實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書圖像

1、實(shí)驗(yàn)七、數(shù)字圖像數(shù)據(jù)統(tǒng)構(gòu)建及彩色圖像色彩模型分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握CCD成像器件的SDK；2. 掌握相機(jī)驅(qū)動安裝及示例程序的使用；3. 掌握彩色相機(jī)白平衡及GAMMA校正功能的設(shè)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(shè)置對彩色圖像成像質(zhì)量的影響。色圖像色相及飽合度關(guān)系曲線，分析影響彩色場景成像質(zhì)量的因素。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成圖1、相機(jī)驅(qū)動安裝購置CCDSDK的 Demo(示例)程序及相機(jī)操作程序、相機(jī)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(qū)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(qū)動程序”的方法完成安裝)。進(jìn)行查看，相機(jī)的安裝項(xiàng)目應(yīng)處于正常狀態(tài)。2、白平衡與GAMMA校正采集到較為準(zhǔn)確的彩色。Gamma源于CRT（顯示器/電視機(jī)）的響應(yīng)曲線，即其亮度與輸入電壓的非Intensity通過Gamma校正轉(zhuǎn)換為非線性的視頻Gamma校正通過相反的非線性轉(zhuǎn)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(jī)進(jìn)行GAMMA校正。GAMMA曲線3、RGB模型向HIS模型轉(zhuǎn)換原理RGB與HIS之間的關(guān)系

3、Y 0.3RGB RY 0.7RGB C1C BY 0.3RG0.89B2、與C S H sin1C1：RYSHC2SHC tanH11CC2：BY2S CC2212三、實(shí)驗(yàn)步驟1、將相機(jī)的SDK軟件包拷貝到安裝相機(jī)的計(jì)算機(jī)上；32位或64位操作系統(tǒng)安裝的驅(qū)動程序；3、將相機(jī)通過USB接口連接到計(jì)算機(jī)上，運(yùn)行安裝程序(或通過更新驅(qū)動程序的方法)完成相機(jī)驅(qū)動程序。應(yīng)用SDK中的圖像采集程序，完成圖像顯示與采集。4、在相機(jī)的圖像采集軟件中，完成白平衡設(shè)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(shè)置及GAMMA校正參數(shù)對圖像

4、色相H及飽合度S。四、實(shí)驗(yàn)儀器彩色相機(jī)及要SDK（帶有白平衡及GAMMA有豐富色彩的目標(biāo)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(jī)采集彩色圖像時，色彩失真盡可能地?。繉?shí)驗(yàn)八、槍械密集度檢測圖像特征提取算法設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握基于圖像觀測的光電觀瞄系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟與方法；2. 初步掌握基于平面目標(biāo)的圖像觀瞄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力；3. 掌握初步針對復(fù)雜圖像處理問題的算法設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)要求：安裝有 MATLAB 的計(jì)算機(jī)一臺；要求針對工程需求，設(shè)計(jì)完成光電觀瞄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)；完成檢測系統(tǒng)的搭建，

5、標(biāo)定方案的設(shè)計(jì)及標(biāo)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(jié)果；數(shù)據(jù)分析獲得密集度計(jì)算結(jié)果。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)裝置組構(gòu)圖彈孔靶標(biāo)單攝相機(jī)成像系統(tǒng)三角架完成單攝相機(jī)系統(tǒng)標(biāo)定，并通過采集到的靶標(biāo)圖像，識別平面目標(biāo)上的圖像特征，并反演解算平面觀測目標(biāo)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(yīng)用攝相機(jī)的線性系統(tǒng)模型來描述。典型的攝像機(jī)線性系統(tǒng)模型之一-直接線性變換法。攝像機(jī)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(biāo)第 iiii中的標(biāo)準(zhǔn)量所使用的點(diǎn)的空間坐標(biāo)

6、；(u ,v ,1)為第i個點(diǎn)的圖像坐標(biāo)；m 為世ii界坐標(biāo)系向像平面坐標(biāo)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(guān)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(diǎn)的解算過程，選取被測平面為攝像機(jī)標(biāo)定物方空間坐標(biāo)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(diǎn)對即可求出系統(tǒng)參數(shù)，因此在標(biāo)定過程中至少需要4個特征點(diǎn)對。征點(diǎn)(u ,v ,1)后，應(yīng)用公式4求解彈孔中心在靶面上的坐標(biāo)(X ,Y ,0,1)。iiii三、實(shí)驗(yàn)步驟1、根據(jù)彈孔靶標(biāo)的大小，設(shè)計(jì)搭建測量系統(tǒng)；2、在彈孔靶標(biāo)上設(shè)計(jì)標(biāo)定特征點(diǎn)，并用成像系統(tǒng)采集靶標(biāo)特征點(diǎn)圖像(注意：成像系統(tǒng)的視場中心(即像平面坐標(biāo)原點(diǎn))應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)定靶標(biāo)的中心(世界坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn))；3、應(yīng)用圖像處理技術(shù)識別靶標(biāo)特征點(diǎn)，并編程完成系統(tǒng)模型參數(shù)的解算；心特征點(diǎn)的坐標(biāo)；5、反演求解靶標(biāo)中彈孔中心的坐標(biāo)，計(jì)算R100及R50等數(shù)值，后對測量系統(tǒng)的精度進(jìn)行分析。四、實(shí)驗(yàn)儀器云臺及三角架，被測彈孔靶標(biāo)，成像鏡頭及CCD，標(biāo)定靶標(biāo)及標(biāo)識，安裝有M