在第三章中,已經把系統的設計詳細的介紹過,在第四章即將針對系統完成後的後 續來做敘述,首先會將系統的安裝方式在第4- 1節作講解。在安裝完畢之後,便針對系統 進行驗證,驗證的方法及過程會在第4- 2節清楚交代,完成以上的安裝以及驗證,確定此 系統的可用性之後,便開始進行量測的測試,幾種情況的結果會在第4- 3節呈現。
4-1 系統安裝
在本章節所要講解的是系統的安裝,在此節會將我們的系統該如何組裝起來,將方 法在下面做說明。組裝起來相當的方便簡單,相信只需要簡單的說明,便可讓使用者輕 易的上手,開始進行量測的操作。如此一來分析人員可以很快進入判讀分析的階段,不 需要浪費太多時間在學習電子系統的操作。
圖4- 1:系統圖
在本系統的運作必須具備幾樣東西,首先就是CCD 攝影機,做為視訊類比訊號資 料的輸入,而CCD 攝影機的輸出就是複合視訊訊號(Composite Video Broadcast Signal)
的 NTSC,接著將 NTSC 的訊號透過 AV 端子(黃色)輸入到系統電路板做處理,然後再
利用AV 端子(紅色)輸出到顯示器顯示,整個系統板的安裝方法就如圖4- 1 所示。未來 在使用這套系統時,只需要將電路板攜帶到實驗的環境,並且將CCD 攝影機架設在量 測的環境上,之後 CCD 的訊號輸入到電路板中,並且將電路板訊號輸出到顯示器上顯 示即可。
4-2 系統驗證
在這裡我們先為系統做個驗證,但是為了圖片展示得較為整齊清楚,所以這裡利用 影像擷取器(圖4- 2),將圖片整齊的擷取下來,一般系統操作時,影像擷取器不是必要 的,所以擷取器的使用方法不在此贅述,可以參考使用手冊[22] ,至於直接在螢幕顯示 的結果,在第4- 3 節會有展示。
圖4- 2:影像擷取器
圖4- 3:二值化影像
圖4- 3為經過系統二值化之後的圖片,我們特別放置兩個不同形狀的物體,然後透 過邏輯分析儀(圖4- 4),來將物體為亮點(亮點定義請看第2-1 節)的部份抓取出來(圖 4- 5),首先將其中的參數做個說明。Hcnt (Horizontal count)其實就是 X 座標,而 Vcnt (Vertical count)為 Y 座標,ccnt 為影像中亮點的訊號,F、V、H 分別為基偶場、垂直同 步及水平同步,最後CLK 即為系統的時脈。看到圖4- 5中ccnt 的部份,左邊的訊號數 會比較少的原因,可以從圖4- 3中看到,因為左邊的物體所佔的Y 軸較少,所以右邊 的訊號數自然就會比左邊的多。
圖4- 4:邏輯分析儀
圖4- 5:邏輯分析儀抓取波型圖
接下來我們把圖4- 5中,找其中一個訊號出來看(圗4- 6、圗4- 7),圖4- 6要看的重 點在於,ccnt的訊號為第一個物體的第一行影像訊號,我們將影像正負邊緣的X值以及 所在的Y軸的值紀錄下來,圖4- 6為物體的正邊緣,將邏輯分析儀介面上的游標A(綠色) 放置到正邊緣上,顯示hcnt值為298(十進位),圖4- 7為物體的負邊緣,邏輯分析儀介面 上的游標B(黃色)放置到負邊緣上,顯示hcnt值為336(十進位),而Y值同為為209(十進 位),表示屬於同一行掃描線。
圖4- 6:物體正邊緣
圖4- 7:物體負邊緣
於是我們便將每一行影像所在X與Y值,利用EXCEL建圖表(圖4- 8),圖4- 8橫軸的 hcnt(Horizontal count)代表X,縱軸的vcnt(Vertical count)代表Y,然後可以將圖4- 3 與圖4- 8做比對,可以依此做個的驗證。
圖4- 8:系統驗證圖
4-3 量測測試與結果
首先介紹一下測試的環境(圖4- 9),我們製作一個實驗黑箱及架設CCD 的架子,然 後在實驗黑箱中放置兩個物體來作量測測試,目前系統已經能做到在多目標的情況下,將 物體各別的(X,Y)座標作呈現(圖4- 10)
圖4- 9:測試環境
圖4- 10:系統顯示圖
在這裡一樣為了圖片整齊,用影像擷取器,將圖片擷取下來。可以看到下面四張圖(圖 4- 11、4- 12、4- 13、4- 14),首先看到圖4- 11,將物體放置於一上一下,且X 極為相近,
而看到圖中顯示的確可以用一白一綠將物體以十字標記的方式,將物體標記上去,並且 將門檻值及座標顯示在左上角,以供給使用者參考或調整,而且可以看到上面物體比下 面物體略為偏左,我們可以看到X 座標的部分的確也是如此,上面物體的 X 為 385,下 面物體為390,有此看來,系統可準確的辨識位置。
圖4- 11:成果展示1
接下來我們看到物體在另一種擺放情況的時候(圗
4- 12),將物體一左上以及一右下 的方式擺放,一樣可以準確的將目標物做標記。圖4- 12:成果展示2
再來我們看到另外一種擺放情況(圗4- 13),將物體一左下以及一右上的方式擺放,
同樣能夠準確的將目標物做標記。在圗4- 12、圗 4- 13中,刻意不將物體放置的很直立,
而是有所傾斜,就是想呈現系統在不同情況下都能運算出中心點,而不是針對單一情況 的運算。
圖4- 13:成果展示3
最後看到圖4- 14的情況,將物體擺放在Y 軸相近的位置,代表物體即使在同樣掃 描線中,系統仍然可以判斷為不同物體。可以看到物體依然會被系統做十字標記,並且 顯示出各物體所在的位置。
圖4- 14:成果展示4
由於物體的狀況相當的多,無法各別呈現,在這裡利用 FLASH 製作一個動畫在螢
幕上播放,然後利用CCD camera 對著螢幕進行攝影與量測,來做一連串的動態測試。FLASH 的路徑與規格,我們可以透過圖4- 15 來了解,圖中的兩個小黑點代表兩個物體 個別的起點,兩個物體都是依順時鐘方向,並且沿著各自所在的矩形移動,垂直方向的 時間與距離都是兩秒鐘移動140 pixel,而水平方向都是五秒鐘移動 550 pixel。量測過程 我們利用第4-2 節提到的影像擷取器擷取畫面,可以看到圖4- 16 ,其過程順序是由左 而右,由上往下,透過著個量測過程的測試,可以知道系統的確能夠實現多目標量測之 目的,耳且是可以運用在動態的物體上,所以也證明演算法的可行性,便可利用之間的 相對位置,來觀察彼此的互動狀況。
圖4- 15:FLASH 路徑與規格示意圖 140 pixel/2sec.
550 pixel /5 sec.
圖4- 16:動態測試過程