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关键词： 数字图像处理   智能优化算法   粒子群优化算法   小波去噪   阈值分割  

摘要： 随着科学技术的发展,数字图像处理技术的应用越来越广泛。然而由于图像信息的多样性和复杂性等特征,目前在图像处理领域,建模困难、处理不完整等问题普遍存在。因此,智能优化方法因其易于理解、便于实现等特点在图像处理领域得到了广泛应用。其中,粒子群优化算法已经在图像处理领域应用中取得了一定的成功,但在图像去噪、图像分割等问题上仍然存在着很多需要改进的地方。本文在研究基本粒子群优化算法的基础上,改进了传统线性惯性权重调整策略,并将此改进算法应用于小波图像去噪和图像阂值分割这两个问题。具体研究工作包括以下几个方面：1、针对传统粒子群优化算法在全局搜索和局部搜索间的平衡能力较差的不足,用一种二阶动态自适应惯性权重调整策略代替传统线性惯性权重调整策略,首先通过寻找到一个正确的调整方向对惯性权重做预调整,然后通过群体的进化速度和聚集程度对惯性权重做精细调整,从而达到平衡全局搜索和局部搜索能力的目的。2、通过改进粒子群优化算法改善小波图像去噪性能。图像在受到噪声干扰的情况下,小波变换系数的阈值选取会变得很困难,导致小波变化在图像去噪上受到局限,本文利用粒子群优化算法的全局搜索能力来搜索小波变换下的噪声系数和图像系数的阈值,更准确地将图像信号和噪声信号分开,从而实现图像去噪。3、通过改进粒子群优化算法改善图像阈值分割性能。在二维灰度直方图具有更好的抗干扰能力的基础上,在目标区域和背景区域附近的位置适当选取粒子群,利用粒子群优化算法的全局搜索能力搜索最佳阈值使图像二维熵达到最大,并利用该阈值将目标和背景分开,从而实现图像分割。

关键词： 智能交通系统   数字图像处理   车型识别   纹理特征   灰度共生矩阵  

摘要： 随着社会的发展,城市人口越来越密集,随之带来的交通问题也越来越严峻,智能交通系统开始被引入到交通管理中,而车辆检测技术和车型识别技术则是智能交通系统的两大关键技术。本文研究智能交通系统中的车型识别技术,基于数字图像处理的途径,设计实现一个车型识别原型系统。车型识别系统由车辆检测与提取、图像预处理、特征提取、特征分类等四部分组成。主要完成了以下工作：1.车辆检测与提取。从相机拍摄的视频中,提取参考帧图像,比较当前帧图像与参考帧图像的像素值差异,有较大差异的像素数目超过阀值时,则认定检测到车辆目标,再用背景差分法提取车辆目标。2.图像预处理。采用加权平均法将彩色图像转化为灰度图像,然后用中值滤波器对图像降噪,接着采用灰度拉伸和直方图均衡等方法增强图像的对比度,以利于后续特征提取。3.特征提取。主要研究车辆图像的几何特征和纹理特征,通过提取车辆的宽、高特征,根据宽高比值特征来分类公交车、面包车、和轿车等不同车型；通过生成标准车脸图像的灰度共生矩阵,提取灰度共生矩阵的五个纹理特征,根据纹理特征来分类大众、丰田、雪佛兰、和日产等不同品牌的车。4.车型分类。分别提取两个训练样本库图像的比值特征和纹理特征,计算每类型车的平均比值和平均纹理特征向量,然后采用最小距离分类器,根据待识别车辆图像的比值特征或纹理特征向量进行车型分类。本文使用VS2010,基于OpenCV设计实现了两套车型识别系统,对采集的车辆视频图像进行了实验,实验结果证明了所采取的识别算法的正确性,表明该系统具有较好的应用价值。

关键词： 计算机   数字图像   处理技术  

摘要： 近年来,人们不断地对计算机数字图像处理技术进行完善和创新,并且实际地应用到各个行业中,取得了较为出色的成果。本文针对计算机数字图像处理技术的发展历程进行分析,并进一步阐述了计算机数字图像处理技术的应用。

关键词： 非牛顿流体   气泡运动   数字图像处理   数值模拟   气泡聚并  

摘要： 非牛顿流体中的气泡运动行为广泛存在于石油化工、环境保护、能源开发及利用等工程领域。由于非牛顿流体特殊的流变性质以及气液两相之间相互作用的复杂性,对于非牛顿流体中的单气泡生成、上升以及双气泡聚并行为的研究目前仍不够完善。本文做了以下工作：(1)采用高速摄影技术以及数字图像处理技术对去离子水和不同浓度CMC水溶液中单气泡的生成及上升运动进行实验研究,考察了单气泡的形成过程,讨论了气泡上升过程当量直径、运动轨迹及运动速度的变化规律。研究发现,单气泡的形成过程可细分为三个阶段。在去离子水及CMC水溶液中,气泡的平均当量直径、摆动幅度以及摆动的随机性受喷嘴内径及CMC水溶液浓度的影响较大。在去离子水中,气泡先呈直线上升,当z>28mm时,气泡开始振荡,呈螺旋形上升；而在CMC水溶液中,气泡运动轨迹几乎均呈直线。随着CMC水溶液浓度的增加,进气流量的降低,气泡水平速度的波动及气泡垂直速度逐渐减小。随着喷嘴内径的增大,CMC水溶液中气泡水平速度的波动变大,同时高浓度CMC水溶液中气泡的垂直速度也随之增大,但对低粘度溶液中运动气泡的垂直速度的影响并不明显。此外,建立了在一定无量纲参数数值范围内,适用于去离子水与CMC水溶液中,气泡的Rｅ与We、Mo之间的函数关系式。(2)采用FLUENT软件,基于流体体积法(VOF)对单气泡生成及上升运动进行数值模拟,并与实验结果进行对比分析,进而研究气泡周围液相场的特点。研究了单气泡形成过程中气泡及其周围液相压力场和速度场的分布规律,并重点对CMC水溶液中上升气泡周围液相速度场的影响因素进行讨论分析。随着CMC水溶液浓度的升高,气泡周围液体运动速度降低,气泡的影响区减小；而随着进气流量及喷嘴内径的增加,气泡周围液体速度增加,气泡影响区域变宽变长。(3)采用高速摄影对平行双气泡的生长聚并过程进行实验研究并与数值模拟结果对比。结果表明,双气泡的生长及聚并过程可分为四个阶段。重点分析平行双气泡聚并前后气泡纵横比变化的影响因素。气泡聚并之前,气泡纵横比会随着进气流量、喷嘴内径的增加而分别升高和降低。在较低气量、较大喷嘴内径以及大喷嘴间距的情况下,平行双气泡较晚发生聚并。气泡聚并之后,随着进气流量、喷嘴内径的增大及喷嘴间距的减小,气泡纵横比增大,且整个过程中CMC溶液浓度对聚并过程的影响都较为微弱。

关键词： 模式分析   指纹   宏观特征   指纹分类   数字图像处理  

摘要： 作为模式识别的一个分支，指纹的宏观特征分析成为一个需要研究和完善的课题，由于图像信息量大，和对图像进行点运算的耗时费力，对指纹首先进行模式匹配然后再对比细节特征将会大大提高对比和匹配效率。鉴于此，该文利用数字图像处理技术：图像增强，图像二值化，图像细化等算法尝试一种对指纹图像进行分类并统计指纹图像的一些特征。

关键词： 研究   数字图像处理  

ISBN: (数字)9787030483386 ISBN: (纸本)9787030483386

摘要： 本书介绍了基于空域和基于频域的图像增强算法，一阶、二阶图像边缘检测算法，提出了三阶差分边缘检测算法;详细描述了基于阈值、区域生长、形态学分水岭的图像分割算法结构，给出了算法实现代码。

关键词： 光子学报   征稿简则   学术论文   稿件   快报   数字图像处理   图像处理   研究简报   创新性研究   编辑部   退稿  

摘要： 一、征稿范围1、研究论文:以光子学、光学及其相关理论技术为主体、具有领先水平或创新意义的学术论文,具有数据详实、结果可信且有实用意义的实验报告,具有国内外先进水平的应用技术文章、阶段性科研成果的研究简报、快报等。英文研究论文不受出版周期限制,录用后将优先发表。不刊综述性以及数字图像处理类的文章。

关键词： 冲击倾向性   Computerized Tomography(CT)   数字图像处理   细观结构   体视学  

摘要： 冲击倾向性作为煤岩介质本身所具有的一种特有属性,受煤岩介质成分、煤岩结构等内在因素影响。为明确不同冲击倾向性煤岩体的细观结构特征及其与冲击倾向性的关系,选取典型矿井煤层的煤岩样,采用现行的单轴抗压强度、动态破坏时间、弹性能量指数和冲击能量指数四个指标对煤岩进行冲击倾向性鉴定,并对其物理力学性质和破裂失稳过程进行简要分析。然后利用Computerized Tomography(CT)扫描的方法,对具有强、弱、无三种冲击倾向性的典型煤岩进行扫描,获得煤岩介质层析图像,分析其细观结构分布特点,试验结果表明,煤岩细观结构形态分布差异明显,强冲击倾向性煤岩裂隙结构不发育,呈现“短直”的特点,无冲击倾向性煤岩裂隙结构发育,呈“网”状分布。为进一步量化煤岩细观结构特征,通过图像增强技术和二值化等手段,对CT扫描图像进行数字图像处理,获得煤岩细观结构参数数据。通过直方图统计和基于体式学参数统计的方法,对获得的煤岩细观结构参数数据与冲击倾向性的关系进行研究,提出基于细观结构的煤岩冲击倾向性新指标—单位面积裂隙的周长PA、面积分数AAC、圆形度R,建立一种基于煤岩宏观和细观指标的煤层冲击倾向性判别方法,并给出判别方法的实验步骤。提出利用自行设计改装的体式光学显微镜代替CT扫描设备,提高实验安全性的同时大大降低了实验成本,有利于煤岩细观结构相关实验结果的推广使用。本文通过三维重建技术尝试还原不同冲击倾向性煤岩细观结构空间分布,研究分析煤岩细观结构空间分布特点。利用CT无损检测的试件进行单轴压缩实验,通过声发射空间定位反演分析裂纹扩展规律与细观结构之间的关系,通过能量理论阐述基于细观结构特征的煤岩破裂失稳过程。

关键词： 数字图像处理   自动聚焦   清晰度评价函数   聚焦窗口构建   互相关   区域对比度  

摘要： 自动聚焦技术是现代高速信息化社会获取清晰图像必不可少的工具,聚焦技术的发展经历了由手动方式到自动方式,由主动式到被动式的转变过程。近年来,伴随信息数字化的兴起,基于数字图像处理的自动聚焦技术得到了迅速发展,根据成像过程不同,分为离焦深度法和聚焦深度法两类。自动聚焦能够在较少的人工干预下获得高清晰度的图片,可以实时性地跟踪和检测运动的前景目标,克服了原始手动方式操作难、效率低以及图像不清晰的缺点。清晰度评价函数是自动聚焦技术的核心部分,性能良好的评价曲线应该具有单峰性、无偏性、灵敏度高和抗噪性。基于数字图像处理的自动聚焦算法,其最根本的出发点是寻找清晰图像和模糊图像之间的差异,之后用数字图像处理的方法表示出来,常用的差异类型可以归纳为信息量的多少、梯度边缘的大小、频率成分的高低。经典的自动聚焦评价函数总体上可以分为三类：一是基于梯度的函数,二是基于频域的函数,三是基于统计信息的函数。目前主要算法在分析聚焦和离焦图像时,通常仅用单一方面的区别来构建清晰度评价函数。传统的评价函数在噪声干扰下灵敏度下降,导致聚焦不准确。聚焦窗口的构建是自动聚焦的重要组成部分,对聚焦结果的准确性和实时性存在重要影响。传统的取窗算法包含属于固定窗口构建的中心取窗、多点取窗,以及基于动态取窗的高斯取窗和一阶矩取窗等。本文对常用的搜索策略的原理和过程进行了研究,在理论上提出了一种新的改进式自动聚焦技术,并给出了具体的操作步骤。最后,对基于数字化图像的聚焦深度法的整体过程进行了总结性表述,正焦位置搜索策略将整个聚焦过程串连起来,保证评价函数和搜索算法相辅相成、有条不紊地完成对清晰图像的查找。本论文研究内容的主要创新点如下：(1)在求取清晰度评价函数方面,本文将梯度差分和统计相关结合使用,提出Ten-Cor函数,与单一角度的评价算法相比,有利于去除无关联的加性噪声干扰,并设定阈值去除小梯度像素点,进一步增强抗噪性。本文算法主体部分采用梯度函数,充分利用了空间函数简便、易实现的特点,满足实时性要求；另一方面,利用同一幅图像中像素点之间的自然联系,辅以互相关函数,在存有噪声的图像序列中,能够明确区分出模糊和清晰图像的评价函数取值,克服了空间域函数对噪声敏感的缺点。(2)在聚焦区域选择方面,针对一阶矩取窗法使用绝对梯度差定位目标前景的不足,提出一种基于区域对比度的取窗法,对主体目标精准跟踪。该算法使用梯度的相对差值,降低了大范围高亮度背景区域引起的偏差,结合一阶矩定位图像重心。本文取窗法对目标位于中心和偏离中心的图像都取得了准确定位。(3)论文在对各类评价函数算法进行实验仿真时,不再局限于仅采用定性指标主观观察,而是以此为基础,使用定量性能评价指标对数据进行客观分析。与其他函数相比,本文算法的清晰度比率和灵敏度因子高、平缓区波动量低,表明本文算法抗噪性和稳定性高。

关键词： 数字图像处理   数字图像水印   云计算   离散小波变换  

摘要： 目前,数字图像被广泛应用于各个领域,如教育、医疗、军事、气象、艺术等等。一些专业领域的数字图像需要经过计算机处理,才能被加以利用。随着信息技术的发展进步,需要处理的数字图像也与日俱增。但是,个人微机的处理速度有限而需处理的图像数据量较大,本地运算已经不能保证数字图像处理的效率,而正在兴起的“云计算”技术正是为解决类似问题而诞生的。用户可以通过一定方式从网络中申请到空闲的处理器资源用于图像处理任务,提高数字图像处理的效率。同时,现今网络环境恶劣,随意盗用他人作品、工作成果的现象也比比皆是,如果一些包含军事信息、商业信息或艺术成果的图像被恶意盗用、篡改或非法用于商业用途,后果不堪设想,所以保护数字图像的安全成为了亟待解决的问题。为此,人们提出了一种有效的解决方法,即数字图像水印技术。该技术可以把特定信息隐写入原始载体图像中,在版权受到侵害时起到认证作用。本文结合云计算与数字水印技术,提出了改进的最低有效位嵌入算法、基于视觉系统的小波域数字水印算法和基于边缘检测的小波域数字水印算法,并进行了相关实验,实验结果表明,这些算法可操作性强、简单易行、效果好。