当前位置: 简表范文网 > 专题范文 > 公文范文 >

信号处理在成像或图像处理中的技术应用

| 来源:网友投稿

【摘要】随着科学技术的不断发展,信号处理技术得到了广泛使用。基于此,本文以信号处理在太赫兹成像、信号处理在图像处理中的应用为例,对其功能进行了详细阐述。

【关键词】信号处理;成像;图像处理

随着科学技术的快速发展,计算机技术水平的不断提高,信号处理已经成为信息时代的主力军。近年来,信号处理技术得到了不断完善,在更多领域发挥着重要作用,可以说,人们的生活已经离不开信号处理技术。此外,信号处理技术的发展也决定了DSP结构的发展,下面我们主要对信号处理在成像和图像处理方面的技术应用进行探讨。

一、 信号处理概述

1、 信号处理概念

信号处理就是根据预期目的和要求对各种类型的信号进行加工的过程,换句话说,所谓的信号处理实际上就是,对记录在某种媒体中的信号进行处理,从中抽取出有用的信息的过程。信号处理主要有两种体现形式,即:模拟信号处理和数字信号处理,目前,使用的较为普遍的信号处理技术就是数字信号处理。

2、 信号处理目的

人们在利用信号的时候,往往会受到许多干扰,从而不利于信息的获取,因此需要对其进行信号处理,比如,如果电信号比较弱小,此时就需要对其进行放大处理,如果电信号出现失真或者畸变时,我们就需要对其进行均衡处理,通常也会遇到不同类型的信号混杂在一起的情况,那么,此时我们就需要识别不同类型的信号。总而言之,对信号进行处理的根本原因是为了便于开展后续其他方面的处理工作。

3、 数字信号处理步骤

通常情况下,数字信号处理可分为三个步骤:首先,需要对模拟信号进行处理,转换为数字信号,信号的转换过程就是对自变量以及幅值同时进行离散化的过程,转换过程按照采样定理进行;其次,对转换而来的数字信号进行变换域分析、识别等处理;第三,将被处理过的信号转换为模拟信号,值得注意的是,如果在实际的工作中不需要此步骤,可以将其省略。

二、 信号处理在太赫兹成像中的技术应用

太赫兹同其它的X射线、红外、超声波等一样,可以作为成像系统的辐射源,其频率在0.1~10THz,由于其在穿透能力上与微波相似,在方向性上又与光波类似,因此,在某些特殊环境下,太赫兹的具有较为明显的优势。以下对信号处理在太赫兹成像方面的研究进行阐述。

1、 几何光学成像

几何光学成像的前提是将太赫兹波中的大小近似的波长予以忽略,太赫兹几何光学成像采用的是矢量测量技术,因此,与其它光学成像有着明显的区别:其一,在获取一维距离像后,将逐点进行扫描,最终可生成三维成像;其二,通过进行频域的转换分析,从而可以识别目标的结构和成分。

有时为了保证获得的一维距离像的分辨力更高一些,需要借助极短脉冲信号或者大带宽时宽积信号,但是信号带宽大也存在着技术瓶颈,比如在后端数字的信号处理方面,因此,在处理方式上,应当采用宽带线性调频信号,借助混频方式,使贷款和数字处理达到要求。由于无法避免信号失真的出现,而且对于系统的要求又特别高,因此,需要通过预失真补偿的方式对信号进行处理。

2、 衍射成像

衍射成像的原理为,当波长与目标尺寸达到相近的状态下,利用其显著特征实现成像。在衍射成像中,应用的最为广泛的就是合成孔径雷达。在极限分辨力方面,衍射效应与电磁波的波长的关系成正比,因此,在分辨力方面要更高一些。

3、 层析成像

层析成像是在X射线下实现成像借鉴而来的,信号源的产生方式主要在光电子需以及光学的基础上。上文提到的合成孔径雷达成像信号源的产生方式主要是在电子学基础上,问题的关键在于如何以信号处理的方式,对两种成像的异同点进行分析,将两种成像的有点结合起来,从而研究出一条更适合太赫兹成像的新方法。

层析成像与合成孔径成像的区别:其一,谱。层析成像通过一维傅里叶变换将被成像物体的投影值转换到谱域,并且只有在全方位的测量下,从能保证图像的质量更高。而合成孔径成像,被成像物体的回波数据属于直接谱域值,只有在有限频带扫频和有限视角观测时,通过小块谱域数据就可以获取高分辨力的图像。其二,投影方式。层析成像沿视向的线积分对被成像物体进行测量;合成孔径成像垂直于视向的线积分,对被成像物体进行测量。其三,成像性能。层析图像能够将被成像物体的大小和轮廓表现出来;合成孔径图像只能获取带通频谱,呈现出"散射中心"图像。

三、 信号处理在图像处理中的技术应用

1、 去除噪声

当我们获取图像或者对图像进行传输的时候,噪声就会出现,由于受到环境以及传感器自身质量等诸多因素的影响,也会导致噪声的出现。噪声对于图像的直接影响就是图像模糊,甚至会丢失很多重要细节,因此,需要通过信号处理将这些干扰去除。在对图像去除噪声时,通常采用的是双边自适应滤波器,与传统的处理方式相比,只需要对二维灰度图像进行滤波处理即可,不仅能够大大节省硬件资源的空间,而且,对于各种形式的噪音都有良好的去除效果,更重要的是,避免了过多重要的细节丢失。

2、 自动白平衡

我们知道,光源色彩决定了物体反射出来何种颜色,我们通常会把一些颜色当成是白色,这是因为大脑可以对该颜色进行侦测,从而做出调整,因此,无论在什么环境下,我们看到的白色物体依然呈现白色,人眼对于颜色有很强的适应能力,但是传感器却不具备这种能力,因此,我们在对相机的色彩进行调整时如果与照明色温不同,就会产生偏色。

目前来看,自动白平衡的主要算法就是简单像素级统计方法,该方法主要包括最大RGB、灰度世界、自动搜索白点白平衡算法等。灰度世界算法几乎能够满足所有的光源和场景,自动搜索白点白平衡算法在效果上要更好一些,但是对于场景的选择较为局限。

3、 自动曝光

在进行拍照时,往往涉及到场景过渡,比如室内外场景的转换等。通常情况下,我们将室内的光源称之为日光灯光源,室外的光源就是我们常说的太阳光,与日光灯相比,太阳光的强度超过其百倍或千倍,当人们转换室内外场景的时候,瞳孔就会自动改变大小,从而使人眼能够适应光的强度变化。例如,当我们从室内走向室外时,一开始会觉得非常刺眼,但是,过一会这种刺眼的感觉就会消失,就会产生一种与室内相差无几的视觉感受。但是传感器与人眼不同,不具备感受光源改变的能力,在对室外进行曝光的时候,如果与室内的曝光时间相同,此时,相机画面就会呈现纯白色,看不清其中的物体,因此,需要对其进行一定的调整,达到平衡。在特定的算法下,自动曝控制统计已拍图像,通过判断,得出图片是否存在光源强烈变化的情况,然后根据结构进行适当的曝光时间以及增益大小调整。

4、 自动聚焦

自动聚焦在各种精密仪器中运用的较为普遍,我们日常生活中所接触到的照相机和摄像机等就采用了自动聚焦技术,自动聚焦是对图像进行前端处理的一项重要技术。在这里我们以摄像机为例,对运动的图像按照视频序列进行自动对焦,自动对焦不仅要满足速度和精度要求,此外,经过视频自动聚焦会产生的图像必须要满足人眼的观察要求,也就是说,在对最大值搜索进行评价函数时,图像的状态只能由模糊到清晰,与此同时,由于场景极速变化往往会导致聚焦失败,因此,要求视频自动聚焦算法必须将这些影响因素排除。

结语:

综上所述,信号处理在各个领域均得到了广泛使用,但是,在某些领域的应用还并不成熟,往往受到环境等诸多因素的变化,导致并不能获取良好的成像或图像处理,因此,信号处理技术需要技术人员长期探索,不断提高信号处理技术,相信在不仅的将来,信号处理一定会在更多领域发挥其积极作用。

参考文献:

[1]黎洪宋.图像传感技术中的图像信号处理[J].中国铁路,2014(3).

[2]夏梦.数字光场成像系统的信号处理[D].电子科技大学,2014.

相关推荐

热门文章

关于珍爱生命作文800字高中【精选推荐】

范文参**网最近发表了一篇名为《2022关于珍爱生命的作文800字高中【】》的范文,感觉写的不错,希望对您有帮助,重新整理了一下发到这里。在平日的学习、工作和生活里,大家都不可避免地要接触到作文吧。下面小编为大家整理了2022关于的作文800字高中【5

草房子第一章秃鹤心得感悟合集【精选推荐】

《草房子第一章秃鹤的心得感悟》是一篇好的范文,觉得有用就收藏了,这里给大家转摘到。草讲述了发生在20世纪60年代初江南水乡动人动情的童年故事。读完了草房子小说,你有着怎样的草房子读书?你是否在找正准备撰写“草房子第一章秃鹤的心得感悟”,下面小编收集了相关的素材,供大家写文参考!草房子第

共青团成立100周年作文600字(完整)

本页是最新发布的《2022共青团成立100周年作文600字【精选】》的详细范文参考文章,好的范文应该跟大家分享,这里给大家转摘到。共青团员是中国共产党的后备力量,也是党的生命力的源,理论上的成熟是****上成熟的基础,****上的清醒来源于理论上的坚定。下面是小编为大家带来的

2022百年奋斗谋复兴勇毅前行兴伟业学习心得体会范本合集

《2022百年奋斗谋复兴勇毅前行兴伟业学习心得体会范文》是一篇好的范文,觉得有用就收藏了,希望对网友有用。2022百年奋斗谋复兴勇毅前行兴伟业学习心得体会范文了不起的红色精神,值得永远待播与发扬下去!相信祖国将会更加强大,更加繁荣富强。下面是小编为您推荐2022百年奋斗谋复兴勇毅前

2022年度关于端正态度作文初三(精选文档)

《2022关于端正态度的作文初三【精选】》是一篇好的范文,觉得有用就收藏了,看完如果觉得有帮助请记得(CTRL+D)收藏本页。在生活、工作和中,大家都不可避免地要接触到作文吧,作文是通过文字来表达一个主题意义的记叙方法。下面小编为大家整理了2022关于端正的作文初三【精选】的相关内容,以供参

2022清明网上祭英烈活动心得感悟经典范本10篇600字

本页是最新发布的《清明网上祭英烈活动心得感悟经典范文10篇600字》的详细范文参考文章,觉得有用就收藏了,希望大家能有所收获。清明祭心得感悟经典范文10篇600字说到清明节这个大家熟悉的节日,大家一定都是去祭拜祖先!但是可曾想过在清明节这天来祭奠我们的英烈们呢?下面是小编为您推荐

2022年度《公民节约用水行为规范》倡议书范本

最近发表了一篇名为《2022《公民节约用水行为规范》倡议书范文【五篇】》的范文,感觉很有用处,看完如果觉得有帮助请记得(CTRL+D)收藏本页。虽然人类已浪费了许多,但是人类们已经感觉到水的可贵而开始保护起来。在此大家一起杜绝浪费水之源,保护水资源吧。下面小编在这里为大家精心整理了几篇20

2022年大学生档案自我鉴定300字10篇

2022年普通大学生个人社会实践实习报告精选服务社会做好思想准备和业务准备,公司内部电脑系统都是统一英文系统,就要求自己以职场……[详细]2022年党员思想汇报例文两篇【完整版】所以在以后的学习和生活中,经历过苦难的中国,工作以及生活中,特别是通过学习党章党纪……[详细]企业员工服务意识培训心得体会

关于学习主题讲话稿范本10篇(2022年)

本页是最新发布的《2022年关于学习主题讲话稿范文10篇》的详细范文参考文章,觉得有用就收藏了,希望大家能有所收获。讲话稿是一个统称,涵盖面较大。它的适用范围,主要是各种会议和一些较庄重、隆重的场合。下面是小编收集整理的2022年关于主题讲话稿,大家一起来看看吧。2022年关于学习主题讲话

2022年争先创优演讲稿最新10篇(完整文档)

《争先创优演讲稿最新10篇》是一篇好的范文,觉得有用就收藏了,这里给大家转摘到。演讲稿具有宣传、鼓动、教育和欣赏等作用,它可以把演讲者的观点、主张与思想感情传达给听众以及读者,使他们信服并在思想感情上产生共鸣。下面小编给大家带来关于争先创优演讲稿,希望会对大家的与有所帮助。争先创优演讲稿1

2022全国中小学生安全教育日心得体会三篇

最近发表了一篇名为《2022全国中小学生安全教育日心得体会三篇》的范文,感觉写的不错,希望对您有帮助,重新编辑了一下发到。2022全国中小学生日心得体会三篇为贯彻落实珍爱,安全第一为主题的中小学安全日教育活动,我校领导高度重视,紧紧围绕安全日安全教育这一主线,在师生中开展了丰富多

2022年爱细节作文600字初中范本

《2022爱的细节作文600字初中范文【】》是一篇好的范文,觉得应该跟大家分享,希望对网友有用。爱是冬日的一缕阳光,使饥寒交迫的人感到人间的温暖;爱是一场洒落在久旱的土地上的甘霖,使濒临绝境的人重新看到生活的希望;爱是一首飘落在夜空里的歌谣,使孤苦无依的人获得心灵的慰藉。下面小编为大家整理了20