特征测量和误差分析讲解学习.ppt

第10章 特征测量和误差分析
直接测度和间接测度
准确性和精确性
4-连通和8-连通
影响测量误差的因素
误差分析
章毓晋 (TH-EE-IE)
直以区分开两个距离为 r 的点源图象
景深
模糊圆盘
图象
目标
章毓晋 (TH-EE-IE)
光学镜头分辨率
(1) 普通照相机
一般拍照时有 do » di ≈ f
设镜头的 f-因数为 nf = f / D
(2) 望远镜
望远镜点扩散函数的尺寸决定了分辨率
章毓晋 (TH-EE-IE)
光学镜头分辨率
(3) 显微镜
放大倍数大于10倍时，有di » do = f
数值孔径
与光的波长成正比，与镜头的光圈数成反比
现代显微镜视场的直径是22 mm ( in.)
先前的显微镜视场的直径是20 mm ( in.)
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光学镜头分辨率
13 mm ( in.)CCD，图象640 × 480象素
mm，1024 × 1024摄象机
目镜放大倍数
光圈数
目镜分辨率（mm）
理论单元尺寸（mm）
22 mm中单元数
4×



1642
10×



1642
20×



1310
40×



1068
60×



1038
60×（油）



1528
100×（油）



917
章毓晋 (TH-EE-IE)
采样密度
不能只从采样定理出发来选取采样率
1. 采样定理的适用性
如果信号f (x)中的最高频率分量为wo，要从采样完全恢复信号，则采样频率必须满足ws > 2wo
采样过程
ws = 2/xs
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采样密度
1. 采样定理的适用性
采样集合：
{ fn}={ f (nxs)|n= – , …, –1, 0, 1, …, + }
为完全表示带限信号f (x)，需要无穷个采样
如果把信号限制在有限的区间，信号不是带限的
对任一个信号f (x)和与其对应的频谱F(w)，或者是 f (x)在空域有限，或者是F(w)在频域有限，但不能同时有限（采样定理不能用）
章毓晋 (TH-EE-IE)
采样密度
图象采集中信号带宽的变化
(1) 进入光学镜头的连续信号是没有带限的
(2) 由光学镜头出来的信号是有带限的，光学传输函数限制了输出图象的频谱
(3) 图象采集时将带限信号在有限面积上成象，由摄象机出来的信号不再是带限的了
(4) 采样并把结果存入储存器。因为只用了有限个数字来表示图象，即使光电感受面面积无穷，用来表示图象的数据量仍是有限的（混迭效应不可避免）
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采样密度
2. 采样对目标特征测量的影响
对给定尺寸的目标，采样密度增加，属于目标的象素增加。一般来说，一个目标中的象素越多，测量目标特征时应该越准确
采样密度不够
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采样密度
2. 采样对目标特征测量的影响
利用采样定理来指导对采样率的选择并不可靠
不可能写出在有限步骤（或有限时间）内能从 采样数据中获得准确测量值的算法
准确测量的公式：需要用到无穷个采样
需要计算无穷个sinc函数
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采样密度
3. 采样密度的选择
图象分辨率与采样密度的关系（实验）
(1) 4 ~ 6 pixel/m
确定目标位置
(2) 15 ~ 30 pixel/m
观察结构细节
(3) 30 ~ 40 pixel/m
内容基本不变
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采样密度
3. 采样密度的选择
采样密度与要测量目标尺寸的关系
对圆形物体求面积
进行高准确度的测量常需要相当大的过采样
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分割算法
图象分割对测量精度的影响（图象信噪比）
面积测量的误差曲线随信噪比SNR的减少而