发明名称 光学实验用之影像处理系统及其方法
摘要 本发明系有关一种光学实验用之影像处理系统及其方法。此系统主要包括:一光源产生器、一光束调整镜片、一试片固定装置、一试片、一影像投影幕、一摄影装置、一介面卡及接线、一影像资料运算处理器及一显示器。而其方法主要包括下列步骤:读取原始影像及分色、缩至初始浮动区域、二值化处理、移至最第一浮动区域、弹性扩大浮动区域、预告即将断裂及结束七个步骤。本发明由于搭配一摄影机、一介面卡及一影像资料运算处理器,并应用一软体可将该原始数位影像资料,先缩小至一资料较少之浮动区域内,再做后续之影像分析及处理,并将该等目标影像之变化加以分析或记录,并以达到实验之实用性及教育性之目的。其次,亦可以藉由影像、文字或语音方式导引使用者亲自按顺序操作,又可在断裂前之预知即将断裂,以提升实验之趣味性。
申请公布号 TW372271 申请公布日期 1999.10.21
申请号 TW087111283 申请日期 1998.07.10
申请人 柯文卿 发明人 林宸生;柯文卿
分类号 G01B11/00 主分类号 G01B11/00
代理机构 代理人 田国健
主权项 1.一种光学实验用之影像处理系统,其包括:一第一及第二光源产生器,系分别产生一第一色及一第二色之雷射光束;一分光镜,系可将该第一及第二雷射光束滙集成相同方向之混合光束;一试片固定装置,其具有一固定框架、一上固定部及一下固定部,该上固定部系可与下部固定部产生相对位移且该上固定部与该下固定部系分别具有一上卡部及一下卡部,该上固定部系延伸一旋转臂,供一使用者旋动;一试片,其具有一可套入该上卡部之上固定孔及一可套入该下卡部之下固定孔;一影像投影幕,系接受由经过该试片而来之混合光束而形成一两色之原始影像;一摄影装置,系可撷取该影像投影幕上之原始影像;一介面卡及接线,系可将所撷取之原始影像转换成数位原始影像资料;一影像资料运算处理器,其内具有一软体,可将该该原始数位影像资料分色,对于第一色之雷射投影光斑资料,先缩小至一资料较少之浮动区域内,再做后续之影像分析及处理;对于第二色之绕射影像,则透过光点中心之位移变化而可计算出其应变値;及一显示器,可将该处理后之影像资料显示出来。2.依申请专利范围第1项所述之光学实验用之影像处理系统,又包括:一语音输出装置。3.依申请专利范围第1项所述之光学实验用之影像处理系统,其中,该试片右部之中央处具有一概呈水平状之短裂缝,而且,在该裂缝末端具有一变形区,当试片被拉伸时,变形区产生微小变形而使得穿透之混合光束焦散,以致于在后方之幕上形成暗点,此即雷射投影光斑实验;而该试片左半部之中央处上、下各黏贴固定一金属片,当试片未受到拉力时,此二金属片间系刚好接触,其间之细缝为零,当拉力逐渐增加时,则细缝逐渐变宽,故,使得穿透过之混合光束会产生绕入射光点,藉由光点之变化,则可推算出其应变値,因此,此为光学应变规之实验。4.一种光学实验用之影像处理方法,其包括下列步骤:第一步骤、读取原始影像并分色:利用一摄影装置将一包含一水平裂缝及一概呈圆形之雷射投影光斑的M乘N点之原始影像资料,透过一界面卡而转换成为一M乘N点之原始数位影像资料,并且,只读取第一色资料,即雷射投影光斑资料,其中,该雷射投影光斑被定义成为一目标影像,其中,该雷射投影光斑被定义成为一目标影像;第二步骤、缩至初始浮动区域:在M乘N点之区域内中设有一预定之面积较小之X乘Y之初始浮动区域;第三步骤、二値化处理:根据一预设之灰阶判断値,将该初始浮动区域内之影像资料之各点之亮度分别判定为亮点或暗点,使该目标影像成为暗点而背景成为亮点;第四步骤、移至第一浮动区域:若此初始浮动区域内之水平灰阶统计値之和为零,则将扩大其面积,直到该目标影像恰好落入为止;若该目标影像已落入该初使浮动区域,则缩小、扩大或移动其面积,此移动后之区域定义为第一浮动区域;第五步骤、弹性扩大浮动区域:当一操作者不断施力于一雷射投影光斑试片时,所形成之目标影像之圆形雷射投影光斑之直径不断增加,此时,该第一浮动区域则随之扩大而形成第二浮动区域,使得该圆形光斑与该浮动区域之边缘具有一预定之距离;第六步骤、预告即将断裂:当该圆形光斑不断扩大时,同时运算相关数値以判断是快要否到达破裂値,若是,则发预出语音预警试片即将破裂;及第七步骤、结束:此时试片断裂,结束此光学实验。5.依申请专利范围第4项所述之光学实验用之影像处理方法,其中,M乘N为640乘480,且X乘Y为200乘200。图式简单说明:第一图系本发明之立体图第二图系本发明之流程图第三图系本发明之原始影像资料二値化之示意图第四图系本发明之原始影像资料目标未落入之示意图第五图系本发明之原始影像资料目标已落入之示意图第六图系本发明之雷射投影光斑逐渐扩大之示意第一图第七图系本发明之雷射投影光斑逐渐扩大之示意第二图第八图系本发明之雷射投影光斑逐渐扩大之示意第三图第九图系本发明之搭配语音辅助之流程图第十图系本发明所搭配之试片的立体图第十一图系本发明之绕射影像之处理流程第十二图系本发明之立体图第十三图A、第十三图B系习知技术所搭配之试片的立体图第十四图系典型之雷射投影光斑实验所得到之影像第十五图系典型之光学应变规实验所得到影像
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