＞ 基于FPGA的图像增强技术研究基于FPGA的图像增强技术研究已有 446170个资源编辑推荐相关资源下载专区上传者其他资源FPGA/CPLD热门资源本周本月全部文档信息资源大小：1.44MB上 传 者： （） 上传日期：资源类型：应用文档资源积分：1分评
论：下载次数：3参与讨论：标&&&&签：分&&&&享：下载资源需要，并消耗一定的积分文档简介图像增强技术是数字图像处理领域中的一项重要内容，随着数字图像处理应用领域的不断扩大，快速、实时图像处理技术成为研究的热点。超大规模集成电路技术的飞速发展为数字图像实时处理技术提供了硬件基础，尤其是FPGA(Field&Programmable&Gate&Array，现场可编程门阵列)凭借其高速并行、可重配置的架构和基于查找表的独特结构等优点使得在数字信号处理领域的应用持续上升。国内外，越来越多的实时图像处理应用逐渐转向FPGA平台。&本文基于FPGA的图像增强技术研究主要是针对空间域方法，这种方法是指在空间域内直接对像素灰度值进行运算处理，算法简单并且存在并行性，非常适合于用硬件实现。FPGA可以灵活地实现并行、实时处理图像数据，正是利用这一特点，本文提出了一种基于FPGA的图像增强处理系统设计。该系统采用SOPC技术，完成图像增强处理。文中给出了系统设计思路，并分析了该系统的结构及功能实现，说明了系统实现过程。其硬件平台的核心部分是Altera公司Stratix系列的．FPGA&EPlS40芯片，采用自顶向下的设计方法构造图像增强处理功能模块，利用硬件描述语言vHDL对图像增强模块进行电路描述，并进行设计优化、仿真，在生成系统配置文件后加载到FPGA上进行板级调试。完成了基于FPGA的图像增强算法模块的设计，重点设计实现了点运算增强处理模块、中值滤波器模块，并对中值滤波器进行了改进设计实现，采用FPGA完成了对图像增强算法的硬件加速。相关帖子FAQ&&&&Q.为什么我点的下载下不了,但积分却被扣了A.由于下载人数众多,下载服务器做了并发的限制。若发现下载不了,请稍后再试,多次下载是不会重复扣分的。Q.我已经登录过账号，为什么还一直提示要求登录A.出现这种情况是浏览器缓存问题，建议清理浏览器缓存后重启浏览器重新登录下载资源意味着您已经同意遵守以下协议1. 资源的所有权益归上传用户所有2. 未经权益所有人同意，不得将资源中的内容挪作商业或盈利用途3. EEWORLD下载频道仅提供交流平台，并不能对任何下载资源负责4. 下载资源中如有侵权或不适当内容，请5. 本站不保证本站提供的资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。大学堂最新课程若举报审核通过，可奖励2下载分举报人：被举报人：crazyjackson举报的资源分：1* 类型：请选择类型资源无法下载资源分类不正确资源无法使用标题与实际内容不符含有危害国家安全内容含有反动色情等内容含广告内容版权问题，侵犯个人或公司的版权其他* 详细原因：回到顶部EEWORLD下载中心所有资源均来自网友分享，如有侵权，请发送举报邮件到客服邮箱bbs_.cn 或通过站内短信息或QQ：联系管理员 高进，我们会尽快处理。图像处理方法
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图像处理方法资料下载
。可以说，FPGA是数字信号处理的一次重大变革。 算法是图像处理应用的灵魂，是硬件得以发挥其强大功能的根本。”共轭变换”图像处理方法是一种新型的图像处理算法，由郑智捷博士上个世纪90年代初提出。这种算法使用基元形状(meta-shape)技术，而这种技术的特征正好具备几何与拓扑的双重特性，使得大量不同的基于形态的灰度图像处理滤波器可用这种方法实现。该种算法在空域进行图像处理，无需进行大量复杂...
根据视频监控系统在实际运用中出现的噪声类型多样化的情况，我们设计了一种基于反馈理论的图像处理效果控制模块。该模块能通过对处理后图像峰值信噪比（PSNR）的分析，控制FPGA对下一幅图像的噪声采用更有针对性的图像处理方法。...
& 本篇论文就针对&共轭变换&图像处理方法在微光图像处理领域的应用，就如何在FPGA上实现&共轭变换&图像处理方法展开研究。首先在Matlab环境下，对常用的图像增强算法和&共轭变换&图像处理方法进行了比较，并且在设计制作&FPGA视频处理开发平台&的基础上，用VHDL实现了&rdquo...
本文研究特种LCD的图像处理方法和FPGA实现方案，并研制出基于FPGA的若干实际应用系统，有效地解决目前存在的问题。本文主要研究内容为：　　(1)给出一种基于彩色空间变换的色彩调整方法，在YCrCb空间内实现亮度和色度分离，避免了RGB空间两者同时变化造成偏色和失真的现象，并在FPGA内采用流水线结构改进3阶矩阵运算的逻辑结构，节省出2/3的逻辑资源，提高了模块的最高运行速度。　　(2)研究...
本文介绍了一种新型的森林火灾监测系统，着重对其图像处理方法进行了研究。该系统采用红外成像技术、数字图像处理技术、无线通信技术、计算机控制技术对现场数据进行快速处理，具有很好的实时性，对森林火灾的预防与及时扑救起到了很重要作用。【关键字】林火监测 红外成像 数字图像处理 远程监控我国目前的林火监测以了望台为主，巡航飞机和卫星测报为辅。了望台通过用肉眼观察烟雾来发现...
介： 纹理图像分割将原始纹理图像分割成一系列不互相交叠的图像子区域,每个区域都具有相同的纹理特性。纹理图像分割一直是图像分割问题中比较困难的研究问题。和许多基于纹理分析和纹理建模的纹理分割方法不同，本文利用了偏微分方程的多尺度图像分析和处理方法，从图像滤波的角度入手，结合图像分割方法，给出了一种性能良好的无监督的纹理图像分割方法。论文首先介绍和分析了基于偏微分方程的图像处理方法和其原理...
元素的尺寸和形状都有关系，构造不同的结构元素，便可完成不同的图像分析，得到不同的分析结果。形态学方法比其他空域或频域图像处理和分析方法具有一些明显的优势，它不像微分算法对噪声敏感，同时提取的边缘也比较平滑，易于用并行处理方法有效地实现，从而提高处理速度，而且硬件实现容易。因而，将数学形态学用于边缘检测，既能有效地滤除噪声，又可保留图像中的原有细节信息[1][2]。经典的形态学边缘检测算子[3]虽能...
本文研究了一种基于TMS320C5402 芯片的数字图像处理硬件系统，并使用VB 进行可视化的处理。在该图像处理系统中，利用DSP 上的键盘模块将各种图像处理方法结合起来，利用DSP 串口和PC 机进行图像数据的传输，并且利用VB 显示处理前后的图像。该系统的设计与实现，为以后进行基于DSP 的数字图像处理独立系统的设计提供了一种新思路。关键词：数字信号处理；TMS320VC5402 芯片...
的算法实现轨道车辆辅助导航的应用。即在车辆导航中，利用图像采集设备获取轨道沿边的一系列自然景象，并经过数字图像处理得到特征信息存为基准特征库。 然后， 当携带相应采集设备的车辆路过预定范围时，实时采集图像进行处理及取得特征并与特征信息库里的特征比较，定位到具体的位置。位置参数送到主导航系统后，经过系统计算即可修正误差，使轨道车辆得到稳定导航。 本文研究的主要内容在于图像处理方法和匹配方法能否快速...
& 本论文主要是围绕微光与红外视频融合系统的图像处理器的研究进行的。从基础理论入手，在介绍国内外融合系统发展概况的基础上，分析了微光图像和红外图像的来源和特点，介绍了几种常用的图像预处理方法、融合算法和图像评估方法，为系统设计提供了理论指导。使用MATLAB仿真，选择了合适的算法应用于图像融合系统。采用TI公司的TMS320DM642芯片设计研发了融合系统，简单介绍了硬件部分的各个模块...
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基于MATLAB图像滤波器
1、相关定义
1.1、图像梯度的定义
我们定义 8 个方向上的梯度,分别是 x 正负方向,y 正负方向,主对角线正负方向, 次对角线正负方向,和8个方向的滤波掩膜方向相对应。定义如下(其中图像函数为s(x, y)): 1 s x( x , y ) s ( x 1, y i ) s ( x 1, y i) (4.6) i 1 1 s y( x , y ) s ( x i , y 1) s ( x i , y 1) (4.7) i 1 s main( x , y ) s ( x 1, y 1) s ( x 1, y 1) s ( x 1, y) s ( x , y 1) s ( x , y 1) s ( x 1, y)(4.8) 29 广西民族大学硕士学位论文 第四章 引入侧抑制原理的分数阶图像增强 s sub( x , y ) s ( x 1, y 1) s ( x 1, y 1) s ( x 1, y) s ( x , y 1) s ( x , y 1) s ( x 1, y)(4.9) 梯度值的正负表示梯度的方向。
1.2、基于侧抑制原理的图像增强模板的定义
为克服分数阶微分的方向与滤波图像灰度特征不一致这一缺点,充分利用侧抑制原 理,达到更好的滤波效果,首先我们定义另外六个方向上的分数阶掩膜,然后考虑图像自 己本身的特征,通过计算梯度信息,来做出判断,并使用不同的分数阶掩膜进行滤波。 首先定义出主对角线方向上和次对角线方向上的分数阶微分掩膜,如图 4.6 所示。它 们和图 4.2 构成了 4 个方向上的掩膜,分别称为 x 正方向,y 正方向,主对角正方向,次 对角正方向上的掩膜。然后对这 4 个掩膜分别进行 180°旋转,就可以得到 x 负方向,y 负方向,主对角负方向,次对角负方向上的掩膜。这样我们就得出了 8 个方向上的掩膜, 它们是对图像进行增强时滤波的基础。 v 2 v20 0 0 0v2 v 2 0 v0 0 v0 0 0 1 1 0 0 图 4.6 主对角方向和次对角方向上的掩膜
1.3、频率域图像增强概念
数字图像处理中,在空间域处理某些数字图像的问题时,会比较困难,甚至无法处 理,在频率域下处理的时候,同样的问题用不同的描述方式是和空间域的表示是等价的, 但由于描述方式不同,以前空间域上很难处理的问题在频率域上就可能变得容易[14]。 傅里叶的贡献是指出任何周期函数都可以表示为不同频率的正弦和(或)余弦和的 形式,每个正弦和(或)余弦乘以不同的傅里叶级数,无论函数多么复杂,只要它是周 期的,并且满足某些数学条件,都可以用这样的和来表示。甚至非周期的函数也可以用 正弦和(或)余弦乘以加权函数的积分来表示,这种情况通过傅里叶反过程来重建,不 丢失任何信息。它可以使我们工作于"频率域",而且在转换回函数的原始域时不丢失 任何信息,数字图像处理中所用的傅里叶变换属于快速傅里叶变换 FFT。
1.4、自定义参数实现
此功能的目的在于用户可以在弹出的对话框中,输入任意自定义的参数来实 现相关处理的操作。MATLAB 的 GUI 平台就提供这样的一个函数来实现此功能。 其函数调用格式为 answer = inputdlg(prompt,title,n lines,def) 其中,answer 为一个字符串单元数组,用于储存用户输入的字符串或字符数; prompt 为提示字符串,title 为对话框的标题;n lines 为用户输入的最大行数,def 为默认的输入字符串,维数与 prompt 相同。例如,要实现上面提到的 butterworth 滤波器参数设置的对话框可以用下面的这段代码。运行结果如图 2-3 所示 prompt={‘阶数:’,’截止频率:’}; def={'2','5'}; answer=inputdlg(prompt,'请输入:',1,def); 图 2-3 输入对话框 这里需要注意的是 answer 里存储的只是字符串或者字符数,不是所要的数 字,而且还要获取相对应的位置的数字。为实现这部分功能只需在上面程序的基 础上添加一下代码。 If~isempty(answer) a = str2num(answer{1}); b = str2num(answer{2}); end 11 在上面的代码中,首先判断 answer 里存放的字符串或字符数是否为空,不 为空则将 answer 里第一个位置的字符串或字符数转换为数字形式,然后赋值给 a, 这里的 a 则对应阶数中所输入的数字,同样地方式可以得到 b 的值,也就是截止 频率输入的数值。 这样对于有任意个参数需要设定输入的图像处理方法,都可以使用此方法都 解决。 在解决了这 2 个关键点的前提下,就可以比较容易的编写回调函数了,系统 的设计有也就相对简单了,当然,回调函数中最重要的还是相关技术的算法的编 写。 12 第 3 章数字图像类型及空间转换的实现 在人们的日常生活生产中,接触最多的是现实中的实物,这些实物多数都是 模拟图像,模拟图像是不能通过计算机进行处理的,计算机只能处理数字信息, 因此,在处理这些模拟图像前必须要将其数字化,转换成适合计算机处理的数字 形式。在本文中,如无特别说明,文中的图像均指数字图像。数字图像存在着很 多不同的类型,在处理图像前,有时必须要转换成的所需类型或者处理技术所支 持的图像类型。如果想使图像表示出丰富多彩的颜色信息,就要用到各种颜色模 型[15],如:RGB、HSV、CMY、Lab 等。这里,介绍图像类型之间的相互转换 和颜色空间转换的实现。
1.5、指纹识别的基本概念
由于世上独一无二的指纹能够在人的一生中都不发生改变以及其方便采集的特性, 使它渐渐成为了生物识别的代表。人类指纹的一般特点是一样的,但是他们在许多枝节 方面却有可能不同。一般特性通常是说用肉眼可以直接看到的那些特征,这其中包含基 本的指纹线路图型、中心点、三角区域、模式区间以及式样线和纹路数量等。基本纹路 图案有环型、弓型、螺旋型。 环形 弓形 螺旋形 图 2.1 指纹的纹形 我们把手指表皮上突起的纹路叫做指纹。这些纹线按照一定的规律排列成各种各样 的纹型。而纹线的起始点、终结点、分叉点以及结合点也构成了手指表面皮肤纹线的细 节特征。这些指纹特征点可用以下 4 种特性来描述。 (1)方位:通过坐标的位置来描述特征点的方位。 (2)方向:指纹特征点所处的部分脊线的方向。 (3)类别:有几种典型的特征点:终端点、叉开点、分歧点、独立点、环点、短 纹等。 (4)脊线:脊线与特征点之间相互对应。用采样点来表示与特征点相对的脊线。 用距离 di 来表示采样点和相应的特征点之间的距离,并且用 ai 来表示连接此点和相应 特征点的直线与相应特征点方向夹角的角度[12]。
1.6、共模滤波器的概念
本节主要介绍共模滤波器[18][19]的应用背景、基本原理、分类以及主要性能参数。 对共模滤波器进行一个初步的介绍。 4.1.1 共模滤波器的应用背景 随着电子技术的发展,电子系统应用以及数据存储对于高速电子器件的需求越来 越大。而一些不必要的电磁辐射以及寄生效应,与数据传输率及工作频率同步增长。 在高速信号传输中,保持信号的完整性是非常必要的,电缆和数据设备接口所引入的 放射噪声甚至会影响到整个系统的性能。 最早使用的静噪元件是铁氧体磁珠,目前还在对噪声要求较低的系统中使用,并 且只能用于单端信号。铁氧体磁珠一般用来抑制较低频率的射频噪声,其等效作用如 下:对于有用的非杂乱信号,相当于在输入端口加入一个较低的电阻以允许有用信号 通过;对于无用的杂乱信号,相当于在输入端口加入一个较大的电阻以阻止信号通过。 然而,在较高的使用频率下,铁氧体磁珠不仅会对噪声造成衰减,同时对于有用信号 也会有较大的损耗。因此在射频频段,铁氧体不是理想的选择方案。 随着高速数据通信的发展,差分信号被应用得越来越广泛 (比:IEEE1394,USB2.0,Gigabit Ethernet,等等)。当两路信号幅度相等、相位相差 180 度时,两路信号将产生相互的影响,这两路信号就是熟知的差分或平衡信号。在原则 上来说,通过这种对称电路结构,可以使在差分电路中存在的共模噪声被消除。基于 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 40 这个原因,差分电路能更好地抑制噪声,近年来随着数据传输率越来越高,差分电路 将获得更加广泛的应用。 尽管理想的差分信号线可以用来增大器件对于噪声环境的适应,但在源、负载或 者是信号通路中,由于两路信号传输时的不一致将引入共模电流。这种电流将沿同样 的方向在差分线上面传导,在高频时成为形成噪声的主要因素。因此需要考虑减少这 种共模电流,以使电子系统符合不同的 EMC 标准。 因此,需要考虑在电子系统的接口部分引入能消除共模噪声的滤波器,以去除有 用信号中的噪声,同时又对通带中引入的插入损耗较小。 4.1.2 共模滤波器的基本原理 共模原形扼流圈[20][21]是用来减少共模电流最普遍的器件之一,如图为其基本结构 及等效电路图。这种扼流圈世纪上是一个电压比为 1:1 的变压器,由一对线圈缠绕 在一个共模铁氧体圆环上面组成。差模电流通过线圈时,幅度相同,方向相反;共模 电流通过线圈,幅度相同,方向相同。如果线圈是对称的,所有的磁通量都在磁芯中, 并且流过两个相邻线圈的互感量 M 和其中一个线圈的自感量 L 相等。在这样的理想 条件下,当差模电流从不同的方向流过两个相邻的线圈,其效果将表现为自感 L 和互 感 M 的相减,有用的信号将顺利地通过线圈,仅仅会因为欧姆电阻和磁芯材料产生 一些损耗。当共模信号通过线圈时,磁通量将增加,磁耦合电感将叠加而变为 L+M=2L,共模信号将会因此被扼制。 图 4.1 共模滤波器原理 使共模扼流圈有效的条件是使高的磁导率使得自电感和互电感相等。高磁导率的 磁芯将会在磁芯内集中更多的磁通量,以及减少泄露的磁通量。然而,这种扼流圈在 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 41 高频的条件下并不能有效地起作用。铁氧体的磁导率在几 MHz 以上将会迅速地减小。 在较高的频率下,磁通量将会向空气中泄露,并且耦合效率将会减小。 4.1.3 共模滤波器的分类 1、绕线式共模滤波器 绕线式滤波器[22]结构如图 4.2 所示,中间为磁芯,两股金属线圈同向绕在上面。 绕线式滤波器的电性能较好,但成本较高,不适合于大规模为电子产品使用。且对使 用环境要求比其他器件高。 磁芯 线圈 图 4.2 绕线式结构内部图 当频率达到 GHz 的水平时,磁导率有较大衰减,高的材料损耗将使铁氧体扼流圈 不再能正常的工作。更为严重的是,波长变短到可以与器件的尺寸相比拟。因此,在 重复生产中,线圈和铁氧体材料较小的改变,都会使器件的性能发生较大的偏离。更 严重的是,圆环的尺寸将很难再减小,只能寄希望于开发多层结构,以及在工艺误差 和材料损耗方面大幅度的改进。 2、铁氧体双层式 铁氧体[23][24]式双层共模滤波器如图 4.3 所示,为现有使用较多的低端产品,使用 频率范围有限。优点是生产量可以很大,性能稳定。 铁氧体层 双层耦合 金属线圈 图 4.3 铁氧体双层式 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 42 由于铁氧体材料介电常数较高,为了满足共模滤波器的特性阻抗需求,其螺旋线 式的电感需要采用极小的线宽以及线间距,因此无法用普通的厚膜印刷工艺制作,一 般采用薄膜工艺或者精细厚膜工艺进行制作,生产成本大幅度上升。 3、LTCC 多层式 LTCC 多层式[25][26][27]采用多层电感结构,可以得到足够的电感量,使得器件可以 在更低频率使用。同时,介质材料为陶瓷,高频损耗很小。它根据工艺线的加工水平 高低,性能也会有较大的差异。此类共模滤波器将在后面重点讲述。 4.1.4 共模滤波器的主要性能参数 1、共模阻抗与差模阻抗 这两项指标是最常用的共模滤波器衡量指标,共模阻抗[28][29]表示滤波器是对共模 信号抑制作用的量化表示;差模阻抗是滤波器对差模信号的量化表示。为了抑制噪声, 而通过有用信号,一般希望差模阻抗越小越好,而共模阻抗越大越好。 共模阻抗:将两条扼流线圈并联之后,用电阻计测得的两端阻值。 差模阻抗:将两条扼流线圈串联之后,用电阻计测得的两端阻值。 图 4.4 为差、共模阻抗的测试方法。测试结果如图 4.5 所示,上面的曲线簇为共 模阻抗,下面的曲线簇为差模阻抗。 图 4.4 差、共模阻抗的测试方法 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 43 图 4.5 共模滤波器的差、共模阻抗 2、额定电压、额定电流、直流电阻 额定电压、额定电流是指共模滤波器的使用电压和电流,一般的贴片式共模扼流 圈额定电压为 5V,额定电流为 100mA 左右。 直流电阻代表在直流使用环境下使用所测得的电阻值,一定程度上代表了器件的 损耗。 3、眼图 如图 4.6 所示为用软件通过器件的 S 参数查看眼图[30][31]的方法。 图 4.6 共模滤波器的眼图测试方法 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 44 眼图测试系统由共模滤波器、信号源、噪声源、平衡—非平衡转换器(混合巴伦) 组成,通过信号源提供一对幅度相等、相位相差 180 度的等幅信号,而噪声信号提供 杂乱的噪声信号。两路信号同时输入混合巴伦,在时域条件下来观察其信号波形的变 化,如上图所示。 眼图主要用来查看滤波器在滤除噪声的同时,对有用信号完整性的影响。一般需 要两差分区域中间所夹的空白区域越大越好。即上图右下角的结果。 4、特性阻抗 特性阻抗是共模滤波器与外部电路的标准匹配阻抗值,当外部电路接入端和共模 滤波器的特性阻抗相等时,将会对信号造成最小的衰减及失真。特性阻抗一般由共模 滤波器采用的实现形式以及其内部结构参数决定,目前多采用 90Ω。
1.7、归一化低通原型滤波器的一般概念
集总元件归一化低通原型滤波器是现代网络综合法设计微波滤波器的基础 [22],在传统的滤波器设计中,已经形成了许多成熟的设计方案,典型地如 Butterworth 和 Chebyshev 滤波器原型,每种滤波器都有自己的一套准确的计算公 式,同时,也已制备了大量归一化的设计表格和曲线,为滤波器的设计和计算提 供了许多方便。各种低通、高通、带通、带阻微波滤波器,其传输特性大都是根 据此原型特性,应用频率变换法推导出来的。 图 4-1 给出了由集总电容和电感构成的低通滤波器原型电路,滤波器的元件 值为 g0,g1,g2, ,gn,gn+1,其中(b)是(a)的对偶形式,两种形式的响应相同 。 (a) (b) 图 4-1 低通滤波器原型电路 22 图 4-1 中各元件的物理意义如下: gk|k=1~n:串联电感或并联电容; g0: 若 g1=C1'(电容输入),则为信号源的电阻 R0'; 若 g1=L1'(电感输入),则为信号源的电导 G0'; gn+1:若 gn=Cn',则为负载电阻 Rn+1'; 若 gn=Ln',则为负载电导 Gn+1'。 采用这些规定,无论采用上述对偶电路的哪一种形式,导出的方程式形式是 完全相同的。 将串联电感和并联电容对 g0归一化,并将频率对 ω1'归一化,即令 g0=1,ω1' =1,从而可以得到不同响应下 gk|k=1~n的值。其它参数的滤波器可以通过下式由 归一化原型滤波器导出。 0 0 ( ) ' ' RR R =R ? 或 0 0 ( ) ' ' GG G =G ? 01 0 1 0 1 0 1 ( ) (' ) ' ( ) ( ' ) ' ' ' LR L G L R G ω ω = ?ω ? = ? ω ? 01 0 1 0 1 0 1 ( ) (' ) ' ( ) ( ' ) ' ' ' CR C G C R G ω ω = ?ω ? = ? ω ? 式中,R'、L'、C'、及 ω1'属于原型滤波器,因子 0 0 ( ) ' R R 反映了对原型滤波器内阻 的归一化关系, 1 1 (ωω' ) 反映了对原型滤波器截止频率的归一化关系。
1.8、滤波器的概念和类型
微波滤波器的功能就是来分隔频率,它对某一频率范围内的信号给以很小的 衰减,使这部分信号能顺利通过,因而滤波器特性可用其频率响应来描述,按其 特性的不同,可分成低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。图 4.1 显示了四种滤波器插入损耗与频率关系图。 38 基于 LTCC 技术的建模与应用研究 (a) 低通滤波器 (b) 高通滤波器 (c) 带通滤波器 (d) 带阻滤波器 图 4.1 四种滤波器的插入损耗与频率的关系图
1.9、图像的概念
绘画,比较多的是谈人文精神、批判精神、前卫意识 等,不太关注本身的语言形态。当代艺术的语言形态是什么?后现代主义 以来,对现代主义里面的形式主义批判得比较厉害,很容易把现代主义、 形式主义、前卫艺术作为批判的对象,好像到了后现代主义时期艺术主要 关注的是社会、题材、媒介等问题,形式的问题则过时了。实际上,形式 的问题仍然存在,只是不像早期现代主义那样对形式的关注集中在结构、 色彩、线条等绘画的语言形态上。而是关注艺术作品的呈现方式,在呈现 方式中图像是比较重要的问题。 图像是当代架上绘画的形式问题之一。在谈这个问题之前,先把图像 的概念清理一下。图像是什么意思,可以说是人造的视觉产品。帕诺夫斯 基说过:"艺术作品是要求人们进行审美体验的人造物品。"从美术史学 的历史上,本来只有绘画、雕塑、建筑才作为美术史的研究对象。到 19 世纪下半叶,美术史作为一门学科建立起来的时候,美术史的对象已极大 地扩展。由于考古学、人类学、人种学等学科的发展,原来认为不能作为 美术史的对象的东西,但包含了人的审美意识,要求人们进行审美体验的 物品,也应该作为艺术的产品,当然也成为美术史的对象。比如说,一个 原始时代的打制石器,其功能是狩猎,但碰巧赶上一个审美感受很好的猎 人,他在制作这个石斧的时候,总是会把自己的审美感受投射在他的对象 上,他做的石斧就可能会比别人做更好看一些。打制石器具有美的造型, 也就进入了美的视野,成为美术史的研究对象。从这个原理来看,人造的 视觉产品与艺术有非常密切的联系,纯粹具有生产功能或物理功能的人造 产品不属于视觉产品的范畴。只有在某种程度上要求进行审美体验的产品 才能作为人造的视觉产品。当然,就图像而言,它又不包括三维的产品, ★1 易英 《公共图像与现代艺术》《现代艺术》杂志 2001 年第 01 期第 38 页4
1.10、关于图像的定义
e; image]在社会广泛意义上具有多种含义,其中最常见的定义 是指各种图形和影像的总称,也有着图像是绘制、摄制或印制的形象,是人对视 觉感知的物质再现的意思。付爱民在《现代图像学引论》中对于"图像"的概念 做了详尽的阐述;"后期图像学论著中表述"图像"的常用词是 image,image 的 几种主要词意可借以对理解图像学中"图像"概念设定的解释:①心像、印象, 指图形在观看者心中构成形象认知的心理过程。②塑像、肖像、圣像,也包含有 图形程式的意义,与 icon 同。③映像或翻版、复制、相似的形象,表明图像的传 播性能。④在心里对形象的描绘。"8所以西方词汇中的 Picture 的名词原意为图 画、照片、电影、映像等,指图像的具体物质性存在,但在使用过程中对其本意 的衍生也具有心像、形象、描写、叙述及相似形象的词意,因此 Picture 与图像 学中的 image 经常混用,但 picture 作为名词的衍生使用常常指称具体的实际形 象而停留在视觉图形的表象,但 image 的用法则要更抽象一些,大多用于对图像 心理范畴的探索论述,而不仅仅停留于针对视觉表象的意义上。 "图像"一词在中国的传统文献中也有所出现,大多是以绣像或具有一定图 示形式特征的宗教图像出现,其重要的意义在于辅助文化传播。南宋史学家郑樵 在《通志 略》针对图像在文化传播上的意义做了详尽的阐述:"图,至约也;书, 至博也。即图而求易,即书而求难。古之学者为学有要,置图于左,置书于右; 索象于图,索理于书。"9付爱民在引用这段文字来解释其中图像概念时将其阐述 3 为"‘图’具体指图形,‘像’则指隐藏在图形中的含义,是以"图"为媒介的形 而上的文化概念。"10 所以从以上对于"图像"的本义和引申意义上我们可以大致对与图像的基本 概念有所了解。而在图像的历史发展过程中或者从图像的获取方式上可以划分为 手绘图像时期和机械图像时期。在图像产生的初期,图像的获取方式基本是以手 绘来完成的,所以在这一时期绘画是作为承载图像的最重要的媒介。随着摄影技 术的产生,图像的获得方式越来越多,摄影图片,电视,电影等众多媒介都开始 成为了图像的获取方式。在社会科技高度发展的今天,随着计算机、互联网的产 生和数字采集技术的发展,图像的获取方式被进一步扩大。时至当下,绘画作为 图像的唯一承载的局面已经被完全打破。
1.11、Flash 电影的图像定义及存储
JPEG 是联合图像专家组英文首字母的字母组合,".jpg"或".jpeg"为 JPEG 文件后缀 名,联合图像专家组是在 ISO 标准下制定图像(静态)压缩标准的组委会,世界上第一套国 际图像(静态)压缩标准就是由该组委会制定完成的[14]。因为 JPEG 压缩标准技术非常先进, 在短短的几年时间里就获得了非常大的成功,在网络上和数码产品领域应用非常广泛,现 在网页上使用了 JPEG 压缩标准的图像占到整体的 85%[14]。JPEG 压缩标准支持 8 位和 24 位色彩的压缩位图,在网络和多媒体上应用十分广泛,是最流行的图像和图形文件格式。 图像文件格式最常用的是.jpeg/.jpg 这两种,这两种格式是由同一个软件开发联合会组织 制定的。.jpeg/.jpg 都是有损压缩文件格式,这种格式可以将图像压缩到非常小的储存空 间里,但是会丢失图像中重复或不重要的一部分资料,所以很容易破坏图像数据的完整性 [13]。在压缩比例很高的情况下,使用压缩后的图像恢复出来的图像的效果非常差,太高 的压缩比例会使图像失真,如果想要得到质量效果比较好的图像,不适宜使用太高的压缩 比例。然而 JPEG 压缩技术这种有损压缩方式的技术非常先进,它可以把冗余的图像数据 除掉,在压缩比例很高的情况下又可以得到质量效果比较好的图像,也就是说,可以用最 小的储存空间得到最好的图像质量效果[16]。 在 Flash 电影中,采用 DefineBits、JPEGTables、DefineBitsJPEG2、DefineBitsJPEG3 和 DefineBitsJPEG4 等标签来定义有损压缩格式(JPEG 压缩格式)的图像,采用 DefineBitsLossless、DefineBitsLossless2 标签来定义无损压缩格式(ZLIB 压缩格式)的图像 [40]。图像的定义标签及其说明如表 4-18 所示。 表 4-18 SWF 动画中的图像定义标签及其说明 标签名 编号 压缩算法 说明 DefineBits 6 JPEG 用来保存 JPEG 图像的压缩数据 JPEGTables 8 JPEG 用来定义 JPEG 图象的编码表 31 山东师范大学硕士学位论文 包含JPEG图像的压缩数据和JPEG图象的编码 DefineBitsJPEG2 21 JPEG 表,支持 JPEG、PNG、GIF89a 等图像格式 增加了颜色 alpha 通道数据,alpha 通道信息和 DefineBitsJPEG3 35 JPEG JPEG 分开编码,alpha 采用 ZLIB 存储 DefineBitsJPEG4 90 JPEG 增加了 deblocking(解块)参数 DefineBitsLossless 20 ZLIB ZLIB 无损压缩格式的 RGB 位图数据 在 DefineBitsLossless 基础上增加了 alpha 通道 DefineBitsLossless2 36 ZLIB 信息,包括 RGBA 或 ARGB 位图数据 在 Flash 电影文件中,DefineBits 标签和 JPEGTabels 标签共同完成一幅 JPEG 图像的 定义和存储,DefineBits 标签定义一个采用 JPEG 压缩的图像,仅包含 JPEG 压缩图像数 据,JPEGTabels 标签为所有 DefineBits 标签定义的 JPEG 图像定义 JPEG 编码表。同时, 一个 Flash 电影文件只能有一个 JPEGTables 标签,因此,所有 DefineBits 标签定义的图像 共享相同的编码表[42]。DefineBits 标签的存储结构及其说明如表 4-19 所示。JPEGTabels 标签的存储结构及其说明如表 4-20 所示。 表 4-19 DefineBits 标签的存储结构及其说明 字段 类型 说明 Header RECORDHEADER 标签头,标识标签类型,TagType=6 CharacterID UI16 图像对象的 ID 号 JPEGData UI8 压缩图像的数据 表 4-20 JPEGTabels 标签的存储结构及其说明 字段 类型 说明 Header RECORDHEADER 标签头,标识标签类型,TagType=8 JPEGData UI8 压缩图像的编码类型 DefineBitsJPEG2 标签用于定义采用 JPEG 压缩的位图,不同于 DefineBits,它既包含 JPEG 图像压缩数据,也包含 JPEG 编码表。DefineBitsJPEG2 标签允许在一个 Flash 电影 文件中定义采用不同编码的多种 JPEG 图像。DefineBitsJPEG3 标签用于定义一个 JPEG 压 缩图像,对 DefineBitsJPEG2 标签进行了扩展,增加了图像颜色的 alpha 通道数据,透明 度不是 JPEG 图象的标准特征,因此 alpha 通道信息与 JPEG 图像的数据分开编码存储[41]。 DefineBitsJPEG2 标签的存储结构及其说明如表 4-21 所示。DefineBitsJPEG3 标签的存储 32 山东师范大学硕士学位论文 结构及其说明如表 4-22 所示。 表 4-21 DefineBitsJPEG2 标签的存储结构及其说明 字段 类型 说明 Header RECORDHEADER 标签头,标识标签类型,TagType=21 CharacterID UI16 图像对象的 ID 号 JPEGData UI8 压缩图像的数据 表 4-22 DefineBitsJPEG3 标签的存储结构及其说明 字段 类型 说明 Header RECORDHEADER 标签头,标识标签类型,TagType=35 CharacterID UI16 图像对象的 ID 号 AlphaDataOffset UI32 alpha 数据的偏移量 ImageData UI8[data size] 压缩图像的数据 BitmapAlphaData UI8[alpha data size] 不透明度数据数组,采用 ZLIB 压缩 在 Flash 电影文件中,DefineBitsLossless 标签用来定义无损压缩图像,包含采用 ZLIB 压缩的 RGB 图像数据,支持两类图像:Colormapped 图像定义了一个包含 256 中颜色的 调色板,每一个代表 24 位 RGB 值,然后采用 8 位像素值来索引调色板;Direct 图像采用 15 位或 24 位存储实际的像素颜色值。DefineBitsLossless2 标签对 DefineBitsLossless 标签 进行了扩展,支持 alpha 值即透明度,Colormapped 图像的调色板颜色采用 RGBA 值定义, Direct 图像每个像素 32 位 ARGB 颜色值,15 为颜色深度不可用。DefineBitsLossless 标签 的存储结构及其说明如表 4-23 所示。DefineBitsLossless2 标签的存储结构及其说明如表 4-24 所示。 表 4-23 DefineBitsLossless 标签的存储结构及其说明 字段 类型 说明 Header RECORDHEADER 标签头,标识标签类型,TagType=20 CharacterID UI16 图像对象的 ID 号 33 山东师范大学硕士学位论文 BitmapFormat UI8 图像格式 BitmapWidth UI16 图像的宽度 BitmapHeight UI16 图像的高度 BitmapColorTableSize UI8 图像颜色表大小,比实际颜色数少 1 COLORMAPDATA 或 ZlibBitmapDataZLIB 压缩图像数据 BITMAPDATA 表 4-24 DefineBitsLossless2 标签的存储结构及其说明 字段 类型 说明 Header RECORDHEADER 标签头,标识标签类型,TagType=36 CharacterID UI16 图像对象的 ID 号 图像格式,3 代表 colormapped 图像, BitmapFormat UI8 5 代表 ARGB 图像 BitmapWidth UI16 图像的宽度 BitmapHeight UI16 图像的高度 BitmapColorTableSize UI8 图像颜色表大小,比实际颜色数少 1 ALPHACOLORMAPDATA ZlibBitmapDataZLIB 压缩图像数据 或 ALPHABITMAPDATA
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