- 陶小凡
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电脑成像是通过电子器件将图像信息转换为数字信号,再经过处理和显示,形成人眼可以直接观察到的图像的过程。
1、数字成像是将光学影像信号通过光电转换器件转换为电信号(模拟信号),再通过模数转换器或A/D转换器将其转换为数字信号,最后通过数字信号处理器和显示器进行处理和呈现。
2、数字成像的流程主要包括图像采集、信号处理、压缩传输和显示四个阶段。其中,图像采集阶段主要通过光学成像系统和传感器进行,将光学图像信号转换为电信号;信号处理阶段主要包括预处理、增强和复原等步骤,以提高图像质量;压缩传输阶段主要是通过压缩技术减少图像数据量,便于存储和传输;显示阶段主要是将数字信号转换为人眼可见的图像形式,并进行显示。
3、数字成像技术在医学影像、安防监控、无人驾驶、虚拟现实、视频会议等领域得到广泛应用,并且随着传感器、处理器、显示器等技术的不断进步,数字成像技术在图像质量和处理速度上的提升将带来更加广阔的应用前景。
扩展知识:
1、数字成像常见技术:数字成像技术常见的技术包括CCD(电荷耦合器件)、CMOS(互补金属氧化物半导体传感器)、DSP(数字信号处理器)、JPEG(联合图像专家组)等技术。
2、数字成像技术发展历程:数字成像技术的发展经历了模拟成像、转换成像和数字成像三个阶段,数字成像是目前最先进的成像技术。
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电脑普通的显示器的成像原理:
从显示器的原理谈起,CRT的工作原理是由灯丝、阴极、控制栅组成的电子枪,发射出电子流,电子流被带有高电压的加速器加速,并经过透镜聚焦形成极细的电子束,打在荧光屏上,使荧光粉发光;偏转线圈产生的磁场作用,可以控制电子束射向荧光屏的指定位置;通过控制电子束的强弱和通断,最终形成各种绚丽多彩的画面。
因此,对于CRT来讲,屏幕上的图形图像是由一个个因电子束击打而发光的荧光点组成,由于显像管内荧光粉受到电子束击打后发光的时间很短,所以电子束必须不断击打荧光粉使其持续发光。
电子枪从屏幕的左上角的第一行(行的多少根据显示器当时的分辨率所决定,比如800X600分辨率下,电子枪就要扫描600行)开始,从左至右逐行扫描,第一行扫描完后再从第二行的最左端开始至第二行的最右端,一直到扫描完整个屏幕后再从屏幕的左上角开始,这时就完成了一次对屏幕的刷新。
每秒钟屏幕刷新的次数就叫场频,又称屏幕的垂直扫描频率,以Hz(赫兹)为单位。注意,这里的所谓“刷新次数”和我们通常在描述游戏速度时常说的“画面帧数”是两个截然不同的概念。后者指经电脑处理的动态图像每秒钟显示显像管电子枪的扫描频率。
荧光屏上涂的是中短余辉荧光材料,否则会导致图像变化时前面图像的残影滞留在屏幕上,但如此一来,就要求电子枪不断的反复“点亮”、“熄灭”荧光点,场频与图像内容的变化没有任何关系,即便屏幕上显示的是静止图像,电子枪也照常更新。
扫描频率过低会导致屏幕有明显的闪烁感,即稳定性差,容易造成眼睛疲劳。VESA组织于1997规定85Hz逐行扫描为无闪烁的标准场频。一般来讲,屏幕的刷新率要达到75HZ以上,人眼才不易感觉出,但长时间注视必然会让眼睛感到很累。
所以,屏幕的刷新率是越高越好,当前市场中,低、中端指标产品垂直扫描频率为50~150Hz,而高端指标产品的垂直扫描频率在50-160Hz,如EMC 797的垂直扫描频率就为50-160Hz。
前面所讲的“场频”的概念是为下面“带宽”概念打基础的,带宽指的是什么了?带宽是指每秒钟所扫描的图像频点的总和,也就是每秒钟电子枪扫描过的总像素数,它等于“水平分辨率×垂直分辨率×场频(画面刷新次数)”,带宽采用的单位为MHz(兆赫)。
带宽代表的是显示器的一个综合指标,也是衡量一台显示器好坏的重要指标,因此它是显示器最基本的频率特性,它决定着一台显示器可以处理的信息范围,就是指电路工作的频率范围。显示器工作频率范围在电路设计时就已定死了,主要由高频放大部分元件的特性决定,但高频电路的设计相对困难,成本也高且会产生辐射。
高频处理能力越好,带宽能处理的频率越高,图像也更好。每种分辨率都对应着一个最小可接受的带宽,但如果带宽小于该分辨率的可接受数值,显示出来的图像会因损失和失真而模糊不清。
显示器:
显示器(display)通常也被称为监视器。显示器是属于电脑的I/O设备,即输入输出设备。它是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。
根据制造材料的不同,可分为:阴极射线管显示器(CRT),等离子显示器PDP,液晶显示器LCD等等。
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电脑成像是指通过图像传感器、光电转换器和图像生成器等技术,将物体的图像信息转化为可被计算机识别、处理和存储的数字模拟信号,以成像的方式在电脑屏幕上呈现。其原理如下:
1. 手机或摄像头获取光信号:光从物体反射出来,被手机或摄像头中的镜头折射,进入内部的传感器芯片。
2. 图像传感器将光信号转换为电信号:传感器芯片中的感光元件将光转换为电信号,这个电信号被称为图像信号。
3. 图像信号被处理并存储:电信号将被电路处理,数字化,并存储在存储器中,以备在后续过程中处理和显示。
4. 图像生成器将数字图像信号转换为显示信号:电子图像信号被传送到图像生成器,图像生成器将数字信号转换为可被显示器显示的模拟信号。
5. 显示器将信号转换为可视图像:模拟图像信号被送往显示器中,显示器将信号转换成人眼可见的图像,从而呈现出清晰的图像。
总体而言,电脑成像的原理就是通过物体的光学图像和感光元件的电信号处理,最终将数字信号转化为模拟信号,并呈现在电脑屏幕上,从而实现图像的获取、存储和显示。
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电脑成像是通过数码相机或者摄像头获取图像信息并传输到电脑,再通过相应的软件进行处理和显示的过程。
一般来说,计算机成像的原理有以下几个步骤:
光学传感器获取图像
图像处理
数据传输
显示与输出
计算机成像的第一步是通过光学传感器获取图像。在数码相机或者电脑摄像头中,通常采用的是 CMOS 或 CCD 光学传感器。这些传感器能够接收到光线,并将其转化为电信号,用于后续的数字处理和成像。
图像处理是计算机成像的重要步骤。在数码相机或者摄像头中,图像处理是由内置的图像处理芯片完成的。而在电脑中,则需要使用相应的软件对图像进行处理,包括去噪、增强、色彩校正等操作。
数据传输是指将处理后的图像传输到计算机中。在数码相机或者摄像头中,数据传输通常通过 USB 或无线传输实现。而在电脑中,则可以通过 USB 线缆或无线网卡等方式进行数据传输。
最后,已经经过处理的图像会显示在电脑屏幕上。这一步通常需要使用相应的播放器或者图片查看器等软件。此外,计算机成像还可以通过打印机等设备进行输出,以实现纸质文档、图片等的生成。
以上是计算机成像的主要原理和步骤,根据不同的设备和应用场景,具体的细节可能有所不同,但整个过程的基本原理是相似的。
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电脑成像是指通过计算机将图像信号转换为可视化的图像或视频。这一过程涉及到图像采集、信号处理、图像显示等多个步骤。
首先,图像采集是将现实世界中的光信号转换为电信号的过程。常见的图像采集设备包括摄像头、扫描仪等,它们使用光敏元件(如CCD或CMOS)将光信号转换为电压信号。
接下来,采集到的电信号经过模数转换(Analog-to-Digital Conversion,ADC)转换为数字信号,以便计算机进行处理。这一步骤将连续的电压信号转换为离散的数字信号。
然后,图像信号进入计算机进行信号处理。这包括对图像进行滤波、增强、去噪等处理,以及图像分析、特征提取等算法的应用。
最后,处理后的图像信号通过显示器或打印机等输出设备转换为可视化的图像或打印出来。显示器将数字信号转换为光信号,通过像素点的亮度和颜色来还原图像。
总的来说,电脑成像是通过将光信号转换为电信号,经过数字化处理后再转换为可视化的图像,从而实现图像的获取、处理和显示。