動程序。應用SDK中的圖像采集程序，完成圖像顯示與采集。4、在相機的圖像采集軟件中，完成白平衡設置，采集圖像；改變 GAMMA校正參數(shù)，采集多張圖像。HISGAMMA校正參數(shù)下彩色圖像的色相H及飽合度S，分析白平衡設置及GAMMA校正參數(shù)對圖像

4、色相H及飽合度S。四、實驗儀器彩色相機及要SDK（帶有白平衡及GAMMA有豐富色彩的目標物。六、思考題1、影響CCD采集圖像色彩失真的因素有那些，如何在用CCD相機采集彩色圖像時，色彩失真盡可能地??？實驗八、槍械密集度檢測圖像特征提取算法設計一、實驗目的：1. 掌握基于圖像觀測的光電觀瞄系統(tǒng)設計的步驟與方法；2. 初步掌握基于平面目標的圖像觀瞄系統(tǒng)的設計能力；3. 掌握初步針對復雜圖像處理問題的算法設計能力；4. 初步掌握編制基于 MATLAB 平臺的大型圖像處理程序的能力。實驗要求：安裝有 MATLAB 的計算機一臺；要求針對工程需求，設計完成光電觀瞄系統(tǒng)結構及主要參數(shù)；完成檢測系統(tǒng)的搭建，

5、標定方案的設計及標定數(shù)據(jù)采集與解算；編程調(diào)試完成彈孔圖圖像的特征提取結果；數(shù)據(jù)分析獲得密集度計算結果。二、實驗原理實驗裝置組構圖彈孔靶標單攝相機成像系統(tǒng)三角架完成單攝相機系統(tǒng)標定，并通過采集到的靶標圖像，識別平面目標上的圖像特征，并反演解算平面觀測目標上的幾何特征。這種測量系統(tǒng)在成像系統(tǒng)徑向畸變較少的視場范圍可近似應用攝相機的線性系統(tǒng)模型來描述。典型的攝像機線性系統(tǒng)模型之一-直接線性變換法。攝像機線性模型由式(1)表示如下:圖1 X u m mmm i Yi s v m mmmmi Ziim m1 m i1 （1） X ,Y ,Z ,1)為三維立體靶標第 iiii中的標準量所使用的點的空間坐標

6、；(u ,v ,1)為第i個點的圖像坐標；m 為世ii界坐標系向像平面坐標系線性變換矩陣 M 的第 行 列元素。上式包含三個方ij程su m X m Y m Z m ii iiim X m Y m Z msvi ii iis m X m Y m Z mii ii（2）將式(2)中的第一式除以第三代，第二代除以第三式分別消去 s 后，可得i如下兩個關于m 的線性方程：X m Ym Z m m u(X m Ym Z m 1)0 (a)（3）111213143132iiiiiiiX m Ym Z m m v (X m Ym Z m 1)0 b)i21i22i2324ii31i32i為了減化系統(tǒng)參數(shù)求

7、解難度及測量平面特征點的解算過程，選取被測平面為攝像機標定物方空間坐標系 0的平面。令公式(3)中 0得公式(4)：ZZl X l Y l x l X l Y 1 0(4)1249l Y l y l X l Y 1 0l X5689上式中有8個參數(shù)，只需4組特征點對即可求出系統(tǒng)參數(shù)，因此在標定過程中至少需要4個特征點對。征點(u ,v ,1)后，應用公式4求解彈孔中心在靶面上的坐標(X ,Y ,0,1)。iiii三、實驗步驟1、根據(jù)彈孔靶標的大小，設計搭建測量系統(tǒng)；2、在彈孔靶標上設計標定特征點，并用成像系統(tǒng)采集靶標特征點圖像(注意：成像系統(tǒng)的視場中心(即像平面坐標原點)應對準標定靶標的中心(世界坐標系統(tǒng)的原點)；3、應用圖像處理技術識別靶標特征點，并編程完成系統(tǒng)模型參數(shù)的解算；心特征點的坐標；5、反演求解靶標中彈孔中心的坐標，計算R100及R50等數(shù)值，后對測量系統(tǒng)的精度進行分析。四、實驗儀器云臺及三角架，被測彈孔靶標，成像鏡頭及CCD，標定靶標及標識，安裝有M