快速显示范文（精选6篇）
快速显示 第1篇
目前图形硬件中的图形处理器(GPU)计算能力的增长速度已经超过了中央处理器(CPU)计算能力的增长速度,主流图形硬件制造商声称,现在每隔1年GPU的性能就会增长1倍。图形硬件技术一个最主要的突破就是在图形硬件中引入了可编程功能,该功能允许用户编制自定义的着色器程序(Shader program)来替换原来固定流水线中的某些功能模块,使得GPU在功能上更像一个通用处理器。虽然GPU具有非常高的计算速度,但并不能直接将以前在CPU中实现的算法照搬到GPU中来执行,这是因为GPU的指令执行方式和CPU不一样,GPU的体系结构是一种高度并行的单指令多数据(SIMD)指令执行体系。所以要基于可编程图形硬件实现一些在CPU中效率较低的算法,就必须重新组织算法实现的数据结构和步骤,以充分利用GPU并行处理体系结构带来的性能优势。本文中的几种算法都基于可编程图形硬件实现,在达到实时效率的同时保证了结果的质量。
1 GPU的发展与使用
1995年,PC机领域第一款GPU(Graphical Processing Unit) 3dfx Voodoo出来以后,显示的速度、画质才取得了一个飞跃。3dfx Voodoo有2个主要的特征:深度缓冲区(z-buffer)和纹理映射(texture mapping)。z-buffer执行“隐藏面消除”这一工作,这样可以避免渲染“不可视”的无效像素。利用纹理映射功能则可以十分逼真地表达物体表面细节。1999年,第二代GPU (NVIDIA GeForce256,GeForce 2和ATI Radeon 7500)包括了图形的几何变换与光照计算功能(T&L)。而在此之前T&L都是由CPU完成的,这对CPU来说是很复杂的计算。第二代GPU解决了系统的一个瓶颈,减轻了CPU的负荷,速度明显提高。但是由于是固定的渲染流水线,缺乏灵活性,束缚了开发人员的创造性。2001年,NVIDIA公司的GeForce 3首先引入了可编程的顶点着色器(Vertex Shader)单元。紧接着在2002年,可编程的像素着色器(Pixel Shader)单元也加入了GPU。在绘制时,GPU首先接收CPU以三角形顶点形式的发送的几何数据;然后由可编程的顶点着色器单元进行处理,完成几何变换与顶点属性计算等功能;接着,这些三维空间的三角形由一个固定功能的光栅生成器转换为二维屏幕上的像素,每个像素的最终颜色值都通过运行在像素着色器上的小程序运算而得。目前三维游戏的显示借助于GPU,已经能够实时生成十分细腻、逼真的画面。GPU体系结构示意如图1所示。
通用的三维硬件加速设备如SGI的图形引擎、NVIDIA/ATI的图形卡都把快速绘制渲染几何图形/贴图作为其主要设计目的,随着技术的进步,其加速能力均已达到很高的水平,例如NVIDIA的新一代图形芯片的理论绘制能力已超过每秒3亿条线段,或10亿个像素,高档的SGI工作站通过并行处理还可以达到更高的能力。这种能力相对于5年前至少提高了20倍,相对于指标也似乎胜任有余。但事实上,不论用GDI编程还是用OpenGL或DirectX编程,去绘制一幅庞大图像,最终表现出来的绘制速度往往连理论值的10%都达不到,并且越高级的图形卡与理论值的差距越大。这种现象主要归结为由于数据量巨大所引起的带宽不足。新一代图形系统加速性能的发挥依赖于将几何图形描述(线条/三角形)和图像存储在其专用的高速显存(帧存/纹理内存)当中,而现有图形系统除了SGI IR4引擎高速显存可以达到1 Gbyte以外,其他系统很少超过512 Mbyte,因此很大一部分数据将不能放在帧存中而不得不在每次绘制时地从内存甚至硬盘中调入,且不论内存或硬盘访问代价,当前主流的PC机总线的峰值传输率为1 Gbps,因此即便将用到的数据以峰值速度传输到帧存中都会使图形卡处于严重的饥饿状态而无法发挥其能力(且往往实际传输速率与峰值带宽会相差很大),绘制速度当然就非常低了。
因此可以看到,图形卡已经具有达到设计目标的能力,只是由于系统的瓶颈使得图形卡的能力不能发挥。如果系统设计上能减轻瓶颈上的负担,充分发挥图形卡硬件的能力,完全有可能达成设计目标。而当前CPU技术的进步,千兆网络的成熟,都为系统和软硬件设计提供了条件。
2 技术实现
快视图像的处理过程,集中于GPU内进行,此时CPU可以执行其他任务。数据是以并行数据流的方式进入处理核,在一条流水线上完成各种处理和运算,此时的 GPU 就是一个流处理器。由于数字图像处理的过程只是把一幅2D 图像的每个像素进行一定的变换,而不需要对图像的顶点做诸如旋转、变形之类的几何变换,因此在 GPU 的可编程处理阶段,顶点变换程序只是起传递图像4个角顶点位置坐标和纹理坐标的作用,使得顶点程序并不是要研究的重点。相对复杂的计算和操作都将放在片段程序中进行。
而 GPU 程序模式重点考虑以下2点:
① 数据流并行性:数据流中的每一个数据操作和对其他数据的操作之间具有并发性和无关性。处理过程由一些“核”来完成,数据在处理核之间流动;
② 实时性方案:GPU具有高速的处理能力,但是其自身的硬件结构限制了算法的灵活性,对于某些对数据之间的关联性操作较多的运算(如求最大、最小值)则只能反复执行多次才能实现。在实时性的要求下,由于目前AGP总线的带宽限制(2.1 GB/s),回读时显存与主内存之间的数据通信速度成为制约整体速度的最大瓶颈。经实验表明,对一幅256*256 的 32 bitRGBA图像的回读达到了大约12 ms,而实际GPU的处理时间仅在1 ms以内,因此在编写程序时尽量避免回读操作,减少显存与主内存的数据通信成为研究的重点。
为了提高实时性,主要采用以下几个途径:
① CPU和GPU并行运行:采用NVIDIA的新一代图形控制器已具有一定的可编程控制能力,和CPU并行工作则可以使系统效率达到最高。图像快视系统在软件/硬件设计上尽量考虑减少CPU/GPU之间的同步操作,使它们异步运行从而使系统的响应速度进一步提高。这种机制,在1台微机插有多块图形卡时优越性更为明显,因为多个图形卡之间也具有了并行度;
② 采用渲染到纹理(RTT)技术:目前OpenGL的wgl扩展(只能在Windows下使用)提供了这一方案。在处理之前,事先构造一个基于高速显存的缓存区域:pixel buffe(pBuffer),将处理的中间结果直接输出到pBuffer而不是帧缓存,再将pBuffer里的数据绑定到纹理,作为下一步处理的输入。采用更高效的双缓存技术,只要通过图形卡硬件指针切换就立刻实现了更新内容的显示,有效避免了中间结果的回读操作;
③ 充分利用RGBA四个颜色通道:在不可避免要出现回读操作的时候,充分利用彩色图像的RGBA四个通道可以降低数据传输量。由于所处理的图像一般是灰度图像,因此可用RGBA中任一分量表示1个像素的灰度,1次可以传输4幅灰度图像的像素数据,文献指出充分利用RGBA四通道可以获得20%的速度提升;
④ 硬件漫游变换与图元描述独立:地图漫游(包括缩放和平移)是基本和常见操作。在发生了漫游动作时,场景中图元在屏幕上的位置/大小会发生变化,必须按新的屏幕坐标重新绘制一遍所有的图形。如果在绘制过程中由CPU完成坐标变换,再通过总线将变换后的坐标传给图形控制器(Windows GDI 的方式),则大部分的时间将消耗在坐标变换和图元坐标传送上。图像快视系统的实现机制则不一样,图元缓存中的坐标是以一个统一的坐标存放的,当发生漫游时,只需将新的坐标变换参数传送给漫游控制器,漫游控制器本质上是一段可以在图形控制器(GPU)上执行的小程序,在绘制前执行快速变换,由于这些小程序采用SIMD指令并且图形控制器内有多个并行的执行单元,所以可以非常快地完成坐标变换。这样带来的好处在于,可以继续使用图元一级缓存中的图元数据,而CPU得以从坐标变换的工作中解放出来;
⑤ 使用“滚筒型指针”:GPU目前还不支持CPU程序中常见的指针操作,但是可以用2个纹理查找来实现数据的快速定位,同时使程序更加灵活,从而实现了类似“滚筒型指针”的操作。
3 结束语
作为专为计算机图形处理应运而生的GPU,随着相关软硬件技术的快速发展,大数据量的图像快速显示技术也将得到不断提高。本文针对高分辨率图像快视时数据流并行性和实时性的技术难点进行了详细分析,提出了基于GPU技术的相应解决途径并进行了实验。文中采用的设计方法已经在工程实践中应用并取得了较好的效果。
参考文献
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[3]谭久宏,周维超,吴钦章.基于GPU的数字图像处理[J].科教文汇,2006(4):178-179.
快速显示 第2篇
桌面快速显示
工作中有很多的琐事，所以在系统中会同时运行多款软件，这样自己的电脑桌面就被占得满满的。通过点击“最小化”按钮来缩小窗口，操作会显得比较烦锁。所以最简单的方式就是：点击系统中的“显示桌面”按钮，这样系统就会自动把软件界面缩小，从而完整地显示出系统桌面中的所有信息。
新版本的Windows 7将“显示桌面”按钮移动到任务栏的右侧。当用户把鼠标移动到“显示桌面”按钮上的时候，就会通过透明的效果展示出软件界面的布局，并且可以显示出系统桌面的完整信息。当点击“显示桌面”按钮后，系统桌面就会立即出现在我们面前（如图1）。再次点击“显示桌面”按钮后，软件窗口又可以恢复到先前的状态。
通常看电影的时候使用的是全屏播放，这个时候播放界面会将系统桌面完全盖住，所以“显示桌面”按钮就无法使用。这时按下快捷键“Windows+D”键，就可以达到点击“显示桌面”按钮的效果。虽然通过快捷键“Windows+空格”，也可以达到查看桌面的效果，但是当用户把手一松，又马上返回到电影的播放窗口，所以这种方式只适合对系统桌面临时查看，不允许继续对系统桌面进行操作。
另外我们在运行软件程序的时候，常常遇到程序无法响应的情况。这个时候点击软件的“关闭”按钮，程序不会有任何反应。可以在任务栏上点击鼠标右键，然后在弹出的菜单中选择“显示桌面”命令，这样也可以快速地显示出系统桌面的情况(如图2）。
程序快速显示
通常情况下运行软件程序，都是通过双击系统桌面的图标来完成的。但是并不是所有的软件程序在系统桌面都可以找到，这个时候需要使用到Windows7特有的“跳跃列表”。点击系统的开始菜单以后，跳跃列表会显示出最近使用的软件程序(如图3）。而且程序快捷方式右侧有一个三角形箭头，将鼠标指向该程序后右侧会展开对应的跳跃列表，而列表中显示的是该程序最近运行的文件列表。
在系统的任务栏上用鼠标右键单击一个程序的按钮，也会出现对应的跳跃列表信息。不过并不是所有的程序都支持跳跃列表，对于那些老版本的软件来说就不支持。对于支持跳跃列表功能的程序，只需要首先运行这个软件程序，在任务栏上右击软件图标，在弹出的菜单选择“将此程序锁定到任务栏”命令，就可以将程序的图标钉到任务栏上，随时借助跳跃列表实现各种方便的操作。
快速显示 第3篇
液晶显示器由于具有能耗低、色彩艳、无闪烁、无辐射、体积小、重量轻、易携带等优点, 正逐步取代传统的CRT显示器, 广泛应用于电脑、电视、移动电话、仪器仪表等各类显示设备中[1,2]。随着电子信息产业的飞速发展, 各类电子产品更新换代的周期大大缩短, 常在使用寿命远未终结时即被废弃[3,4]。对大量废弃的液晶显示器进行拆解回收, 避免对环境和健康产生危害, 显得尤为重要和迫切[5]。
液晶显示器主要由液晶材料、彩色滤光片、偏振片、光源系统、驱动与控制系统等材料或部件组成[6,7]。目前国内外对液晶显示器回收的研究主要集中在液晶与稀有金属铟的回收、液晶显示器玻璃面板的裁边与剥离、液晶显示器内部线路板的回收等领域[8]。然而在对液晶显示器进行维修或内部材料回收时, 都要先将液晶显示器外部的塑料框架打开, 因此研究液晶显示器框架的快速拆解意义重大。
液晶显示器的框架通常分为A、B两块, 多采用工程塑料制作, 常采用卡扣连接, 并用螺钉加以固定。目前, 在对液晶显示器进行回收或维修时, 一般仅以人工的方式进行拆解。首先使用螺丝刀拆下螺钉, 然后利用薄而尖的工具将A、B框架强行撬开。这种人工拆解方式具有拆卸效率低、容易损坏连接件、影响外观且不安全等缺点。
为避免现有技术的不足, 本文研制了一种液晶显示器框架快速无损拆解装置。一方面使拆解操作变得安全、无损、重用性好;另一方面使拆解操作变得快捷, 可实现同种型号液晶显示器框架的大批量高效拆解。
1 拆解装置机械结构
在对液晶显示器框架进行拆卸时, 首先利用电动螺丝刀卸下螺钉, 这时只有卡扣连接。通过分析可知, 卡扣主要靠垂向力实现上、下框架的连接, 其侧向力很小, 因此利用一组楔形刀片从两侧插入液晶显示器框架, 然后控制楔形刀片和液晶显示器做相对运动, 液晶显示器上、下框架间的间隙被胀大, 即可实现上、下框架卡扣的分离。按此思路设计的拆解装置具体结构如图1所示, 包括一夹持单元和一拆解单元。夹持单元是在工作台14上设置一X向滑台, 在X向滑台上设置一随X向滑台作X向移动的夹具平台1, 在夹具平台1上设置一限位板13和可沿X向移动的夹板13a, 被拆解的液晶显示器15以其对称的两侧框夹持在限位板13和夹板13a之间 (如图2所示) , 夹板13a是由设置在夹具平台1上的带直线导杆气缸4进行驱动。
拆解单元是在工作台14上、位于X向滑台的一侧设置一Y向滑台, 在Y向滑台上设置一Z向滑台, 在Z向滑台上设置可沿Z向移动的L形刀座11, 在L形刀座11上安装有楔形刀片12 (如图3所示) , 楔形刀片12的刀头朝向被拆解的液晶显示器15所在一侧。拆解方式示意图如图4所示。
为了提高拆解效率, 将拆解单元设置为以X向滑台为中心的对称的两组, 两组拆解单元中的楔形刀片的刀头对称地朝向被拆解的液晶显示器15的两侧。
设置有X向滑轨的X向滑台基体2固定安装在工作台14上, 作为夹具平台1的X向滑板与X向滑轨滑动配合, 并由X向步进电动机3通过X向丝杆驱动沿X向滑移。设置有Y向滑轨的Y向滑台基体6固定安装在工作台14上, Y向滑板5与Y向滑轨滑动配合, 并由Y向步进电动机7通过Y向丝杆驱动沿Y向滑移。设置有Z向滑轨的Z向滑台基体8安装在Y向滑板5上, Z向滑板9与Z向滑轨滑动配合, 并由Z向调整手轮10通过Z向丝杆驱动沿Z向移动。
1-夹具平台;2-X向滑台基体;3-X向步进电动机;4-带直线导杆气缸;5-Y向滑板;6-Y向滑台基体;7-Y向步进电动机;8-Z向滑台基体;9-Z向滑板;10-Z向调整手轮;11-L形刀座;12-楔形刀片;13-限位板;13a-夹板;14-工作台
16-上框架;17-下框架
2 拆解装置控制系统
图5为液晶显示器框架快递无损拆解装置控制系统结构框图。该系统的CPU采用美国DALLAS公司的工业级DS80C320单片机[9], 由于DS80C320本身资源有限, 因此扩展了一片EPROM芯片W27C512用作程序存储器, 存放系统底层程序;扩展了一片SRAM芯片62256用作数据存储器, 存放用户程序;键盘与LED显示采用8279芯片来管理;3台步进电动机的控制采用并行接口8255芯片。本设备液晶显示器框架快速无损拆解装置的软件设计流程如图6所示。
3 结束语
随着科技的进步和人们生活水平的逐渐提高, 家电产品更新换代的速度越来越快。废弃家电产品的回收处理已经成为一个朝阳产业, 它不仅关系到环境, 更是与资源和可持续发展息息相关。本文根据液晶显示器框架的特点, 研制了一种液晶显示器框架快速无损拆解装置, 优化了液晶显示器的回收工艺, 为液晶显示器的产业化绿色回收与再利用提供了新思路。
参考文献
[1]赵先美, 张健雄.废旧家用电器回收再利用技术研究[J].环境科学与技术, 2006 (8) :62-63, 111.
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[8]Li Jinhui, Gao Song, Duan Huabo.Recovery of valuable materials from waste liquid crystal display panel[J].Waste Management, 2009, 29 (7) :2033-2039.
快速解决显示器黑屏故障9大秒招 第4篇
1、检查主机电源，工作是否正常。首先，通过杳看主机机箱面板电源指示灯是否亮，及电源风扇是否转动来确定主机系统有没有得到电源供应。其次，用万用表检查外部电压是否符合要求，电压过高或过低都可能引起主机电源发生过压或欠压电路的自动停机保护。另外，重点检查电源开关及复位键的质量以及它们与主板上的连线的正确与否都有很重要，因为许多劣质机箱上的电源开关及复位键经常发生使用几次后便损坏，造成整机黑屏无任显示。若电源损坏，则更换电源便可解决。
2、检查显示器电源是否接好。显示器加电时有“嚓”的一声响，且显示器的电源指示灯亮，用户移动到显示器屏幕时有“咝咝”声，手背汗毛竖起。
3、检查显示器信号线与显示卡接触是否良好。若接口处有大量污垢，断针及其它损坏均会导致接触不良，显示器黑屏。
4、检查显示卡与主板接触是否良好。若显示器黑屏且主机内喇叭发出一长二短的蜂鸣声，则表明显示卡与主板间的连接有问题，或显示卡与显示器这间的连接有问题，可重点检查其插槽接触是否良好槽内是否有异物，将显示卡换一个主板插槽进行测试，以此判断是否插槽有问题，
5、检查显示卡是否能正常工作。查看显示卡上的芯片是否能烧焦，开裂的痕迹以及显示卡上的散热风扇是否工作，散热性能是否良好。换一块工作正常的显示卡，用以排除是否为显示卡损坏。
6、检查内存条与主板的接触是否良好，内存条的质量是否过硬。如果计算机启动时黑屏且主机发出连续的蜂鸣声，则多半表明内存条有问题，可重点检查内存和内存槽的安装接触情况，把内存条重新拔插一次，或者更换新的内存条。
7、检查机箱内风扇是否转动。若机箱内散热风扇损坏，则会造成散热不良，严重者会造成CPU及其它部件损坏或电脑自动停机保护，并发出报警声。
8、检查其他的板卡(如声卡、解压卡、视频、捕捉卡)与主板的插槽是否良好以及驱动器信号线连接是否正确。这一点许多人往往容易忽视。一般认为，计算机黑屏是显示器部分出问题，与其他设备无关。实际上，因声卡等设备的安装不正确，导致系统初始化难以完成，特别是硬盘的数据线接口，也容易造成无显示的故障。
9、检查CPU是否超频使用，CPU与主板的接触是否良好，CPU散热风扇是否完好。若超频使用导致黑屏，则把CPU跳回原频率就可以了。若接触不良，则取下CPU须重新安装，并使用质优大功率风扇给CPU散热。
快速显示 第5篇
近年来,近眼显示器件在虚拟现实等民用领域的应用越来越广泛[1],近眼显示的原理是利用微显示器作为显示源,通过近眼光学系统的光学放大,实现对现实场景的模拟。虽然针对系统的设计研究的较为深入,但对其像质的检测和评价还没有完善的评价体系和标准。本文采用调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)作为近眼光学系统的评价指标,它既与光学系统的像差有关,又与其衍射效果有关,用它来评价成像质量,具有准确可靠的优点[2]。
传统的MTF检测方法是通过采集狭缝或刀口所成像获得线扩散函数,进而通过傅里叶变换得到被测系统的MTF[3,4],该方法虽提供了精确测量连续空间频率的手段,但是以复杂和耗时的实验装置为代价,且测量精度取决于目标物和照明光束的校准,因此上述方法不适用于近眼系统中像质的快速检测和评价[5]。由于物像频谱法计算简单且可直接观测,能实现对被测光学系统的快速检测,因此本文利用物像频谱法测量被测系统的调制传递函数,并对测量过程中产生误差的因素作理论分析,用实验验证和量化了装调误差和光源的亮度误差对实验结果影响的大小。
1 实验原理
将物信息视为不同频率的波叠加而成,当信息通过光学系统的传递后,效果为频率不变,对比度下降。对比度下降的程度随频率的改变而改变,这种函数关系被称作调制传递函数(用FMTF表示)。其定义式:
其中:Mima(f )、Mobj(f )分别表示像和物的对比度。对比度公式:
其中:Imax和Imin分别表示光强最大、最小值。一般默认物的对比度为1,FMTF值即为像对比度大小。由于正弦波板在工艺上很难制作,实验中将采用矩形波板代替。对于矩形波板有[6]:
其中:系统的对比传递函数FCTF是对方波信号的响应,成像系统或元件都存在截止频率fcut,一般情况下,凡是大于三分之一fcut的频率,其对比传递函数均为零[7],即:
对于单独消除像差的级联系统,系统总的FMTF为各子系统FMTF的乘积[8]。若已知系统总的Fall和去掉被测系统后剩余系统的Fa′ll,则有Ftest为
2 实验方案及结果
基于上述实验原理,搭建的实验平台如图1 所示,实验所用CCD为艾菲特光电公司的MV-VB120FC,分辨力为1 280×9 60,像元大小3.75 μm×3.75 μm,对应截止频率为133 lp/mm;矩形波板1 和2 的设计参照ISO12233 分辨率板的特征,为大小尺寸不同,皆包含相同特征、不同空间频率的条纹。通过对光路1和2 实验结果的比较,最终提出CCD成像系统自身的像差带来的影响。实验光源为奥普特科技公司的OPT-FLP212232-W,该光源亮度高,平行度和均匀性好。其中被测光学系统为自制设计和组装,特征如图2 所示,该近眼系统由三片非球面镜片组成,出射为近似平行光线。视放大倍率约为15 倍,最高可分辨频率为60 lp/mm,出瞳直径为22.5 mm,出瞳距离为15 mm,视场大小为22.6°。
光源照射自制矩形波板作为目标物,首先相机采集矩形波板1 通过被测近眼光学系统所成的像,记该过程为光路1;再者相机对矩形波板2 直接成像,记为光路2,其中虚线框内为光路1 中需要用到的器件,光路2 则不需要;利用MATLAB数学软件对采集到的图像进行处理,通过分析像素灰度信息,求得灰度极大值和极小值的平均值,由式(2)得到一列频率下的CTF,拟合CTF曲线由式(3)或式(4)得到MTF值,最终得到被测近眼系统的MTF曲线。
实验方案得到的实验图像如图3 所示,对该图像进行算法处理后,将所得最终MTF曲线与Optikos公司出产的标准传函仪Video MTF测量曲线进行对比,结果如图4 所示。
3 实验误差分析
由图4 可以看出,实验值和真实值存在一定的误差,从实验条件和处理过程来分析,产生误差的原因主要来自实验硬件本身、装调过程、后期处理和其他实验环境。
3.1 装调误差
装调误差主要包括矩形波板的倾斜误差和物距位置误差。图像的算法处理过程中需要计算同列像素灰度值的平均值,因此矩形波板在放置时,条纹应与CCD靶面纵向像素平行;实验中由于目标靶的调节,会造成和相机镜头之间的距离改变,物距调节产生的误差将造成像的不清晰,从而影响对比度的计算。
1) 波板角度倾斜误差
理论上讲,倾斜角度的存在将导致条纹像与CCD靶面纵向像素不平行,引起像素灰度极大平均值的减小和极小平均值的增大,最终使CTF值下降,并且随着频率增加,条纹越密,影响也会变大。利用控制变量的实验方法保证其他参数不变,只改变波板倾斜的角度,变化范围为0°~±2.5°,得到的实验结果如图5 所示。
图5 可以看出:在倾角相同的情况下,空间频率越高引起的误差越大;在相同频率下,倾角越大误差也越大;当频率小于20 lp/mm,由倾角引起的误差不明显,频率增大误差明显增加;当倾角小于0.5°,所测频率误差均小于3%,倾角为1°时,最大误差为10%。通过以上分析看出,装调带来的误差较为明显,实验过程中,需将波板的倾角严格控制在±0.5°范围内。在实验测量过程中,尽量保证器材调节的稳定性和波板与CCD的平行度。
2) 物距位置误差
本实验中物距即为矩形波板与相机间的距离,当物距和像距确定后,微调相机焦距使其成较为清晰的像,但在实验操作中物距不可避免的产生微量偏移,导致所成像的模糊。下面利用控制变量法来测量物距偏移对实验结果带来的影响大小。
通过理论计算得到理想物距的大小,并将该位置标记为起始点0,前后移动目标靶每次改变1 mm,最终得到不同频率条纹在±5 mm范围内的CTF值变化,所得实验结果如图6 所示。
由图6 可以看出,目标波板在理论物距前后移动±5 mm范围内,所测范围频率的CTF基本不变,最大误差为±1.5%,因此物距在一定范围内变化对实验的误差较小,可忽略其对最终实验结果的影响。
3.2 光源误差
光源产生的误差主要包括空间分布上的均匀性和不同时间上亮度的不均匀。前者的可采用照明均匀器减小误差。由于实验条件的限制,方案中所用光源均匀性为90%,选择光源亮度均匀的中央部分照明,因此空间不均匀造成的影响可忽略。现主要对时间照度的不均匀性产生的误差进行分析:
控制变量只改变光源的亮度大小,在CCD未过度曝光且工作在线性区的前提下,将最大光源亮度设定为I,减小光源亮度或曝光时间分别为最大亮度的90%、80%、70%、60%,对采集到的图像进行分析得到测量结果如图7。
由图7 可以看出,当光源亮度在0.6I~I范围内变化时,由该因素引起的误差在所测频率范围内均小于1.2%。因此在数据的处理过程中,可以忽略光源亮度的均匀性给实验结果带来的误差影响。
3.3 调焦清晰度的影响及判别
实验中图像的获取由CCD相机拍摄而成,相机所拍摄的图像的清晰程度将影响最终测量结果,图像的清晰度直接影响像素灰度值的大小,模糊的图像将使所测像素灰度极小值的增加和极大值的降低,从而间接影响对比度的下降。
调焦状态或聚焦程度的不同对所测结果影响较大,图8 为不同调焦状态下所获得的图像,传统判别聚焦程度的方法大多采用肉眼观察,该方法较为粗糙,测量结果缺乏稳定性和准确性,且具有主观性误差。本文中测量特定聚焦状态下1~2 个频率的CTF值的,通过比较对比度的大小,判读和调节相机的聚焦程度。
由对比度的定义式,得到图8 不同清晰度图像的对比度大小,如表1 所示。
由表中可以看出不同的调焦状态,各频率的对比度有一定差距,通过比较各频率在不同离焦量下的数值,状态d的对比度均最大,表明调焦状态d为最佳。因此在实验中,通过调节相机聚焦程度,总能找到对比度最大值处,此时为聚焦最佳状态。该方法操作简单,成本较低,以量化标准判别图像清晰度,避免了人眼观察时的主观性,具有较高的准确度。在实际应用中,可采用该判别方式,并且为减小焦距调节带来的误差,可通过选用数控装置利用算法处理后反馈自动调焦[9]。
除了上述能够引起误差的因素外,在数据计算过程中,由式(2)要得到某一频率f的FMTF(f),需要测得对应一系列频率f,3f,5f,…的CTF值。但在实际测量中,高频的CTF值较小常被忽略,将导致计算得到的MTF值偏小。为减少计算误差对实验结果的影响,应尽可能的测得足够多的空间频率对应的CTF值,内插法计算MTF值时所需的任一空间频率的CTF值[10]。
在整个实验过程中,其他不确定因素如环境的杂散光、CCD随机噪声[11]、暗电流[12]和被测系统内的灰尘等都会对实验结果产生影响,且无法消除。因此为保证实验结果的准确性,应尽量减少或避免外界随机因素带来的影响。
4 总结
简要介绍了物像频谱法测量近眼系统MTF的方法,重点分析了误差产生的因素及影响程度,通过对实验结果的误差分析表明,装调过程中的波板倾角小于0.5°,所测频率误差均低于3%,倾角大于1°,最高频率误差高于10%;光源亮度和物距在一定微小范围内变化时,引起的误差均低于1.5%。因此在该方法的实际应用中,应重点考虑波板倾斜误差的补偿或算法上的优化,此外,实验过程中可通过比较特定空间频率下对比度的大小判别图像清晰度和调焦程度。
参考文献
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快速显示 第6篇
JPG文件是一种压缩效率很高的图像文件格式，用于保存真彩色或灰度图片。它使用有损压缩算法对原始图像进行压缩，也就是说解压后图像与原始图像是有差别的，不过人眼很难察觉到这种差别，而且经过压缩后图像大小一般只有原始图像的几十分之一，因此JPG文件在图片处理领域具有很大的优势。
DOS是一种使用非常普遍的操作系统，直到今天，仍有很多场合在使用，因此在DOS下显示和保存图片，是一件非常有意义的事。要在DOS下进行图片的处理，必须进入DOS的图形模式。DOS的图形模式由VESA显示标准定义，这是一套通用的DOS图形显示标准，适用于各种型号的显示卡。本文主要讨论其中的8种模式，如表1所示。
对于JPG文件的具体结构，本文不进行详细叙述，只对JPG图像进行压缩和解压要用到的JPEGLIB作一些介绍。JPEGLIB是一套开放源代码的JPEG开发库，这套库提供了对JPEG文件进行处理的函数，本文只用到了对JPEG进行压缩和解压的这两部分功能。
本文使用的DOS版本号为6.22，使用的开发工具是Bor-land C++3.1。
2 VESA显示标准及内存结构
在VESA下，根据水平和垂直能表示的点数和颜色数不同，分为几十种显示模式。显示器能够显示的每个点都对应显存中的某个地址。显存在不同的显示模式下，大小是不一样的。比如要使用1280*1024 16M色模式，就需要1280*1024*4=5242880个字节的显示内存。显示内存是分页的，每页有65536个字节，从屏幕左上角开始，一直到屏幕右下角，每页表示屏幕上的一部分，每满65536个字节就要换一页，每页首地址都从0xA0000000开始。
要进入VESA显示模式，需调用BIOS中断，方法如下：
ax存放VESA功能号0x4f02,bx存放VESA显示模式号。
退出图形模式至DOS缺省的文本模式，同样要调用BIOS中断，方法为:
al中值为0x03，即文本模式号。
进行显存换页，也要调用BIOS中断，如：
ax存放VESA功能号，bx值为0,dx存放页号(从0开始)
对于真彩色模式，也就是16M色模式，因为我们看到的每个点，都由红、绿、蓝这三种原始色组合而成，每种原始色，颜色值从0-255共256种取值，因此可以表示的颜色总数为256*256*256=16M种。在VESA真彩色模式下，用四个字节表示一个点。第一字节表示蓝色分量，第二字节表示绿色分量，第三字节表示红色分量，第四字节保留，设为0即可。
对于256色模式，每个点用一个字节表示即可，即该点的颜色索引号。256色模式下要进行调色，方法为：
首先向0x3c8端口输出颜色索引号，然后向0x3c9端口分别输出红色分量、绿色分量、蓝色分量，要注意DOS下红绿蓝三色值范围是从0-63共64种取值，因此要将原色值右移2位，即除4。
本文所涉及到的8种显示模式，显示页数和每页的最后一点座标如表2所示。
3 JPEGLIB用法及显存读写方法
要使用JPEGLIB库，需要提供4个头文件(jpeglib.h、jerror.h、jconfig.h、jmorecfg.h)，并且要在源程序中include“jpeglib.h”，还需要libjpeg.lib这个库文件进行链接。
由此可见,只要细心一些,计算好位置,可以较容易编出8种显示模式下写显示内存扫描行的函数。
另外,为了加快显示速度,可以将要向显存输出数据暂时存在XMS中,需要时再从XMS中取。读写XMS的功能由himem.sys驱动程序提供,具体实现请参见源程序。
同理可以编写按行读显示内存的函数。该函数和写显存函数类似，只是把输入和输出缓冲区互相调换了一下。
4 总结
显示和保存jpg文件的程序，速度快，整个图像以弹出式效果显示在屏幕上，而且图片文件是压缩的，占用磁盘空间比未压缩的BMP文件小得多。在空间和时间效率上都占有很大的优势。
参考文献
[1]刘振安,苏仕华.C语言图形设计.北京:人民邮电出版社.1995.