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关键词： 数字化   图像处理   智能监控   控制系统  

摘要： 监控系统是国家、城市、企业、单位以及家庭各领域中广泛应用的设施,具备查询、收集、提取、保存、跟踪、分析等功能。而传统的监控技术应用主要是依托信息记录以及事后分析来完成监控目的,大量的数据增大了工作量,并且需要足够的人力来完成工作,同时监控分析效果还不够理想,很难满足用户要求。随着科学技术不断发展,利用数字图像处理的智能监控系统,可以有效弥补上述不足,通过智能化自动分析,使监控信息更加准确。

关键词： 静态手势识别   人机交互   Kinect   数字图像处理   组合特征  

摘要： 手势作为一种自然直接的交流方式,是一种新型的人机交互模式。操作者只需要通过在设备之前形成手势,便可与计算机进行互动。目前手势识别的理论和技术发展并不成熟,该领域是计算机学科的一个研究热点。Kinect作为一种新型的体感输入设备,有获取场景内物体深度信息的能力。将新型的Kinect第二代作为手势识别的源数据的获取传感器,应用数字图像处理技术进行处理加工,之后提取出手势的特征,进行静态手势识别,遵循了手势识别的一般性步骤。首先详细介绍了如何使用新型的Kinect二代传感器获取深度图像,并通过使用上下限阈值分割算法对深度图像进行分割,得到手部的二值图像。之后计算出手势的轮廓、凸包、凸缺、重心等形状特征,将简单的特征进行组合,得到可以对手势凸包形状和凸缺位置进行描述的组合特征。最后使用常见的有监督分类算法对使用组合特征进行手势识别的有效性进行实验,并在不同室内光照条件下进行实验。针对12种由不同手势模式类构成的手势库,实验结果表明应用该手势表示方法可以有效地训练分类器,统计得出分类正确率达到91.7%。在室内三种不同光照条件下进行的实验表明,该手势识别方式几乎不受光照条件的影响。同时具有运行稳定、实现简单的优点。

关键词： X射线   相衬成像系统   数字图像处理   成像质量  

摘要： X射线相衬成像技术是自1995年开始引起关注的一类新型X射线成像技术。不同于传统的基于物质对X射线的吸收差异的成像方式，X射线相衬成像技术是通过捕捉X射线与物质相互作用后的相位变化信息来获取物质的内部结构。对于许多物质，特别是由低原子序数的轻元素组成的生物软组织、聚合物及纤维复合材料，当X射线穿过它们时，物质对射线的相位影响通常比对射线的吸收要大三到五个数量级，所以相衬成像能很好地克服传统成像无法对弱吸收物质进行高衬度成像的困难，使得空间分辨率可达到几微米。　　经过二十年的发展，X射线相衬成像技术主要衍生出以下四种:晶体干涉成像、衍射增强成像、同轴成像和光栅相衬成像。此外，还有一些在上述技术基础上进行改进的混合技术，如光栅式Bonse-Hart干涉成像和边缘照明成像等。在这些方法中，有些因为对光源的相干性要求过高，或对成像光路的稳定性要求甚严，抑或成像视场过于狭小，导致它们在实际应用中受到严重制约。近年来，随着光栅制作工艺的提升，能以常规廉价的X射线管作为光源并满足大视场的光栅相衬成像方法备受众多学者的青睐，这给相衬技术在材料科学、生物和临床医学等应用带来了光明。　　本文以国家自然科学基金重大科研仪器设备研制专项项目为背景，结合国内相关技术的研究现状，利用计算机仿真技术对相衬成像的真实物理过程进行了成像仿真研究，对国内自有技术路线的成像方案进行了可靠再现。为了使实际成像系统能够生成高质量的影像，针对成像过程，采用了有效的系统标定策略，分析成像的影响因子;针对成像结果，利用数字图像处理技术进一步改善了图像质量。本文的主要工作和创新点如下:　　1.结合蒙特卡罗技术和波动光学仿真了X射线成像过程，实现了一个仿真系统。该系统既可仿真传统成像，也可仿真相衬成像。传统成像只考虑了X射线的粒子特性，仅利用基于蒙特卡罗的粒子跟踪技术就可以接近真实地仿真成像过程的物理机制;而相衬成像还涉及到X射线的波动性，特别是光的衍射特性。该仿真系统通过采样转换技术连接光的粒子性和波动性，有效地仿真了相衬成像。仿真结果与实验数据之间的对比显示，该系统能够提供可靠的实验数据。除数据仿真外，整个系统集成了数据预处理、数据重建及可视化等多种功能，涵盖了不同成像原理（传统成像、同轴成像和光栅成像）、不同成像模式（平行束、扇形束和锥形束）等情形下的相关仿真与重建，为相关工作的深入研究提供了易交互、可扩展的开发平台。　　2.为了提高重建质量，提出了一种针对锥束圆形CT成像转台中转轴的标定策略。作为成像系统，CT自身成像几何参数的精度直接影响后续的三维重建。目前光栅相衬CT还处于实验阶段，探测物体的尺寸不算太大，通常将成像设备固定并将探测物放置于转台上。由于设备自身精度、机械振动及人为因素等影响，转轴微小的偏差都会对重建带来伪影并降低信噪比，这些伪影给实际的识别和诊断带来严重的影响，所以CT在工作之前需要对系统参数进行自检。针对这个问题，本文仿真设计了一个简单的模体和对应的标定算法来确定锥束CT成像中转台参数，通过实验分析，相对其他CT转轴标定算法，该方法简单有效，方便实用。　　3.针对光栅相衬成像，提出了一种基于傅里叶变换的相位恢复算法。整个CT系统，从成像到重建大体有三个不同层次的相位恢复:①采用步进法或莫尔条纹恢复得到投影的微分相位图;②从微分相位图恢复得到相位图;③根据投影图恢复物体内部每点的相位信息，通常称之为CT重建。针对②阶段中相位恢复，本文提出了基于单幅投影图的频域滤波相位恢复算法。相对于积分恢复法，可有效抑制条纹伪影;相对于采用两个互垂直方向投影图的频域滤波恢复法，可明显降低X射线的辐射剂量和实验设计复杂度。　　4.提出了一个无参考图像质量评价算法，并用于评价X射线成像的质量。影像质量的好坏直接影响目标的分析与诊断，建立与人类视觉系统相符合的自动图像质量评价方法是一个重要手段。在所有图像质量评价中，无参考评价难度最大，但也是真正意义上的和最具应用前景的评价方法。本文提出的无参考质量评价算法属于空域型，计算简单快捷。通过LIVE标准数据库上统计测试分析，该算法相对于当前其他同类算法具有明显的优势。　　5.提出了一种渐进式图像去噪算法，并用于提高X射线成像的质量。作为成像系统，CT扫描过程中不可避免会产生噪声，这些噪声会降低影像的信噪比，给后续的识别和诊断带来困扰。对此，本文提出了一种基于三维块匹配的渐进式图像去噪算法。该算法采用多层多次融合的设计结构，充分利用去噪图与原始噪声图之间的融合信息来进一步提升去噪性能。实验对比显示，随着噪声程度的加大，该算法性能提高的幅度愈加明显，并优于其他去噪算法。

关键词： 印制电路板尺寸测量   CCD传感器   自动光学检测   数字图像处理   CPK制程能力指数  

摘要： 近年来,随着科技的发展和测量的自动化程度不断提高,对印制电路板尺寸测量精度及速度要求越来越高。在众多的尺寸测量载体中,由CCD传感器、光学成像系统、数据采集和处理系统构成的自动光学尺寸测量装置,具有测量精度高、应用方便灵活等特点,是现有机械式仪器所无法比拟的。因此在印制电路板外观检测领域中得到广泛应用。本文首先介绍了印制电路板尺寸测量技术国内外发展现状;分析了自动光学检测技术的原理及特点。突破传统的抓取印制电路板外形两直线边距离,圆弧大小等的外形尺寸检测方法,提出了一种全新的自动光学检测技术,首先根据客户提供的资料,获取客户预期特征外形,匹配点信息;其次通过数字图像处理方法,对CCD扫描图像进行平滑处理,分割出孔与外形部分,提取扫描图像外形边界;然后根据客户匹配点信息,匹配CCD扫描图像与客户预期特征外形,并获取客户预期外形周围±10mil范围内的印制电路板外形边缘像素信息;最后通过分析客户预期外形与扫描图像外形尺寸的偏差及CPK制程能力指数等指标,从而实现在线自动快速检测外形尺寸偏差的目的。本文在Windows XP的操作系统中使用VB 6.0软件平台下,完成相关软件的编写及实现。系统完成后,对该系统进行测试和性能分析。在实际生产的各种可能情况下,该系统能准确、稳定的完成外观尺寸检测目标,满足设计要求。

关键词： 数字图像处理   细观结构   三维模型重建   破裂过程   数值模拟  

摘要： 岩石力学与工程问题本身就是三维的力学问题。由于岩石、混凝土等非均质材料中含有大量不同类型和空间几何分布的颗粒构造以及裂纹、孔洞等缺陷,具有复杂的内部细观结构,且各种细观介质的力学特性和缺陷构造对其破裂机制有重要影响,使得岩石、混凝土等材料的破裂过程分析成为一个非平衡、非线性的空间三维力学问题。然而,由于数学理论上的复杂性、实验室试验和现场观测试验条件和技术的限制,都给岩石三维破裂过程的研究带来很大的困难,数值模拟成为解决这些问题的强有力工具之一。数值模型的建立是数值模拟计算过程中最关键的环节,因此,尽可能运用一种能有效表征岩石类材料内部不同细观介质的形态构造的方法,建立基于材料真实细观结构的三维数值模型,能更直观、更全面且更符合实际地研究岩石类材料的力学性能。本文以花岗岩、混凝土为研究对象,应用数字图像处理技术表征材料内部的颗粒构造、孔洞及裂纹等复杂细观结构,结合RFPA2D-DIP软件建立二维数值模型并进行数值模拟。借助先进的CT扫描技术获取混凝土内部结构逐层切片图像,在建立二维数值模型方法的基础上,结合RFPA3D-DIP软件首次建立了含预制孔洞、裂纹等缺陷的混凝土三维数值模型,并模拟了混凝土单轴压缩实验,将数值试验结果与物理实验结果进行了对比分析。主要研究工作如下:1、分析花岗岩、混凝土材料数字图像中含有的颗粒构造及缺陷等复杂的结构在颜色空间中的特征,利用数字图像处理技术中的图像识别和图像分割等方法,对材料内的细观结构进行数字图像表征。2、在材料细观结构表征的基础上,结合RFPA2D-DIP程序分别建立了花岗岩、混凝土二维数值模型,并进行了数值模拟试验,分析了颗粒形态构造和孔洞、裂纹等缺陷对材料破裂力学特性的影响。3、利用CT扫描技术获取含预制裂纹、孔洞等缺陷的混凝土内部结构逐层切片图像,在基于材料细观结构表征的基础上,将每层图像结构表征信息拉伸一定距离形成单层三维模型数据,采用数据逐层叠加的方法建立含缺陷混凝土的三维结构模型。4、将建立的混凝土三维结构模型与RFPA3D-DIP结合,建立能反映材料真实细观结构的数值模型并进行了模拟计算,分析单轴压缩条件下骨料颗粒及缺陷对其破裂过程的影响。将数值计算结果与物理实验结果进行对照,从试件表面的裂纹位置及破裂模式等方面进行对比验证,两者具有较好的一致性;利用RFPA3D特有的模型切割功能对模型进行切片,分析模型内部的裂纹扩展特征。通过对花岗岩、混凝土等非均质材料结构模型重建方法的研究,结合数值软件建立了基于材料真实细观结构的数值模型并进行了数值试验,将数值试验结果与物理实验结果进行对比验证,所得研究结论对深入研究岩石、花岗岩等材料的力学特性和破裂机制具有重要理论意义和实际应用价值。

关键词： 企业安全培训   实训课程体系   学习者   实训基地   企业安全教育   事故案例   自助学习   数字图像处理   图像处理   常减压装置   计算机图形学   计算机制图学  

摘要： "互联网+"战略,就是利用互联网和移动互联网的平台,利用信息通信技术,与包括传统行业在内的各行各业结合起来,在新的领域创造一种新形态。在企业培训行业,伴随着学习技术的发展,"互联网+培训"已经成为一种新的趋势。特别是在石化企业的安全培训中,传统上多以班组学习、集体授课等方式进行,且重理论、轻实践,容易造成重复学习、浅层学习、

关键词： 数字图像处理   理论基础   处理方法  

摘要： 数字图像处理是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术.数字图像处理的产生和迅速发展主要受三个因素的影响:一是计算机的发展;二是数学的发展;三是广泛地农牧业、林业、环境、军事、工业和医学等方面的应用需求的增长.本文介绍了数字信号处理的起源、发展,并简要概述了数字图像处理所研究的内容和处理数字图像的几大模块.同时,也大致介绍了常用的处理数字图像的方法.

ISBN: (纸本)9787301266502

关键词： 会议   中华人民共和国   北京市   上海市   高峰论坛   采购信息   会议名称   杭州市   互联网金融   图像处理   数字图像处理  

关键词： 布里渊光时域分析   光脉冲编码   差分脉冲对   混合脉宽编码   数字图像处理  

摘要： 布里渊光时域分析(Brillouin Optical Time Domain Analysis,BOTDA)是一种分布式传感技术,可以测量光纤上每一点的温度和应力,因此在桥梁、大坝、油气管道和铁路的健康监测上具有显著优势。为了提高BOTDA在长距离监测中的信噪比,研究者们提出了很多方法,本文主要研究其中的编码技术。通过对受激布里渊放大过程的研究,从理论上分析了编码技术对BOTDA的影响,并通过仿真和实验深入研究了编码对信噪比的改善作用。为进一步提高空间分辨率和系统信噪比,研究了一种新的混合脉宽编码方案,并在理论上和实验上得到了验证。首先介绍了BOTDA的传感原理,研究了受激布里渊散射的发生原理,并在MATLAB中建立BOTDA仿真模型。介绍了一种提高空间分辨率的最常用方法,即差分脉冲对技术(Differential Pulse-width Pair,DPP),并且在理论上进行了推导,最后在仿真和实验中进行了验证。其次,介绍了基于BOTDA的常用三种编码技术Simplex、Hadamard和Golay,对三种编码技术进行了理论推导和仿真验证,同时对比分析了这三种编码方式的性能,并通过实验验证了Golay编码效果。接着,为了进一步提高BOTDA系统性能,在采用差分脉冲对(DPP)技术基础上提出与双极性编码结合的混合脉宽编码方法,通过仿真发现其信噪比相比原始方法提高4倍。还搭建BOTDA系统平台对提出的混合脉宽编码方法进行实验验证。实验结果表明,混合脉宽编码方法能有效提升BOTDA系统的信噪比。最后,利用数字图像处理方法对BOTDA实验结果进一步优化,并比较了两种常用的数字图像算法,即高斯算法和非局部平均算法,验证了数字图像算法对信噪比的提升。