关键词： 计算机   图像处理技术   处理方法   应用分析  

摘要： 计算机系统主要分为两部分,分别为硬件系统和软件系统,只有硬件系统的计算机又称为裸机,而计算机最基本的功能就是进行信息处理和数据计算,这是裸机所不能完成的功能.计算机的飞速发展带动了图像处理技术的发展,图像处理简而言之就是对图像的信息进行处理,图像以感官视觉为基础,它是人们获取现实信息的主要渠道.因此本文对数字图像处理技术进行了分析,分析了它的处理方法和应用方向,从而使图像处理技术得到广泛应用.

ISBN: (纸本)9787115540218

关键词： 图像处理软件   二次开发   PIE  

摘要： 主办单位:中国测绘学会承办单位:北京航天宏图信息技术股份有限公司2020年,第三届"航天宏图杯"PIE遥感图像处理软件二次开发大赛将再启征程!本次大赛将继续以引领遥感技术发展、拓展行业应用为主旨,通过比赛进一步激发广大青年科技工作者和在校师生的创新创业热情,促进遥感技术在各行业领域的深化拓展和广泛应用,增强产学研用融合能力,提升我国遥感技术应用水平。大赛采用航天宏图研发的PIE-SDK作为开发软件包:PIE-SDK是国产遥感软件PIE的二次开发组件包,采用"微内核+插件"式架构,功能模块之间低耦合、交互方便,支持插件式和组件式两种开发方式,提供了遥感数据读取、图像基础处理、图像信息提取、基础空间分析与统计、专题图制作等能力,实现了遥感和GIS的一体化集成。大赛采取网络报名及确认方式,可扫描报名二维码进行在线报名。已经报名的参赛选手,组委会将定期开展

关键词： 模式识别   图像处理   人工智能  

摘要： 近年来随着人工智能技术的发展,当前图像处理中广泛运用模式识别技术.本研究中深入阐述统计模式、结构模式、模糊模式识别方法以及在图像处理中融合人工智能模式识别理论的具体应用,并结合当前模式研究成果进行分析,阐述仿生模式的具体应用,针对当前模式识别方法用于图像处理的问题进行展望.

关键词： 生物质   燃烧监测   光谱分析   火焰图像   燃料识别   稳定性分析  

摘要： 近年来,随着生物质发电持续稳定发展,生物质锅炉燃烧状态监测与控制问题日益受到关注。我国可用生物质燃料品种多样,燃料偏离锅炉设计种类容易造成结焦和严重积灰等问题,直接影响生产安全和经济效益。本文基于火焰光谱分析算法和图像处理技术,研究生物质燃料种类识别及燃烧状态的监测方法。在单生物质燃烧特性的基础上,重点研究混合生物质的燃料识别和燃烧稳定性分析问题,为生物质锅炉适应燃料的多样性和机组的稳定经济运行提供依据。主要内容如下:1)针对生物质混燃问题,构造了基于火焰光谱6维特征与集成学习的生物质燃料识别方法。通过花生壳、柳木、麦秸、玉米芯四种单生物质及其等质量均匀混合的六种混合生物质进行燃烧实验;同时基于生物质燃烧火焰光谱的时域特性和频域特性的深入分析,构造了基于火焰光谱6维特征(由OH*、CN*、CH*、C2*-1和C2*-2等5类自由基辐射强度和火焰辐射强度信号组成)与集成学习的生物质燃料识别方法,并将识别结果与SVM和决策树两种常用算法进行了对比,结果表明,基于6维火焰光谱强度信号与集成学习的生物质燃料识别方法具有较高的识别率,单生物质高于99.32%,混合生物质均达到100%。该方法简化了特征提取过程,集成了支持向量机(Support Vector Machines,SVM)与决策树两种单分类器的优势,具有较好的泛化能力。2)构造了基于火焰图像与卷积神经网络的燃料识别方法。为克服传统基于图像的燃料识别方法对特征提取的依赖性,在分析生物质燃烧火焰图像的几何特征、光学特征和热力学特征的基础上,构造了基于火焰图像与深度卷积神经网络ResNet50的燃料识别方法,并分别对单生物质和混合生物质进行了燃料识别实验,结果表明基于火焰图像与ResNet50的燃料识别准确率高达97.41%,而其它机器学习算法最高仅达85.83%,可见该方法识别效果优于四种传统机器学习方法。3)定义了基于火焰图像和数据融合的燃烧稳定性指数。在提取火焰图像高度、平均灰度、平均温度和最高温度等特征参数的基础上,定义了基于火焰图像和数据融合的稳定性指数,并用来定量表征生物质火焰燃烧稳定性状态,并结合火焰闪烁频率对单生物质和混合生物质燃料稳定性进行了分析,分析结果表明所提方法能够有效表征生物质火焰燃烧稳定性状态。4)构建了一种生物质燃烧监测及稳定性判别的优化方案。基于混淆矩阵,对光谱分析与图像处理在生物质燃料识别与燃烧稳定性分析效果进行了对比分析,提出了以火焰光谱6维特征与集成学习进行生物质燃料识别、基于火焰图像和稳定性指数进行生物质燃烧稳定性分析的生物质燃烧监测优化方案。借鉴多元统计指标T2和SPE实现了不同生物质燃烧稳定与不稳定的分类,并根据分类结果确定了稳定性指数阈值,最终实现了燃料和稳定性的实时判定。

关键词： 激光光束质量   激光光斑检测   光斑特性分析   激光束宽   BQ因子   图像处理  

摘要： 随着激光技术在军事、农业、材料加工等领域内的广泛应用,不同领域对激光的特性要求也不相同,如何评价激光的质量也显得尤为重要。相比其它光束质量评价参数,BQ因子考虑到大气湍流对激光光束的影响,因此对追求实际光束远场能量集中度或检测光束强度均匀的应用场合来讲,BQ因子显得十分重要。本文主要对光束束宽测量方案的设计、BQ因子测量方案的设计和光斑图像处理与特性分析这三个方面进行研究,以下分别介绍:1)分析激光光束质量评价参数,并且指出它们的适用性与不足。基于高斯激光特性推导激光光束质量评价参数的计算公式,在此基础上设计基于CCD相机的激光光束束宽测量方案。2)分析传统BQ因子测量方案发现若激光光束经过远距离传输后,光束横截面的光斑尺寸可能大于功率探测器的有效面积,因此导致BQ因子计算不准确。针对这一问题,本文使用了基于图像灰度分布的BQ因子测量方案。3)自然环境中的各种电磁波和CCD相机本身都会使拍摄到的光斑图像存在噪声。因此对光斑图像进行特性分析之前,需要将光斑图像经过去噪处理。分析传统空域和频域滤波算法可知,它们不能兼顾平滑噪声和保留图像的细节信息,因此本文选用基于PDE的全变分去噪算法。但传统全变分去噪算法会产生“阶梯效应”,针对这一问题,本文提出了改进的全变分去噪算法。基于图像处理技术,分析光斑特性如光斑质心位置、灰度分布、图像边缘、三维及伪彩色图像。使用由本文研制的激光光束质量测量系统所计算得到的光束质量评价参数数据,分析激光光束特性。最后本文基于CCD相机设计并研发了一套激光光束质量分析系统,该系统以VS2015为开发平台,使用C/C++为编程语言,利用MFC编写人机交互界面,Open Cv进行图像处理算法编程。

关键词： 单颗粒煤   燃烧行为   可视化研究   图像处理算法   定量分析  

摘要： 固体燃料一直是电力生产中的主要供应能源之一,但这些固体燃料的大量使用带来了大气污染、温室效应等一系列环境问题。如何更加清洁、高效地使用固体燃料也因此成为人们关注的焦点。微观单颗粒燃料的燃烧特性是深入理解电厂锅炉中宏观煤粉燃烧的基础。考虑到目前对单颗粒固体燃料的研究多为定性研究的现状,本文用可视化测量方法获得单颗粒烟煤在管式沉降炉中的燃烧图像,而后着重运用图像处理技术进行深入的煤颗粒燃烧特性定量分析,主要研究内容和结论如下:(1)针对目前常用目标提取算法只能提取出燃烧图像中较明亮燃烧区域的问题,本文提出一种基于Canny边缘检测的完整燃烧区域改进提取算法—Improved-Canny燃烧二值图像提取算法,并与Otsu分割算法进行了比较,显示出所提算法对挥发分燃烧阶段图像的适用性。(2)基于Improved-Canny目标提取算法与Otsu分割算法,提出了一种专门用于提取挥发分燃烧阶段图像中固体煤颗粒区域(不包含挥发分火焰)的图像处理算法,为研究烟煤颗粒在脱挥发分阶段的形态变化提供了新手段。(3)根据上述两种算法,进一步定义并计算了燃烧颗粒的面积、归一化均值亮度参数,挥发分火焰长度与宽度以及固体颗粒的下落位移与速度参数,深入分析了烟煤颗粒在燃烧过程中的形态变化特性和运动特性。分析结果表明,烟煤颗粒在燃烧过程中有明显的旋转行为,且在挥发分燃烧阶段旋转频率较高;颗粒在沉降炉内燃烧时在挥发分燃烧阶段有短暂的上升行为,而后持续下落。

ISBN: (纸本)9787121391217

关键词： 医学超声图像处理   平台设计   MATLAB软件   胆囊结石  

摘要： 随着生活质量的提高和现代医疗科技的发展,科技辅助使人类实现越来越强大的解决能力,医学图像检查技术是当今医疗领域内必不可少的辅助技术。医学超声检查作为病灶初筛的首选,是因为它无创、时间分辨率高且便于实现价格低廉,但超声图像不同于CT、磁共振等图像,它由于其成像原理更加容易受外界环境因素及设备参数等限制条件影响,导致图像不清晰、对比度低、灰度不均匀且组织边界模糊不清等问题。而医疗设备自带的图像处理软件只能满足医生在医疗设备上对图像进行简单处理,并不能提供学术研究平台,并且目前医学图像多为DICOM(Digital Imaging Communications in Medicine)格式,使得现有的一般图像处理软件并不能直接读取处理。因此,开发一套能够读取和改善医学超声图像质量的仿真平台成为病灶研究的切实需求。本文基于MATLAB设计了一套医学超声图像处理仿真平台。该平台具有对DICOM格式图像进行图像增强、图像滤波、图像分割、形态学处理及边缘检测等6个模块38个功能。并创新性的将脉冲耦合神经网络(Pulse Coupled Neural Network,PCNN)图像分割纳入平台,利用图像信息熵最大准则确定迭代次数。最后以人体胆囊结石医学超声图像中两类典型的、具代表性的结石病变图像作为实验图像,通过主观评价与客观评价相结合的方式对仿真平台进行测试及算法评价,并总结出了一套适用于人体胆囊结石医学超声图像的处理流程。实验结果表明:(1)图像增强模块:两幅实验图像经平台中图像增强模块处理后,图像的灰度级范围得到了调整,对需要重点观察的结石部位信息进行了加强,不重要的、有影响的信息进行了减弱,很好的解决了超声图像对比度低、灰度不均匀的问题。(2)图像滤波模块:对两幅实验图像分别进行平台中四种不同算法的滤波处理,并将窗口大小统一设置为5×5,利用客观评价指标信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)来验证四种滤波效果的有效性,经测试,实验图像胆固醇结石超声图像的信噪比为7.951dB,经均值滤波、中值滤波、高斯平滑滤波与维纳滤波处理后的信噪比分别提高为12.496dB、18.095dB、23.152dB、28.345dB,表明平台滤波模块能够有效地改善超声图像的清晰度。(3)图像分割模块:利用阈值分割、区域分割以及PCNN分割三种分割算法分别对两幅实验图像的结石部位进行分割,并将结果与医生手工分割图像进行重合配准,结果表明,PCNN分割具有与人脑相似的识别能力,与手工分割重合效果最佳;阈值分割效果相较于PCNN分割,过分割的面积更大一些,但阈值分割算法计算量小,更容易实现;区域分割结石轮廓不够光滑清晰且结石内部也存在过分割现象,但区域分割可以做到定位分割。(4)形态学处理模块:利用该模块中膨胀、腐蚀、开运算和闭运算对区域分割后图像进行处理,将结果与医生手工分割图像进行重合配准,可发现经形态学处理后的区域分割图像填补了过分割的部位,使区域分割在定位分割的同时提高了分割精度。(5)边缘检测模块:对两幅测试图像分别进行Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Canny算子和LoG算子的边缘检测,使用Pratt提出的边缘检测算子客观评价量化指标品质因数R作为客观评价标准,利用医生手工分割图像作为主观评价标准,结果表明,五种算子都能做到边缘检测准确,主客观评价相一致。综上所述,经平台处理后的图像拥有更好的可视度,有效提高了原图像的图像质量,丰富了图像信息量。本平台不仅为医护和研究人员实现了多样化的医学图形处理方式,扩展了医学图像研究的方法,也为相关医学图像处理技术算法的研究和改进提供了有效的参考;同时,对于非编程专业的医务工作者来说,该平台界面友好、参数调节灵活、操作简单,可转化为.exe可执行文件,脱离MATLAB环境运行。

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%。