一種計算機圖像處理設備的製作方法
2024-03-03 11:38:15 1
本發明屬於圖像處理技術領域，尤其涉及一種計算機圖像處理設備。
背景技術：
目前，頭戴式計算機(Headset Computer)是一種體積微小、結構緊湊、方便攜帶的微型計算機，採用位於人眼前方的微顯示屏作為顯示器，可像佩戴眼鏡一樣戴在頭部，讓使用者在獲取信息的同時，能用雙手進行其它操作而不受限制，在軍事、醫療、工業、娛樂等領域具有廣闊應用前景。申請號201220684588.3本發明涉及一種具有頭部動作感應人機互動方式的頭戴式計算機，屬於計算機技術領域。包括應用處理器、顯示驅動器、微顯示屏、數模轉換器、耳機、音頻編碼器、傳聲器，還包括一個由透鏡、圖像傳感器和圖像處理器組成的頭部姿態測量裝置包括。應用處理器分別與顯示驅動器、數模轉換器、音頻編碼器和圖像處理器相連接，微顯示屏與顯示驅動器相連接，透鏡放置在圖像傳感器的前面，圖像傳感器與圖像處理器相連接，耳機與數模轉換器相連接，傳聲器與音頻編碼器相連接。本頭戴式計算機可實時檢測頭部姿態動作，動作感應靈敏度高，屏幕光標移動與頭部運動同步，沒有光標移動滯後問題。同時，本計算機具有系統結構簡單、可靠且易於實施的優點。
但是計算機圖像處理系統存在處理器的處理速度較慢，傳統計算機只有一個屏幕進行操作，不支持多人同時對一個電腦操作，降低了工作效率。
技術實現要素：
本發明為解決現有計算機圖像處理系統存在處理器的處理速度較慢，傳統計算機只有一個屏幕進行操作，不支持多人同時對一個電腦操作，降低了工作效率的技術問題而提供一種結構簡單、安裝使用方便、提高工作效率的計算機圖像處理設備。
本發明為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是：
本發明的計算機圖像處理方法，通過以下方法進行圖像處理：
步驟一、獲取原始圖像以及原始圖像加入環境光底色後的降質圖像，獲取所述原始圖像和降質圖像的色度差異以及利用所述色度差異對所述原始圖像進行色度補償以得到補償後圖像；
步驟二、對該補償後圖像數據進行校正獲得校正數據，對校正數據進行除噪處理獲得除噪數據，對除噪數據進行重排獲得重排數據，對重排數據進行卷積獲得卷積數據；
步驟三、選取校正後的補償圖像，在糾正區域中分別標註對應的第一同名點，第二同名點，……第n同名點，所述第一同名點位於待糾正的第一圖像，第二同名點位於待糾正的第二圖像，......第n同名點位於待糾正的第n圖像；
步驟四、在糾正區域選擇與第一同名點，第二同名點，……第n同名點的距離符合預設要求的點作為基準點，將第一同名點，第二同名點，……第n同名點以基準點為原點糾正到需要的位置，將第一圖像，第二圖像，……第n圖像拼接在一起；
步驟五、接收拼接後的多個圖像，從多個圖像中定義供處理的一組圖像，使該組圖像內的至少一個成分對齊，通過對一個或者更多個圖像進行剪裁、調整大小和旋轉來變換經過對齊的圖像中的一個或者更多個以產生一系列經過變換的圖像；
步驟六、生成經過變換的圖像的數據矩陣，並對數據矩陣進行中心化或標準化，計算中心化或標準化後的所述數據矩陣的方差矩陣，將方差矩陣的特徵多項式轉換為高次特徵多項式；
步驟七、判斷高次特徵多項式的根的個數，根據根的個數及預設的初始解，對所述高次特徵多項式進行迭代求解，當迭代求解獲得的根的個數剩餘四個時，根據當前迭代求解獲得的特徵多項式的數學表達式計算剩餘的四個根，輸出所有特徵根，根據所述特徵根計算特徵向量，根據特徵向量獲得變換矩陣，將變換矩陣乘以數據矩陣得到壓縮後的圖像；
步驟八、多路處理器通過數據矩陣獲取不同的壓縮後的圖像並解壓，對解壓後的圖像進行多層小波分解，以獲得對應的多層小波係數，根據多層小波係數的總數和每層小波係數對應的層序數，確定每層小波係數對應的噪聲閾值；
步驟九、利用基於所述多層小波係數對應的多個噪聲閾值的小波閾值去噪函數，對所述多層小波係數進行去噪處理，利用去噪處理後的多層小波係數重構對應的原始圖像；
步驟十、接收使用者發送的圖像請求，所述圖像請求中包括請求的圖像的同名點標識，根據所述圖像的同名點標識獲取圖像根，並將圖像根返回給使用者。
進一步，所述確定每層小波係數對應的噪聲閾值的步驟包括：
根據如下公式確定每層小波係數對應的噪聲閾值：
其中，g為含噪圖像的小波係數的總數，k為對應的分解層序數，λk為對含噪圖像進行g層小波分解後第k層的噪聲閾值；
δk＝median(|(wpq)k|)/0.6745；
(wpq)k表示小波分解後第k層的水平，垂直，對角線方向上的高頻係數。
進一步，根據下式對所述數據矩陣進行標準化：
式中：
得到：
A＝(Aij)m×n；
m為數據矩陣的行數，n為數據矩陣的列數，i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,n；Xij為數據矩陣中第i行第j列的數據。
進一步，所述計算機圖像處理設備設置有圖像傳感器和應用處理器，所述圖像傳感器和應用處理器之間安裝有多屏幕計算機；所述像處理的多屏幕計算機內部安裝有多路處理器。
進一步，所述多屏幕計算機設置有行動裝置端，所述行動裝置端設置有多個，均與所述主機箱連接，每個所述行動裝置端均設置有所述攝像頭，所述顯示屏設置在所述行動裝置端的表面，所述行動裝置端內部設置有所述無線傳輸裝置，所述移動端處理裝置，所述移動端圖像處理裝置和所述電源，所述主機箱正面設置有所述驅動器，所述數據連接盒設置在所述驅動器下方，所述數據連接盒內部設置有所述USB埠、所述耳機孔和所述耳麥孔，所述開機鍵和所述重啟鍵設置在所述數據連接盒下方，所述聲音控制模塊、所述主處理裝置、所述數據傳輸裝置、所述主存儲裝置、所述散熱裝置和所述網絡傳輸裝置設置在所述主機箱內部。
進一步，所述多路處理器包括：
四非門輸入電路的信號輸入端與多路監控視頻信號輸出端連接；
所述四非門輸入電路的信號輸出端與單片機處理器電路的信號輸入端連接；
所述單片機處理器電路的信號輸出端與運算放大器電路的信號輸入端連接；
所述運算放大器電路的信號輸出端與控制電路輸入端連接；
所述控制電路的控制輸出端與所述單片機處理器電路的控制信號輸入端連接，所述單片機處理器電路的視頻圖像信號輸出端與計算機連接。
進一步，還設置有跳線插座，所述跳線插座為兩組，一組與正極連接，一組與負極連接，連接負極的跳線插座的三個埠分別並聯有第三電阻、第四電阻和第五電阻。
進一步，所述多屏幕計算機進一步包括中央處理器；
所述中央處理器與圖像噪聲處理模塊連接，所述圖像噪聲處理模塊用於處理圖像採集過程中存在的噪聲幹擾，所述中央處理器與散熱模塊連接，所述散熱模塊用於降低圖像處理設備工作時所產生的熱量，所述中央處理器與存貯器連接，所述存儲器用於存貯計算機圖像處理設備處理好的圖像信息，所述中央處理器與邊緣檢測模塊連接，所述邊緣檢測模塊用於檢測預處理圖像的邊緣盲區的有效信息，所述中央處理器與圖像採集卡連接，所述圖像採集卡用於完成圖像識別前的準備工作，所述圖像採集卡與LED顯示器連接，所述LED顯示器用於展示圖像採集過程中的動態圖像，所述圖像採集卡與CCD攝像模塊連接，所述CCD攝像模塊用於攝取有效的圖像採集信息，所述中央處理器與圖像缺陷分析模塊連接，所述圖像缺陷分析模塊用於分析圖像處理過程中的樣品缺陷，所述圖像缺陷分析模塊與語音提示模塊連接，所述語音提示模塊用於提示操作人員待測樣品出現缺陷。
本發明通過在圖片上設置同名點，將多個圖像拼接在一起，多路處理器通過數據矩陣獲取不同的壓縮後的圖像並解壓，利用去噪處理後的多層小波係數重構對應的原始圖像，提高了圖像的傳輸速度，可實現多臺設備同時對多個圖像的獲取和處理，提高了工作效率。
附圖說明
圖1是本發明實施例提供的計算機圖像處理設備結構示意圖。
圖2是本發明實施例提供的多屏幕計算機結構示意圖。
圖3是本發明實施例提供的驅動器、數據連接盒和USB埠結構示意圖。
圖4是本發明實施例提供的多路處理器結構示意圖。
圖5是本發明實施例提供的中央處理器結構示意圖。
圖中：1、多屏幕計算機；1-1、行動裝置端；1-2、顯示屏；1-3、攝像頭；1-4、無線傳輸裝置；1-5、移動端處理裝置；1-6、移動端圖像處理裝置；1-7、電源；1-8、驅動器；1-9、數據連接盒；1-10、USB埠；1-11、耳機孔；1-12、耳麥孔；1-13、聲音控制模塊；1-14、開機鍵；1-15、主機箱；1-16、重啟鍵；1-17、主處理裝置；1-18、數據傳輸裝置；1-19、主存儲裝置；1-20、散熱裝置；1-21、網絡傳輸裝置；2、多路處理器；2-1、四非門輸入電路；2-2、單片機處理器電路；2-3、運算放大器電路；2-4、控制電路；2-5、跳線插座。
具體實施方式
為能進一步了解本發明的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，並配合附圖詳細說明如下。
下面結合附圖對本發明的結構作詳細的描述。
本發明的計算機圖像處理方法，通過以下方法進行圖像處理：
步驟一、獲取原始圖像以及原始圖像加入環境光底色後的降質圖像，獲取所述原始圖像和降質圖像的色度差異以及利用所述色度差異對所述原始圖像進行色度補償以得到補償後圖像；
步驟二、對該補償後圖像數據進行校正獲得校正數據，對校正數據進行除噪處理獲得除噪數據，對除噪數據進行重排獲得重排數據，對重排數據進行卷積獲得卷積數據；
步驟三、選取校正後的補償圖像，在糾正區域中分別標註對應的第一同名點，第二同名點，……第n同名點，所述第一同名點位於待糾正的第一圖像，第二同名點位於待糾正的第二圖像，......第n同名點位於待糾正的第n圖像；
步驟四、在糾正區域選擇與第一同名點，第二同名點，……第n同名點的距離符合預設要求的點作為基準點，將第一同名點，第二同名點，……第n同名點以基準點為原點糾正到需要的位置，將第一圖像，第二圖像，……第n圖像拼接在一起；
步驟五、接收拼接後的多個圖像，從多個圖像中定義供處理的一組圖像，使該組圖像內的至少一個成分對齊，通過對一個或者更多個圖像進行剪裁、調整大小和旋轉來變換經過對齊的圖像中的一個或者更多個以產生一系列經過變換的圖像；
步驟六、生成經過變換的圖像的數據矩陣，並對數據矩陣進行中心化或標準化，計算中心化或標準化後的所述數據矩陣的方差矩陣，將方差矩陣的特徵多項式轉換為高次特徵多項式；
步驟七、判斷高次特徵多項式的根的個數，根據根的個數及預設的初始解，對所述高次特徵多項式進行迭代求解，當迭代求解獲得的根的個數剩餘四個時，根據當前迭代求解獲得的特徵多項式的數學表達式計算剩餘的四個根，輸出所有特徵根，根據所述特徵根計算特徵向量，根據特徵向量獲得變換矩陣，將變換矩陣乘以數據矩陣得到壓縮後的圖像；
步驟八、多路處理器通過數據矩陣獲取不同的壓縮後的圖像並解壓，對解壓後的圖像進行多層小波分解，以獲得對應的多層小波係數，根據多層小波係數的總數和每層小波係數對應的層序數，確定每層小波係數對應的噪聲閾值；
步驟九、利用基於所述多層小波係數對應的多個噪聲閾值的小波閾值去噪函數，對所述多層小波係數進行去噪處理，利用去噪處理後的多層小波係數重構對應的原始圖像；
步驟十、接收使用者發送的圖像請求，所述圖像請求中包括請求的圖像的同名點標識，根據所述圖像的同名點標識獲取圖像根，並將圖像根返回給使用者。
進一步，所述確定每層小波係數對應的噪聲閾值的步驟包括：
根據如下公式確定每層小波係數對應的噪聲閾值：
其中，g為含噪圖像的小波係數的總數，k為對應的分解層序數，λk為對含噪圖像進行g層小波分解後第k層的噪聲閾值；
δk＝median(|wpq)k|)/0.6745；
(wpq)k表示小波分解後第k層的水平，垂直，對角線方向上的高頻係數。
進一步，根據下式對所述數據矩陣進行標準化：
式中：
得到：
A＝(Aij)m×n；
m為數據矩陣的行數，n為數據矩陣的列數，i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,n；Xij為數據矩陣中第i行第j列的數據。
如圖1所示，本發明實施例的計算機圖像處理設備的圖像傳感器和應用處理器之間連接有應用實現圖像處理的多屏幕計算機1。所述多屏幕計算機1的內部安裝有多路處理器2。
如圖2和圖3所示，多屏幕計算機1包括：行動裝置端1-1，顯示屏1-2，攝像頭1-3，無線傳輸裝置1-4，移動端處理裝置1-5，移動端圖像處理裝置1-6，電源1-7，驅動器1-8，數據連接盒1-9，USB埠1-10，耳機孔1-11，耳麥孔1-12，聲音控制模塊1-13，開機鍵1-14，主機箱1-15，重啟鍵1-16，主處理裝置1-17，數據傳輸裝置1-18，主存儲裝置1-19，散熱裝置1-20，網絡傳輸裝置1-21，行動裝置端1-1設置有多個，均與主機箱1-15連接，每個行動裝置端1-1均設置有攝像頭1-3，顯示屏1-2設置在行動裝置端1-1的表面，行動裝置端1-1內部設置有無線傳輸裝置1-4，移動端處理裝置1-5，移動端圖像處理裝置1-6和電源1-7，主機箱1-15正面設置有驅動器1-8，數據連接盒1-9設置在驅動器1-8下方，數據連接盒1-9內部設置有USB埠1-10、耳機孔1-11和耳麥孔1-12，開機鍵1-14和重啟鍵1-16設置在數據連接盒1-9下方，聲音控制模塊1-13、主處理裝置1-17、數據傳輸裝置1-18、主存儲裝置1-19、散熱裝置1-20和網絡傳輸裝置1-21設置在主機箱1-15內部。
通過採用上述技術方案，該多屏幕計算機，包括：行動裝置端1-1，顯示屏1-2，攝像頭1-3，無線傳輸裝置1-4，移動端處理裝置1-5，移動端圖像處理裝置1-6，電源1-7，驅動器1-8，數據連接盒1-9，USB埠1-10，耳機孔1-11，耳麥孔1-12，聲音控制模塊1-13，開機鍵1-14，主機箱1-15，重啟鍵1-16，主處理裝置1-17，數據傳輸裝置1-18，主存儲裝置1-19，散熱裝置1-20，網絡傳輸裝置1-21，行動裝置端1-1設置有多個，均與主機箱1-15連接，每個行動裝置端1-1均設置有攝像頭1-3，顯示屏1-2設置在行動裝置端1-1的表面，行動裝置端1-1內部設置有無線傳輸裝置1-4，移動端處理裝置1-5，移動端圖像處理裝置1-6和電源1-7，無線傳輸裝置1-4與數據傳輸裝置1-18連接，實現多個行動裝置端1-1與主機箱1-15的連接操作，移動端處理裝置1-5與無線傳輸裝置1-4連接，移動端處理裝置1-5將數據通過無線傳輸裝置1-4傳遞給主機箱1-15進行處理，主機箱1-15正面設置有驅動器1-8，數據連接盒1-9設置在驅動器1-8下方，數據連接盒1-9內部設置有USB埠1-10、耳機孔1-11和耳麥孔1-12，開機鍵1-14和重啟鍵1-16設置在數據連接盒1-9下方，聲音控制模塊1-13、主處理裝置1-17、數據傳輸裝置1-18、主存儲裝置1-19、散熱裝置1-20和網絡傳輸裝置1-21設置在主機箱1-15內部，主處理裝置1-17與數據傳輸裝置1-18連接，主處理1-17接收數據傳輸裝置1-18信號進行處理，並將處理好的信號傳遞給數據傳輸裝置1-18，散熱裝置1-20採用水循環散熱方法，水循環散熱能夠提高計算機的散熱效率，延長計算機的使用壽命。
進一步設置為：無線傳輸裝置1-4與數據傳輸裝置1-18連接。通過採用上述技術方案，無線傳輸裝置1-4與數據傳輸裝置1-18連接，實現多個行動裝置端1-1與主機箱1-15的連接操作。移動端處理裝置1-5與無線傳輸裝置1-4連接。移動端處理裝置1-5與無線傳輸裝置1-4連接，移動端處理裝置1-5將數據通過無線傳輸裝置1-4傳遞給主機箱1-15進行處理。主處理裝置1-17與數據傳輸裝置1-18連接。主處理裝置1-17與數據傳輸裝置1-18連接，主處理裝置1-17接收數據傳輸裝置1-18信號進行處理，並將處理好的信號傳遞給數據傳輸裝置1-18。散熱裝置1-20採用水循環散熱方法。散熱裝置1-20採用水循環散熱方法，水循環散熱能夠提高計算機的散熱效率，延長計算機的使用壽命。
如圖4所示：多路處理器2包括四非門輸入電路2-1、單片機處理器電路2-2、運算放大器電路2-3和控制電路2-4，四非門輸入電路2-1的信號輸入端與多路監控視頻信號輸出端IN1、IN2、IN3連接，四非門輸入電路2-1的信號輸出端與單片機處理器電路2-2的信號輸入端連接，單片機處理器電路2-2的信號輸出端與運算放大器電路2-3的信號輸入端連接，運算放大器電路2-3的信號輸出端與控制電路2-4輸入端連接，控制電路2-4的控制輸出端與單片機處理器電路2-2的控制信號輸入端連接，單片機處理器電路2-2的視頻圖像信號輸出端與計算機連接。
進一步，還設置有跳線插座2-5，跳線插座2-5為兩組，一組與正極連接，一組與負極連接，連接負極的跳線插座2-5的三個埠分別並聯有第三電阻R3、第四電阻R4和第五電阻R5。四非門輸入電路2-1由型號4030的四非門晶片UA、UB、UC、UD、第一二極體D1至第三二極體D3組成，四非門晶片的第一非門UA至第三非門UC為四非門輸入電路2-1的輸入端。單片機處理器電路2-2由型號4099的單片機IC1、第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1和第二電容C2組成。運算放大器電路2-3由型ULN2003的放大器IC2、第九電阻R9至第十五電阻R15組成。控制電路2-4由第六電阻R6至第八電阻R8、第四二極體D4和三極體VT組成。
如圖5所示，所述多屏幕計算機進一步包括中央處理器；
所述中央處理器與圖像噪聲處理模塊連接，所述圖像噪聲處理模塊用於處理圖像採集過程中存在的噪聲幹擾，所述中央處理器與散熱模塊連接，所述散熱模塊用於降低圖像處理設備工作時所產生的熱量，所述中央處理器與存貯器連接，所述存儲器用於存貯計算機圖像處理設備處理好的圖像信息，所述中央處理器與邊緣檢測模塊連接，所述邊緣檢測模塊用於檢測預處理圖像的邊緣盲區的有效信息，所述中央處理器與圖像採集卡連接，所述圖像採集卡用於完成圖像識別前的準備工作，所述圖像採集卡與LED顯示器連接，所述LED顯示器用於展示圖像採集過程中的動態圖像，所述圖像採集卡與CCD攝像模塊連接，所述CCD攝像模塊用於攝取有效的圖像採集信息，所述中央處理器與圖像缺陷分析模塊連接，所述圖像缺陷分析模塊用於分析圖像處理過程中的樣品缺陷，所述圖像缺陷分析模塊與語音提示模塊連接，所述語音提示模塊用於提示操作人員待測樣品出現缺陷。
本發明工作時，將多路視頻監控的信號分別通過第一非門UA至第三非門UC輸入，信號經第四非門UD整合後輸入至單片機IC1，單片機IC1將信號輸入至計算機中，同時將控制信號經過放大器IC2放大後輸送至控制電路，由控制電路的控制信號輸入單片機IC1後再輸送至攝像頭的控制機構，跳線插座為子板設置地址，當設置的子板地址與主控制器的子板選擇地址相同時，該子板塊的單片機IC1處於工作狀態，這時，再通過主控制電路的通道選擇指令使攝像頭完成切換動作，實現某一路視頻的同時選通。
本發明通過在圖片上設置同名點，將多個圖像拼接在一起，多路處理器通過數據矩陣獲取不同的壓縮後的圖像並解壓，利用去噪處理後的多層小波係數重構對應的原始圖像，提高了圖像的傳輸速度，可實現多臺設備同時對多個圖像的獲取和處理，提高了工作效率。
以上所述僅是對本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬於本發明技術方案的範圍內。