通信工程師綜合能力圖像處理系統(tǒng)

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圖像處理系統(tǒng)：

數(shù)字圖像處理系統(tǒng)主要由5個部分（模塊）組成，即圖像輸入（釆集）模塊，圖像輸出（顯示）模塊，圖像存儲模塊，和用戶打交道的存取、通信模塊，圖像處理模塊。

（1）圖像輸入（米集）模塊

圖像輸入（采集）模塊主要負責圖像的采集，即將景物或模擬圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像，以供圖像處理設備進行處理。

數(shù)字圖像輸入設備的主要部件有下述幾種。

①光源：通常采用白熾燈、激光器、熒光物質(zhì)、發(fā)光二極管（LED）等。

②光傳感器：有光電發(fā)射管、光電二極管、光電三極管、電荷耦合器件（CCD）、CMOS器件等。

③掃描系統(tǒng)：有機械掃描裝置（滾筒和絲杠）、電子束掃描、靜電偏轉(zhuǎn)、磁偏轉(zhuǎn)、電子束聚焦等。

光源通過掃描系統(tǒng)和光電傳感器將圖像的光強信號轉(zhuǎn)換成電信號；光傳感器將圖像的光強度按比例轉(zhuǎn)換成電壓和電流信號；掃描系統(tǒng)就是可使光源、傳感器按照某種機制沿圖像移動的系統(tǒng)。

數(shù)字圖像信號的獲得有兩種途徑，一種是af接的方式，另一種是間接的方式。間接方式是指將模擬視頻信號數(shù)字化后產(chǎn)生數(shù)字視頻，這是以前獲得數(shù)字視頻的方法。近年來，隨著電子領域數(shù)字化的發(fā)展，越來越多地出現(xiàn)了直接輸出數(shù)字圖像的裝置和設備。目前最常用的數(shù)字圖像輸入設備主要有圖像掃描儀、數(shù)碼照相機和數(shù)碼攝像機以及相應的計算機接口卡（圖像采集卡）構成的攝像輸入設備。

（2）圖像輸出（顯示）模塊

圖像輸出（顯示）模塊主要是將圖像的處理結果顯示給人看。常見的圖像輸出（顯示）設備有電視顯示器、彩色打印機、彩色繪圖儀等。

數(shù)字圖像輸出設備就是將數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換成可為人接受的形式的設備。圖像信號的顯示往往是圖像處理或圖像通信的最終目的。圖像信號的顯示又可以分為兩種方式。一種是“硬拷貝”方式，其目的除了觀察圖像的內(nèi)容以外，還可以長期保存圖像。這類設備主要有CRT膠片或激光膠片記錄儀，各類打印機（包括噴墨打印機、激光打印機、熱蠟打印機和計式打印機）及彩色繪圖儀等。另一種是“軟拷貝”方式，這類設備主要是CRT顯示器（如計算機的監(jiān)視器、普通電視機和專用圖像顯示器）、平板液晶顯示器（LCD）和PDP顯示器等。這類顯示器只是為了臨時的觀察，看完以后并不需要保存。平板液晶顯示器（LCD）和PDP顯示器是近年發(fā)展很快的顯示設備，將很快取代相當一部分CRT顯示器。

　　（3）圖像存儲模塊

由于圖像包含有大量的信息，因而存儲圖像也需要大量的空間。在圖像處理中大容量和快速的圖像存儲設備是必不可少的。

圖像存儲分為在線存儲、離線存儲、近線存儲等多種形式。

在線存儲是指存儲設備和所存儲的數(shù)據(jù)時刻保持“在線”狀態(tài)，可供用戶隨意讀取，滿足計算平臺對數(shù)據(jù)訪問的速度要求，就像PC機中常用的磁盤存儲模式一樣。一般在線存儲設備為磁盤和磁盤陣列等存儲設備，價格相對昂貴，但性能較好。

離線存儲是對在線存儲數(shù)據(jù)的備份，以防范可能發(fā)生的數(shù)據(jù)災難。離線存儲的數(shù)據(jù)不常被調(diào)用，一般也遠離系統(tǒng)應用，所以人們用“離線”來生動地描述這種存儲方式。離線存儲介質(zhì)上的數(shù)據(jù)在讀寫時是順序進行的。當需要讀取數(shù)據(jù)時，需要把磁帶卷到頭，再進行定位。當需要對已寫入的數(shù)據(jù)進行修改時，所有的數(shù)據(jù)都需要全部進行改寫。因此，離線存儲的訪問速度慢、效率低。離線存儲的典型產(chǎn)品是磁帶庫，價格相對低廉。

近線存儲是隨著客戶存儲環(huán)境的細化所提出的一個概念。所謂的近線存儲，外延相對較廣泛，主要定位于客戶在線存儲和離線存儲之間的應用。近線存儲是指將那些并不是經(jīng)常用到，或者說數(shù)據(jù)的訪問量并不大的數(shù)據(jù)存放在性能較低的存儲設備上。但同時對這些的設備要求是尋址迅速、傳輸率高（例如客戶一些長期保存的不常用的文件的歸檔）。因此，近線存儲對性能要求相對來說并不高，但又要求相對較好的訪問性能。同時多數(shù)情況下由于不常用的數(shù)據(jù)在總數(shù)據(jù)量中占有比較大的比重，這也就要求近線存儲設備需要相對較大的容量。

現(xiàn)代存儲技術的發(fā)展使海量存儲設備的價格越來越低廉，為圖像存儲提供了多種選擇，如大容量磁盤、磁帶、CD-ROM、DVD等。海量硬盤和CD-ROM通常是圖像存儲設備較好?的選擇。海量硬盤容量高達200GB以上，可存儲200000幅左右1MB大小的高清晰圖像，它提供了最經(jīng)濟快捷的在線存儲途徑。CD-ROM具有價格低廉（一張盤片只需一到幾元左右人民幣）、存儲時間長（50年以上）、存儲容量大（650MB）等優(yōu)點。它作為性價比較高的離線存儲設備，查詢、檢索方便快捷，易于管理。光盤庫作為近線存儲設備，使用戶管理更加簡單。每一光盤庫可存放100張以上CD-ROM/DVD光盤，并且可以無限擴展。光盤庫可自動管理所有資料，實現(xiàn)真正的自動存儲管理功能。

通常為節(jié)省圖像數(shù)據(jù)文件占用的存儲空間，加快圖像數(shù)據(jù)的傳輸，都要釆用數(shù)據(jù)壓縮技術，對數(shù)字化圖像文件進行壓縮。

　　（4）圖像通信模塊

圖像通信模塊主要負責圖像的通信，即將圖像傳輸?shù)竭h端。在進行圖像通信前通常要對圖像進行壓縮編碼，以節(jié)約傳輸?shù)膸挕?/P>

（5）圖像處理模塊

圖像處理模塊主要是對圖像進行相應的處理（如圖像壓縮編碼、圖像增強等），以便進行下一步的圖像輸出或者通信，它是圖像處理系統(tǒng)的核心模塊。其核心硬件是具有運算能力的CPU（可以是大型計算機，也可以是一塊DSP芯片）。

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