《数字图象处理技术应用于温场分布在线测量》.doc

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1、《数字图象处理技术应用于温场分布在线测量》通过五个周的时间，我们学习了《数字图像处理》这门课，对图象处理有了一定的了解。课程主要介绍了图象处理基础，图象增强与平滑，图象的几何变换，频域处理，图象编码，图象复原等知识。我选择了一篇自己比较感兴趣的——数字图象处理技术应用于温场分布在线测量作为自己的阅读对象。文章首先阐述采用成象光谱法对恶劣环境下的工业生产中温场的监测。结合面阵CCD成象技术和数字图象处理方法,选用恰当的波长搭配,进行合理的设计,研制出新的成象光谱数字图象温场监测装置。利用黑体的标定证实理论和设计的正确性,并在现场测试中取得满意的结果。任

2、何有温度的物体,均以它的本征频谱特性向周围辐射能量。通过公式⑴、⑵、⑶可通过表面温度和表观发射率及周围环境温度得出一般物体发出的光谱辐亮度。如下式：式中　C1,C2被称为第一、第二辐射常数;为波长;T为辐射体温度;为环境温度,E(,T)为物体表观发射率,是,T的函数。⑴⑵⑶通过上式得出物体温度T。下面介绍两种方法：单色法和双波长法。单色法（亮温法）：用光电探测器接收物体辐射能,将其转化成电讯号输出，可通过下面的公式得出，其中U表示探测器输出的电讯号;S为投影面积;为立体角;k是标定系数;表示光学系统光谱透过率;是滤光片的光谱透过率;是探测器响应度;,

3、是滤光片通带的下限和上限。⑷⑸假定函数,,和在带宽中缓慢变化,(5)式可近似地写成：⑹其中被称为中心有效波长。由于存在下述的重大缺陷,单色法在实际应用中几乎是不可能实现的。主要介绍一下双波长法，所谓的双波长法是指两个不同波长下同时测量实验对象的辐射能。对于采用的两个波长为，的情况,可分别利用Wein定律,得到两波长下读数的比值：⑺于，取值较近,可以认为，受影响也很小，上式简化：⑼其中,为两项待定的标定系数。且是常量不随波长和温度而变化,所以它是一种较为近似的方法,对服从灰体发射特性的物体而言是适用的。装置采用面阵CCD为温度场传感器件,包括探测系统、

4、光学系统、信号获取与数据处理四个方面。采用多个面阵CCD探测器得到模拟信号,各路模拟信号经图象采集卡A/D转换后成为数字图象信号,在显示屏上得到动态的物体图象。面阵CCD用于直接观察被测对象;其余为测温用的面阵CCD,在其前面分别加有适宜的下物体的成象光谱信号。屏幕上干涉滤光片,用于得到相应波长得到是一个二维的标准图象通过调节彩色CCD的位置和角度,将图象调节到窗口中间位置.标定时通过以黑体为标准,在800℃-1600℃温度范围以20℃间隔进行。标定区域选在黑体上均匀的中心区域,对应于图象窗口中一个亮度值均匀分布的矩形区域。经多次实验和反复测试,该区

5、域在一定温度下各点灰度值相等。标定时各快门适用的温度段是不同的——较长的积分时间适用于较低温度,而较短积分时间适用于较高温度。取多次标定结果的平均值,给出两个探头应灰度值比值的对数与黑体热力学温度倒数的关系,如图4所示。从图中可以看到,每一种积分时间(从1/4000到1/50)下,析和装置设计上的正确性与合理二者的关系都在一定温度范围内保持线性,这就证实前述理论分图4　lnR与1/T的关系通过这篇文章的阅读，我有以下收获：1、在课堂上学习的知识太散、太抽象，没能很好的理解这门课，通过对这篇文章的阅读，对图像处理这门课有了一个全新的认识。2、通过对这篇

6、文章的阅读，我了解图象处理在各个领域占有重要的地位。3、通过这次作业使我认识到，任何一门科学技术出现和发展都要经历漫长的、大量的研究和实践。