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关键词： 薄膜涂层缺陷检测系统   数字图像处理   模拟下位机   上位机软件  

摘要： 薄膜涂层缺陷检测对于薄膜生产公司具有重大的意义,薄膜涂层有无缺陷直接关系到产品的质量以及公司的利益与声誉。早期的生产过程中对于薄膜涂层缺陷检测主要采用人为检测的方式。人为检测过程意味着要投入大量的人力物力,对于企业来说是一笔不小的负担,与此同时人为检测效率低下,需要花费大量的时间。对于这种情况,有必要去尝试研制一套薄膜涂层缺陷检测系统以提高产品质量。研发该系统能够减低产品生产过程中的损耗,提高产品的质量。整个检测系统由上位机与下位机组成,其中下位机系统主要功能为采集薄膜涂层表面的图片,将图片进行预处理并储存在所需的共享文件夹里。上位机软件主要功能是对下位机采集的薄膜涂层照片进行处理。薄膜涂层缺陷检测系统上位机软件的主要目标是为用户提供操作界面,对薄膜涂层图片进行检测与显示,并将检测结果等数据保存在数据库内。缺陷检测分为实时检测与离线检测两种方式,实时检测时上位机读取下位机采集的图片并对其进行实时的检测,离线检测则是处理本地文件夹里的图片。图片检测采用二值化,查找连通域等算法,经过处理后可以检测出样本图片上的缺陷位置,通过图片截取的方式将有缺陷的部分截取出来,将与缺陷部分有关的数据进行保存以供缺陷类型判定。为了方便上位机软件调试,本文专门设计了一个模拟下位机软件进行联合调试。采用模拟下位机来模拟图片采集的过程,模拟下位机的主要功能为完成与上位机之间的通讯,并且模拟采集图片的过程,将疑似有问题的图片按照预先所设定的命名规则进行命名,并将其储存在共享文件夹里,上位机与模拟下位机之间通过局域网连接,在下位机电脑建立一个共享文件夹,并向其中储存图片,上位机通过映射网络驱动器的方式读取其中的图片并进行处理与检测。上位机软件经过测试后运行良好,能够准确快速的处理模拟下位机所采集的图片,满足所需的检测精度。上位机软件提供了参数设置的界面,通过该界面可以对不同的缺陷类型参数进行修改,具有应用价值。

关键词： 数字图像处理   智能割草机器人   障碍物识别   草地内部边界线  

摘要： 近年来,人工智能广泛的应用于各个领域并得到了广泛的关注,智能割草机器人作为其代表产品,能够通过视觉传感器获取草地周围的环境,自动判断草地与障碍物,实现路径规划、自我导航和自主作业等功能。本文研究目的在于对草地内部状况进行识别研究,通过采用合适的机器视觉算法对草地内部障碍物和边界线进行识别,为割草机的行走和避障提供支持,从而提高割草的自主能力。主要研究内容有:(1)对草地内部障碍物进行了识别研究。对于草地内部出现的不同障碍物,采用了不同的方法进行了识别,通过基于颜色特征、纹理特征对障碍物的识别实验对比,最终确定了融合颜色和纹理联合特征的Mean shift算法障碍物识别,实验结果表明,该方法可以忽略障碍物的分类,识别效果好于单一特征的方法。(2)对草地内部分界线的分割方法进行研究。讨论了不同步长和角度选取对纹理特征的影响,在纹理特征的计算上,采用滤波的滑动窗口的方式,节省了系统计算特征的时间,提出了基于纹理特征和SVM草地分割方法,对草地内部图像进行了初步分割。(3)对草地内部分界线进行提取与映射。通过统计二值图像中左右两侧黑色像素点的个数,判断未割草地的区域,对区域外的杂点和连通区域进行形态学处理,利用边缘检测算子对草地内部边界进行描绘并映射到原图。

关键词： 花卉种类   数字图像处理   特征提取   支持向量机  

摘要： 近年来，随着计算机科学技术的发展和数字图像处理技术的进步，利用数字图像处理技术来识别花卉种类引起研究学者们的广泛关注。　　花卉种类识别作为数字图像处理技术应用于植物学科研究的重要研究课题之一，具有很大的挑战性。花卉种类的识别主要包括三个关键步骤:选取符合花卉特点的图像分割方法、选取适合花朵区域的特征提取方法、以及对花卉图像分类器的设计和训练。在本文中，首先进行花卉图像大小归一化;其次通过显著性Grabcut分割算法对图像进行分割，以实现前景背景分离;然后分别提取花的颜色特征、纹理特征和形状特征。此外考虑到以往纹理特征的提取效果不太理想，本文在提取纹理特征时进行图像增强和图像压缩，创新的提取其纹理特征，实验的最后，利用花卉图像训练样本集训练SVM分类模型，用于对测试样本集进行分类。　　本文采用20种花卉(每种15张图片)进行训练和测试，其中200张花卉图像数据库作为训练样本集，100张花卉图像数据库作为测试样本集。实验结果表明:将多个特征组合在一起具有较高的识别精度。为了验证该方法的有效性，论文对通用花卉样本库Oxford flowers17进行训练与测试，选择400个作为训练样本集，200个作为测试样本集，达到了较高的识别率。在实验中，比较了三种分类器:SVM(支持向量机)分类器，BP神经网络分类器和KNN最近邻分类方法。比较结果表明，采用SVM分类器的识别系统具有较高的识别率和稳定性。　　本文设计并实现了一个可以自动识别花卉种类的软件系统，该系统利用图像自动识别技术，实现通过手机拍摄花卉自动识别花卉种类的方法，并且系统在识别出对应花卉种类的同时，可以显示出该花卉品种的特征以及经济价值等其他方面的信息。

关键词： 切削成像   数字图像相关   亚表层   锯齿切屑  

摘要： 传统的金属切削研究方法主要是常规切削实验﹑切削组织晶相观察以及有限元仿真。常规实验方法无法对切削过程中的应力应变等量进行直接的观察与测量,对于已存在的非接触全场应变测量法主要有光弹法,该方法存在实验夹具设计复杂,测量分辨率不高的问题。有限元仿真十分依赖于材料本构参数与边界条件的选择,其结果不具有足够说服力。基于以上原因,本论文搭建了切削成像平台,分别采用双帧相机和高速相机对切削区域进行观察,并通过数字图像相关的方法分析出切削区域速度场、应变场以及应力场,进一步揭示了切屑形成的机理。本论文研究内容主要包括以下三大章节:第二章介绍了数字图像相关算法的详细实现过程,包括各种匹配准则、牛顿高斯迭代算法、局部最优路径搜索。并将五次样条插值应用在DIC算法中,提出了基于散点图的速度场优化算法。该章节所介绍算法应用于后续图像速度场分析部分,并在第四章的软件中对其进行了具体实现。第三章对镍铝青铜正交车削实验结果进行分析,首先设计并构建了高速相机实验平台和双帧相机实验平台,然后分析了不同切削参数下的位移场、切削力。通过位移场计算出亚表层应变分布,从实验角度发现了亚表层应变的指数衰减规律及前刀面的应变分布规律。最后,采用数字图像相关技术结合有限元仿真的方式对镍铝青铜锯齿切屑的形成做了具体分析,对其位移场,应变场及等效应力场进行了重构,实验发现了锯齿形切屑形成过程中的刀尖不动点现象。第四章自主开发了基于C++的数字图像相关软件,主要内容包括两部分:1.数据结构设计部分:存储数据的设计、各个核心算法类的设计。2.功能设计部分:用户需求分析、用户操作流程设计、软件的稳定性设计、界面可视化设计、文档的序列化设计。本论文通过对切削过程进行成像观察,分析了切削过程中的金属流动以及应力应变状态,自主开发了相关计算软件。

关键词： 数字图像处理   图像拼接   拼接缝消除   曲波变换   图像质量评价  

摘要： 图像拼接技术是将多张具有重叠区域的图像叠加,进而形成大视角、高分辨率图像的过程。近年来,图像拼接技术有了较快的发展和广泛的应用。本文提出了一种结合曲波变换和最优拼接缝技术的去缝算法。在已经完成配准的两幅图像中,通过对像素值、梯度值的计算和加权,形成代价矩阵,利用最短路径法完成最优拼接缝的搜索。然后,利用曲波变换,将重叠区域变换到曲波域,对高频、低频部分选择不同的方法进行融合,最后通过曲波逆变换将融合后的图像变换回空域并放回拼接图像。采用三组图像进行实验,实验结果在进行主观评价后,又利用峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)指标进行客观评价。为了更加细致地评价拼接质量的好坏,又通过测量图像拼接缝两侧各5、25、50个像素的梯度方差判定拼接质量。经过一系列实验发现,选择拼接缝两侧各5像素或各50像素时均不能完全满足评价的要求,而选择各25个像素时,能够满足评价的需要。为进一步实验,又将图像缩放到50%、80%、120%、150%等不同比例验证了该标准的有效性。这一研究填补了拼接缝附近图像质量评价的空白。以上实验的结果表明,选择的拼接质量评价标准较为合理,采用的算法在拼接缝消除精度方面具有优势。

关键词： 数字近景摄影测量   节点变形   相机检校   数字图像处理  

摘要： 在钢桁架节点的试验中,传统方法均采用位移计对试验体的位移进行测量,且钢桁架节点的位移测量一般包括节点各杆件的位移、杆件转角及节点整体的位移,需要数量较多的位移计且布置复杂、准备时间较长。本文采用数字近景摄影测量技术对进行静载试验的钢桁架节点进行全场变形测量的研究与应用,数字近景摄影测量为非接触测量、数据采集方便、操作简单。本文通过分析数字近景摄影测量的基本理论,研究数码相机检校的各种方法,最终选取室内检校板的检校方法对试验所用数码相机进行内方位元素及镜头光学畸变差的检校。通过研究发现基于数码相机的数字近景摄影测量需要布设人工标志,本文结合实际拍摄环境、拍摄钢桁架节点的特点及试验拍摄要求,通过研究选取了合适的人工标志进行布设,以保证或提高拍摄精度、识别目标物特征。按照钢桁架节点的变形测量要求及拍摄环境设计拍摄方案,按照拍摄方案获取钢桁架节点的数字图像。对获取图像进行筛选之后进行图像预处理,对图像进行降噪处理,增强图像对比度使图像特征更加明显。将经过降噪处理的图像导入测量软件Photo Modeler Scanner对图像进行处理,得到钢桁架节点各杆件的位移变化及转角变化,从而得到钢桁架节点的全场变形。通过与位移计测量结果及有限元分析结果对比证明该测试方法具有一定的准确性,说明数字近景摄影测量技术在钢桁架节点试验测量中的良好适用性,并且通过研究分析该测量方法可以很好的满足该试验的精度要求。为钢桁架节点试验的位移测量提供了一种新方法和新思路。

关键词： 钢板号识别   二值化   字符分割   模板匹配   CNN  

摘要： 针对江苏沙钢集团入库中厚板钢板号自动识别的需要,设计了一套基于数字图像处理的钢板号识别系统。结合现场特殊环境,采用基于棋盘格的字符倾斜校正方法;考虑钢板字符区域具有特殊标志,使用模板匹配进行字符粗定位;二值化过程中采用局部阈值和全局阈值相比较的方法实现目标与背景相分离;根据钢板号首尾字符固定的特点,通过模板匹配进行板号位置精确定位;字符分割过程采用结合先验知识的垂直投影方法达到字符准确分割的目的;最后采用基于卷积神经网络(CNN)的字符分类方法完成钢板号的最终识别。实践表明,该系统可以适应现场24 h生产环境,已为企业带来显著经济效益。

关键词： 数字图像处理课程   创新能力   文化素养   教学模式   激发学生   创新意识   学生动手能力   实验训练   数字图像处理技术  

摘要： 目前,传统数字图像处理有着许多的弊端,弊端主要表现在教学的内容和教学的方法、教学的手段以及这门课程的考核方式等,我们需要在这几个方面进行改进,将传统的数字图像处理向创新的方向发展,培养学生的创新能力。本文旨在表明传统数字图像处理课程的弊端,再提出相应的策略加以改正,培养学生的创新实践能力,提高学生的创新意识。数字图像处理是指利用数字计算机对图像施加某种应算从而达到某种预期的目的。目前数字图像处理技术应用到

关键词： 数字全息   数字图像处理   微生物探测   水质监测  

摘要： 水是人类不可或缺的自然资源,水污染防治非常重要。水中微生物与其生活的水环境具有密切关系,微生物的种类、数量、活动情况等信息直接反映水环境的生态状况,水下微生物的探测对水环境的监测与优化具有重大意义。本文提出一种基于雅满(Jamin)干涉仪的离轴数字全息水下微生物探测方法,对水环境中的微生物进行观测,统计微生物的信息,对水污染防治具有重要价值。并设计了实验系统和算法来观测水下微生物。论文研究了离轴数字全息的记录和再现理论,分析了雅满干涉仪的光路,并验证其应用在全息的可行性。分析了离轴数字全息再现像分离的特点及其记录条件。论文介绍了两种数字全息再现技术,相机记录的全息图需采用二次曝光法消除背景噪声,频谱滤波方法消除零级像。运用梯度聚焦评判和频域聚焦评判方法自动确定微生物再现像的聚焦位置,得到边缘清晰的图像和微生物三维位置信息。使用基于最小二乘法的椭圆拟合判别方法和基于不变矩的欧式距离判别方法,对图像中的微生物进行识别提取,得到目标种类微生物的数量,并计算其密度。论文验证了基于雅满干涉仪的离轴数字全息系统应用于水下微生物探测的可行性,完成了算法的设计和实验系统的搭建,得到微生物的种类、大小、位置分布、运动状态等信息,实现无接触、实时、自动地判断水质状况。

关键词： 数字图像处理   ICDIP2019   中山大学  

摘要： 数字图像处理技术自进入21世纪以来,随着计算机技术的迅猛发展和相关理论的不断完善,在许多领域受到广泛重视并取得重大的开拓性成就。随着广泛的农牧业、林业、环境、军事、工业和医学等方面的应用需求的增长,该技术已成为一门引人注目、前景远大的科学。目前,国际化趋势加快,各国学术界人士更注重技术和科研成果以及研究思想理论的交流。