零交越点
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如果一个函数经过某个点后,其数值正负号改变(如从正到负),则称该点为零交越点。图中的函数图形和座标轴的交点即是零交越点。零交越点常出现于电子学、数学、声学和影像处理。
电子学
在交流电中,零交越点是一个瞬时的点,表示电压为零。在正弦波或其他简单的波形中,每个周期通常会出现两个零交越点。零交越点可以用来检测电压在哪里从任意方向跨越零。
零交越点对通过交流电路传送数位讯号的系统十分重要,如数据机、X10家庭自动化控制系统,以及Lionel和其他交流电模型火车所用的数位命令控制型系统。
在语音处理中,可以通过计算零交越点的数量估计语音的基本频率。
在输入信号为数位控制增益的放大器的系统中,放大器的增益突然在离散值之间切换时,非零的输出信号中会产生失真。在一些消费级电子产品(如可携式媒体播放器)中,这些失真听得见,快速增加增益时会发出拉链声,改变一次增益时会发出轻微的咔嗒声。这些失真是人们不想要的,但如果只在输入信号的零交越点上作出改变,无论增益如何改变,输出仍然为零。(忽然改变增益仍会导致一些失真,但不会产生咔嗒声)
至于电力开关,如果在没有电流的瞬间——零交越点——切换开关,就不会产生电磁干扰。早期的调光器以及类似的装置都会产生干扰,但近年来的产品都在零交越点切换。
影像处理
在数位影像处理中,寻找影像中的边缘是一项重要的研究项目。这些技术称为“边缘侦测”或“梯度滤波器”。梯度滤波器是一种能够找出像素值剧烈变动之处的滤波器。这些点通常代表边界或边缘。拉普拉斯滤波器属于梯度滤波器,尽管它以另一种方式处理这个任务。它在讯号串流中找出图像的数位讯号穿过预设的“零”位置的点,并将其标注为可能的边界点。因为讯号穿过零点,所以它被称为零交越点。这里 (页面存档备份,存于互联网档案馆)有一个例子,包含Java原始码。
在工业射线照相术中,零交越点可用于潜在损伤处的分割中。[1]
参考文献
- ^ Mery, Domingo. Computer Vision for X-Ray Testing. Switzerland: Springer International Publishing. 2015: 271. ISBN 978-3319207469.