| 姓名 |
陳世洲(Shih-Chou Chen)
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畢業系所 |
資訊工程學系在職專班 |
| 論文名稱 |
利用動態即時影像辨識於光碟機讀取頭校正應用
(Application for optical disc drive tilt adjust by using immediate image)
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| 相關論文 | |
| 檔案 |
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| 摘要(中) |
隨著資訊科技及影音效果不斷進步的影響，人們對資料儲存的容量需求越來越大，因此各種資訊儲存的技術的媒體也不斷的產生。而現在來說，其中可以大量儲存且價格低廉的儲存裝置，可以說就是屬光碟片莫屬了。
而光碟片的格式及容量也不斷的在進步及發展，而最早期光碟機CD(Compact Disc)起始於1980 年，由荷蘭的Philips公司與日本的Sony合作所發表的音樂光碟（Audio CD），而當初為了要完整放入日本人最愛的貝多芬第九號交響曲，因此將CD 的長度訂為74 分鐘。之後，光碟片衍生電腦上的應用，進而產生資料燒錄的功能，容量就訂為650MB。
因為CD 的影像儲存的畫質不夠細緻(352*240)，於是1995 年就
產生了容量更高的DVD（ Digital Versatile Disk）問世。DVD 解
析度為720*480，容量為4.7GB，可儲存當時一般電視解析度兩個小
時的影片。近年來，數位電視慢慢的盛行，HDTV(High Definition TV)已經漸漸的變成電視解析度的主流，甚至Full HD(1920*1080)將為未來的標準數位電視畫質。為了要能夠儲存更精細的畫面，原有的DVD勢必無法應付，因此更新規格的BD(Blue Ray Disc)也就產生了，而容量也大幅拉升到25GB 起跳。
我們可以注意到，光碟片的種類從CD、DVD 進而到BD，容量從650MB、4.7GB、25G 成長了近40 倍，但是光碟片的尺寸卻是沒有改變(直徑均為12 公分)，而提升容量最大的關鍵在於讀取頭所發出的
雷射波長改變。在CD 和DVD 的部份是使用紅光雷射，波長各為780nm及650nm，因此DVD 的單位資料長度可縮短，且資料間的軌道(Track)密度可以增加，因此就可以達到7 倍的容量。而到了BD 的時候，波長變為更短(450nm)，所以容量就又可以再次的提昇。而DVD 和BD都各自有單面多層的結構，也使得容量還可以再度倍增。以單面雙層BD 為例，容量即可達50GB。
在此時，光學讀取頭聚焦光點的品質好壞，就更為顯得重要， 因為在nm級的資料儲存密度上，雷射上稍微有一些聚焦上錯誤，就可能會照成資料的錯誤或無法讀取，將造成非常大的影響。本文的目的，在於利用視準儀將校正讀取頭的偏斜影像經由CCD 及影像處理卡將訊號數位化，再將訊號傳入電腦。
最後利用數位影像處理的技巧，擷取影像過程中的雜訊去除
後，再將處理後的畫面做辨識，以達成輔助校正光碟機讀取頭的效果。 |
| 摘要(英) |
Now, we can get a lot of information from Internet or other way and we need more storage to save those data. Optical disc is a kind of chip and large storage media and almost every PC has recordable optical disc drive(ODD). an ODD is a disk drive that uses laser light or ectromagnetic waves near the light spectrum as part of the process of
reading and writing data.
The most important part of an optical disc drive is an
optical path, placed in a pickup head (PUH), usually consisting of semiconductor laser, a lens to guide the laser beam, and photodiodes detecting the light reflection from disc’’s surface.
We need to keep the PUH between and disc within reasonable tilt. Using a visual autocollimator can detect the tilt. Traditional, we must use our eyes to observe the monitor. We can use computing visual system to judge with
the immediate image now. Finally, we can save much time and get more exactly data by using this new method. |
| 關鍵字(中) |
★ 即時影像
★ 邊偵測 |
關鍵字(英) |
★ line detect
★ immediate image |
| 論文目次 |
中文摘要 …………………………………………………………….. i
目錄 …………………………………………………………….. iii
圖目錄 …………………………………………………………….. vi
表目錄 …………………………………………………………….. viii
符號說明 …………………………………………………………….. ix
一 、 緒論…………………………………………….………… 1
1-1 前言………………………………………………………. 1
1-2 研究目的與動機…………………………………………. 2
1-3 研究方法…………………………………………………. 2
1-4 論文架構…………………………………………………. 3
二 、 相關背景知識介紹……………………………………… 4
2-1 光碟片介紹………………………………………………. 4
2-2 光碟機讀取頭介紹……………………………………… 6
2-3 視準儀介紹………………………………………………. 9
三 、 即時影像偵測與追蹤系統架構……………………....... 11
3-1 影像輸入輸出系統架構……………………………....... 11
3-2 相關軟硬體使用與規格……………………………....... 11
3-2-1 視準儀……………………………………………………. 11
3-2-2 影像擷取卡………………………………………………. 11
3-2-3 電腦系統…………………………………………………. 12
3-2-4 二維條碼機………………………………………………. 12
3-3 軟體介面介紹……………………………………………. 12
3-3-1 即時影像區域……………………………………………. 13
vi
3-3-2 設定區域…………………………………………………. 13
3-3-3 顯示區域…………………………………………………. 14
四 、 移動物體偵測程序 …………………………………….. 15
4-1 建立背景影像……………………………………………. 15
4-2 影像前處理………………………………………………. 15
4-2-1 低通濾波器………………………………………………. 15
4-2-2 中值濾波器………………………………………………. 16
4-2-3 連接元件標記法…………………………………………. 16
4-2-4 加強對比…………………………………………………. 18
4-2-5 二值化……………………………………………………. 18
4-3 單一影像物體之偵測…………………………………… 18
4-4 目標物偵測方式…………………………………………. 19
4-4-1 Laplace……………………………………………………. 19
4-4-2 Prewitt…………………………………………………….. 20
4-4-3 Sobel………………………………………………………. 20
4-4-4 改良方式…………………………………………………. 21
4-5 移動物體搜尋方式………………………………………. 21
4-5-1 全域搜尋法………………………………………………. 21
4-5-2 三步搜尋法………………………………………………. 21
4-5-3 預測法……………………………………………………. 22
五 、 目標追蹤系統的實現……………………………………. 23
5-1 影像歸零校正……………………………………………. 23
5-2 輸入目標點座標…………………………………………. 24
5-3 判斷十字線所在區域……………………………………. 24
5-4 目標點偵測………………………………………………. 26
vii
5-5 單一實驗影像分析………………………………………. 26
5-6 實驗數據及分析…………………………………………. 33
六 、 結論與未來方向…………………………………………. 42
6-1 研究成果討論 …………………………………………... 42
6-2 未來方向…………………………………………………. 42
參考文獻 …………………………………………………………….. 43 |
| 參考文獻 |
[1] The Compact Disc Handbook, p 82.
[2] Compact Disc Digital Audio, p 1, Feb 1985.
[3] DVD specifications for Read-Only Disc part 1 Version 1.04, p 2
Jun 2002.
[4] DVD specifications for Read-Only Disc part , 1 Version 1.04, p 28
Jun 2002.
[5] The Compact Disc Handbook, pp. 59, 107-118.
[6] Trioptics Optical Test Instruments-OptiAngle Description 取自
http://www.trioptics.com/optiangle/description.php
[7] 陳錦輝等編著，C++ Builder 6 完全攻略，初版，金禾書局，
台北市，民國九十二年。
[8] 黃文吉，C++ Builder 與影像處理，二版，儒林書局，台北市，
民國九十六年。
[9] 張銘華，多媒體視訊程式設計-使用Delphi，初版，金禾書局，
台北市，民國九十四年。
[10] P. Anandan, Measuring Visual Motion from Image Sequences,
COINS Dept. Univ. of Massachusetts, Tech. Rep. COINSTR-
87-21, 1987.
[11] J. Canny, “A computational approach to edge detection”,
IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence
Volume 8 , Issue 6 , pp. 679 – 698, 1986.
[12] Laplace Operator,取自http://en.wikipedia.org/wiki/Laplace_operator
[13] Prewitt Operator,取自http://en.wikipedia.org/wiki/Prewitt
44
[14] Sobel Operator, 取自http://en.wikipedia.org/wiki/Sobel_operator
[15] H. M. Jong, L. G. Chen and T. D. Chiueh,“ Parallel Architectures
for 3-Step Hierarchical Search Block - Matching Algorithm”, IEEE
65Trans. on Circuits and Systems for Video Technology, Vol. 4, No.
4, pp. 407-416, 1994. |
| 指導教授 |
范國清(Kuo-Chin Fan)
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審核日期 |
2008-7-17 |
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