关键词： 混凝土   粗骨料   图像处理   形状特性   密实度  

摘要： 粗骨料的特性如级配及其粒径分布、粒形及其形状特性、空隙率或密实度等,对混凝土的性能有着重要影响。粗骨料的形状特性影响其堆积密实度,进而影响混凝土的细微观性能。骨料质量的常规检测分析方法无法全面地反映粗骨料的形状特性,不能满足混凝土材料细微观研究的需要;由于常规的筛分方法无法得到粗骨料的全部形状特性,传统的骨料堆积密实度计算理论及其方法不考虑骨料的形状特性。随着图像信息处理技术的发展,获得骨料的全部形状特性成为可能。利用图像处理技术获取骨料的形状特性,既为骨料特性检测分析提供了一种高效、便捷、智能的检测方法,同时也为骨料堆积密实度计算提供了数据支撑,对改善和提高混凝土的性能有重要意义。本文的主要研究内容如下:(1)分析和总结了二维、三维图像处理技术的一般理论与方法及其在骨料粒形分析中应用的进展;总结讨论了颗粒材料堆积密实度计算理论与方法的进展,分析了粗骨料堆积密实度对混凝土性能的影响;确定了课题研究的可行性、技术路线及解决的关键问题。(2)应用二维图像处理及分析方法,构建了二维图像采集和处理分析系统。利用等效椭圆方法,通过图像分析获得的骨料边缘信息,确定和分析骨料形状参数。在理论研究的基础上,开发了二维图像采集及处理分析软件。对比分析研究表明,该系统的检测与分析计算结果误差较小,与常规的筛分方法相比,级配的最大误差为5.52%,针、片状颗粒含量的分析结果与规准仪法检测结果的最大误差为2.54%,与游标卡尺法检测结果的最大误差为6.88%。(3)针对二维分析中由于三维信息缺失造成的误差问题,应用多目立体视觉三维重建理论及其方法,构建了三维图像采集和处理系统。通过多目立体视觉技术,多角度提取骨料的三维信息,利用三维重建的方法,获取和分析骨料的三维形状参数。在理论研究的基础上,开发了三维图像采集和处理分析软件。对比分析研究表明,测试精度进一步提高,级配的最大误差由原来的5.52%下降到3.95%,针、片状颗粒含量测试的误差由原来的2.54%下降到1.97%(规准仪法),6.88%下降到2.93%(游标卡尺法)。(4)在二维、三维检测分析和系统构建的基础上,应用四点透视变换理论及其方法,使用OpenCV图像处理库,开发了Android系统的粗骨料图像处理及分析“应用”(APP),构建了移动智能检测分析系统。对比分析研究表明,该应用的检测分析精度也较高,与常规的筛分方法、二维和三维固定相机测试方法均有较高的吻合度,测试精度在一定程度上能满足实际应用的要求。(5)骨料的堆积密实度影响混凝土拌合物及硬化混凝土性能。提高骨料密实度、降低空隙率,对改善和提高混凝土性能有重要意义。骨料堆积密实度计算理论与方法,对骨料优化混配及混凝土配合比优化设计有重要的指导意义。本文利用图像分析处理系统获取和分析的骨料形状参数,提出了一种基于骨料形状特性的堆积密实度计算方法,弥补了现有颗粒堆积密实度计算模型,如FURNAS模型、TOUFAR模型和CPM模型等不考虑骨料颗粒的真实粒径分布和形状特性的缺陷。应用该方法对骨料的二维堆积模拟及密实度计算结果表明,计算精度高,与常规检测方法相比,误差只有0.96%。

ISBN: (纸本)9787517086659

关键词： 平面设计   图像处理软件   应用  

摘要： 图形图像处理软件在平面设计中具有重要作用,通过应用图形图像处理软件,能够帮助工作人员有效提高平面设计工作效率,还可以提高设计作品的表现力,达到良好设计效果。本文分析了常用图形图像处理软件的应用及其功能,介绍了软件在平面设计中的具体应用。

ISBN: (纸本)9787515359168

关键词： 图像处理   效果分析   当代   中国水墨画创作   应用  

摘要： 随着科学技术水平的提升,我国在图像处理方面的方法得到了提高,使诸多领域的创作形式发生改变,通过对图像处理的研究发现:图像处理是使用计算机对图像进行分析,从而达到图像处理所需结果的技术,也被称为影像处理,对画质处理的结果具有积极的影响,通过图像处理分析后的作品特色能最大程度的被展示出来,促使更多人来欣赏优秀的作品。当代中国水墨画的创作是传承了传统水墨画而形成的作品,主要由墨和水配置成不同的深浅颜色而制作的一种绘画形式,有效的展现了我国的传统文化和精神,是最具有代表性的国画,通过图像处理效果分析的手段研究当代中国水墨画,有利于水墨画的发展和传承,本文基于当代中国水墨画的特点,探究图像处理效果分析在当地中国水墨画创作中的应用,以期促进当代中国水墨画的发展。

关键词： 玻璃喷墨打印   图像编辑   色彩管理   多级灰度分色   图像处理软件  

摘要： 玻璃喷墨打印是一种以玻璃为介质的喷墨打印技术,其生产制品具有抗酸碱、色泽稳定、艺术感强等优点,广泛应用于玻璃幕墙、车窗玻璃、办公室隔断等场合。目前,玻璃喷墨打印的厂商主要以国外的以色列Dip-Tech公司为代表,其制作精美但生产造价过高,在国内没有得到广泛普及。为了降低玻璃喷墨打印的生产成本,使该技术进一步得到推广和运用,本文依托实验室项目对其中的图像处理关键技术展开了相关研究。总的来说,本文的研究工作和主要贡献如下:一、本文提出了一种位矢结合的图像编辑方法,旨在增强玻璃喷墨打印的图像质量。该方法结合了两种图像类型的优势,通过对原有图像进行位图编辑、位矢转换、矢量图编辑、矢量渲染处理,使得最终编辑图像的效果既有位图丰富的色彩表现能力,又兼有矢量图缩放不失真、图像清晰、存储空间小的优点。二、针对计算机处理图像和玻璃喷墨打印图像普遍存在的色差问题,本文基于传统的ICC色彩管理研究,提出了一套应用于玻璃喷墨打印的色彩管理方案。该方案的主要内容有:显示器设备校准、打印机ICC Profile制作、正向以及反向ICC处理。通过对ICC Profile中特征化信息的处理,可以使设备间的图像色彩具有较高的一致性,使打印色彩得到充分表现,提高玻璃制品出品的工作效率。三、针对现有玻璃喷墨打印分色算法中色差大、层次感单调等问题,本文提出了一种玻璃喷墨打印的多级灰度分色算法。该算法主要有四个关键步骤:准备基础色、确定打印灰度等级、像素点映射以及误差的传递。通过该算法,可以驱动喷嘴产生多种油墨量状态的墨滴。仿真结果表明,对比常用的二值分色算法,该算法的打印图像整体输出色差小,图像色彩表现力、层次感得到提升。四、本文设计开发了一款Windows平台下玻璃喷墨打印的图像处理软件,旨在整合玻璃喷墨打印的图像处理功能。整合的功能主要包括位矢编辑、色彩管理以及分色处理等图像处理模块。同时,软件基于MFC和Open CV类库,采用C++语言进行编写,具有图像处理速度快、界面设计友好、易于维护和拓展等优点。

关键词： 等离子体诊断   跨尺度分析   电晕放电   图像处理   色度分析  

摘要： 气体放电涉及多物种、不同时间尺度的物理化学过程,因此对放电状态的宏观检测与微观描述是一个多尺度耦合的科学前沿问题。另一方面,在气体放电光学图像数字处理领域,过去形态学研究主要集中在紫外图像,色度学研究又主要集中在热等离子体的红外图像,关于非热放电的可见光颜色研究基本没有。由于光电检测技术的进步,高像素的可见光图像包含更加丰富的空间结构信息,使得探测颜色分布的规律成为可能,也为与微观尺度过程的关联提供了一个新的途径。本文基于可见光放电图像的特征信息,结合光谱、电流电磁波形和纳秒图像的检测,以及数值模拟,开展了大气压电晕放电状态多尺度特征关联研究,取得的具体成果如下:通过大气压空气电晕放电可见光图像空间分布灰度和色度特征的研究,建立了一套反映放电状态的灰度和色度指标,并通过与电流波形、特高频电磁波和高速相机的多维度多尺度关联分析,发现了三个实验现象,建立了电晕放电阶段划分的新指标。(1)提出一套反映放电状态的定量化指标。该套指标能够有效描述放电图像和光谱的特征,图像与光谱的RGB色度指标有很好的关联性,图像与电流的关联性分析证明了颜色色度属性对应于电流脉冲幅值,亮度属性对应于电流脉冲频率。(2)发现了短间隙极尖型棒-板电极结构中存在电晕型(非热)先导现象。图像灰度指标的空间分布存在“平台”结构,同时单个电流、电磁波脉冲的形态结构和相关计算证明了电晕型先导存在,另外通过高速相机直接拍摄到了“茎”结构。(3)发现并定量识别了交流电晕丝状放电的变化过程。交流电晕正半周存在微弱的丝状放电,其长度先增加、后降低、最后消失,最大轴向长度为3.5mm。(4)发现并定量识别了棒-板电极结构负直流电晕中,板电极一侧阳极性放电的变化过程。在无脉冲放电之前,阳极平板附近存在放电现象,色度特征显示阳极性放电有别于针尖附近的脉冲放电。定量描绘了阳极性放电从阳极板附近发展至针尖附近的空间变化。(5)根据正半周丝状放电和长刷状放电的变化,将交流电晕划分为“发展阶段”、“抑制阶段”、“稳定阶段”、“预击穿阶段”四个阶段。以电流脉冲和色度指标为依据,将负直流电晕细分为“初始阶段”、“单模式放电阶段”、“双模式放电阶段”和“无脉冲放电阶段”四个阶段。通过大气压空气电晕放电可见光图像色品坐标特征的研究,建立了一套从宏观图像到微观光辐射过程以及等离子体物理参数的多尺度研究模型和方法。(1)提出了以放电图像的色品坐标轨迹研究宏观放电现象的方法,发现了电晕图像色品坐标移动轨迹近似直线的规律,色品坐标移动过程反映了氮的第一正带系和氮的第二正带系强度之比的微观过程变化。(2)实现了电晕光谱至色品坐标的跨尺度转换,其中电晕光谱的色品坐标与图像的色品坐标关联性良好,电晕光谱色品坐标主波长这一宏观现象指标的变化能够反映微观过程电子振动温度的变化。(3)建立了图像色品坐标估算等离子体物理参数的模型。提出了电晕光谱反演模型,引入了颜色基底和光谱基底的概念,提出了颜色色度属性和亮度属性与反应物物种(谱线波长)和能量状态(谱线幅值)的对应关系。通过构建质量守恒方程组,并考虑不同激发态物种和理化反应,建立起了以电子温度、电子密度与激发态物种之间关系为核心的电晕放电碰撞辐射模型。联合电晕光谱反演模型和电晕放电碰撞辐射模型,实现了图像色品坐标对放电等离子体物理参数的估算。通过流体模型的数值模拟,为前述成果提供了时间和空间的关联分析。(1)说明了空间离子对电离电场的作用,电离电场是影响图像色度属性和电流幅值的重要因素。(2)讨论了外加电场和负离子电荷对针尖真实电场恢复电离能力的作用,真实电场恢复电离的能力决定了图像亮度属性和电流频率。(3)提出负离子团和负离子云模型,分析了负离子云团形成机理和空间尺寸的异同,解释了仿真模拟中观测到的负离子融合现象,并尝试提出阳极性放电产生机制。

ISBN: (纸本)9787115522252

ISBN: (纸本)9787557674649

关键词： 肺癌   肺结点   Unet   3DCNN   数字图像处理  

摘要： 肺癌是全世界死亡率最高的癌症之一,使用图像处理技术去研究肺癌诊断有很重要的现实意义。传统的方法是基于肺部CT图像分割,人工肉眼查看肺部CT进行诊断检测。近年来图像处理技术广泛应用于肺癌识别,尤其是深度学习的不断发展,利用深度学习自动识别肺癌将为放射科医生节省大量时间、诊断更加经济实惠。通常检测肺癌的通用方法是先对肺部分割,接下来特征检测识别。本文针对肺部CT图像分割、识别中肺结点区域类型结构复杂多变等存在的一些难点,结合了最近的深度学习技术,研究了 Unet分割和3DCNN识别的相关技术可行性,并进行了工程实现。本文的主要工作包括:（1）本文对Unet网络结构进行了研究,相比其他深度学习模型,Unet模型结构简单,参数量较小,分割速度快而且具有非常好的泛化性能,对许多不同的数据集分割准确度较高。本文在上述研究基础上,对基于Unet的肺结点分割进行了工程实现。主要由数据集读取模块、Unet分割算法模块、交互事件模块、以及结果显示模块四个模块组成;首先使用临床扫描肺部CT图像对前述工程实现进行了实验验证和测试分析,引入准确度ACC和IoU对分割结果进行了质量评估,结果表明深度学习无论在ACC还是IoU上均比机器学习算法更优,针对获取数据集时,因机器的拍摄位置及边缘造成灰度模糊、噪声冗余度高、像素变化范围较大的问题,设计实现了通过加入滤波器滤波和数据修正对数据进行预处理,增强图像的清晰度和对比度。（2）本文对3DCNN网络结构进行了研究,三维卷积相比二维卷积更高效的自动抽取三维图像特征信息,这些信息更好的表征三维的空间特性和纹理特性。本文在上述研究基础上对3DCNN的肺癌检测进行工程实现,主要由数据集读取模块、识别算法模块、交互事件模块、以及结果显示模块四个模块组成;使用肺部CT图像对前述工程实现进行了实验验证和测试分析,结果表明在肺结节三维维图像良恶性分类过程中,3DCNN取得很好的结果,良好的特异性意味着在相同的数据集里可以检测到更多的恶性肺结节,引入FROC对本文的3D CNN模型在数据集肺结节中针对假阳性进行评估,结合形态学和模式识别领域,对肺癌进行检测。