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关键词： Zynq-7000   数字图像处理   可编程逻辑器件   ARM处理器   片上系统  

摘要： 随着电子技术、计算机技术和半导体工艺的发展，嵌入式数字图像处理系统在不断提高计算性能的同时，其功能也越加丰富。大量研究表明，采用FPGA实现嵌入式图像处理系统能够获得较高的计算性能。因此从计算性能的角度考虑，FPGA是嵌入式图像处理应用的理想选择方案。但是功能完善的嵌入式图像处理系统除了提供必要的图像处理功能，还可能需要提供图像采集、图像显示、网络通信、数据存储、人机交互等其它附加功能。这将使传统的FPGA图像处理方案在系统结构升级、设计方法和成本控制等环节上面临挑战。\n Xilinx公司推出的Zynq-7000系列产品集成了最新工艺的ARM处理器和FPGA可编程逻辑器件。作为新一代的可编程片上系统，Zynq-7000提供了“ARM+FPGA”单片解决方案，非常适合计算密集、功能丰富的嵌入式应用设计。采用Zynq-7000实现的嵌入式图像处理系统，既能够通过FPGA获得较高的计算性能，又能够依靠ARM处理器提供完善的应用功能。\n 本文研究了基于Zynq-7000的嵌入式数字图像处理系统的设计方案和实现方法。采用Verilog硬件描述语言设计了VGA图像显示驱动模块，在Vivado开发环境中利用HLS工具进行了图像处理实验，进行了UBUNTU操作系统移植，完成了整个系统的建立与测试工作。围绕嵌入式数字图像处理系统的建立与测试，本文主要研究了以下内容。\n (1)Zynq-7000片上系统的结构特点、设计优势及图像处理应用;\n (2)采用Zynq-7000实现嵌入式图像处理系统的方法;\n (3)图像采集和图像显示在Zynq-7000上的实现;\n (4)若干图像处理方法及其在Zynq-7000上的实现;\n (5)嵌入式图像处理系统的硬件平台集成;\n (6)应用层控制软件的设计;\n (7)相关设计工具（Vivado、SDK、HLS等）的使用方法。

关键词： 数字图像处理  

摘要： 针对计算机专业数字图像处理课程演示和实验平台的教学实际情况,详尽分析了PhotoShop和OpenCV软件在数字图像处理课程教学中应用的合理性和优势,提出将PhotoShop和OpenCV软件作为数字图像处理课程教学演示和实验的工具。既可以用其在理论教学环节展示各种图像处理算法的效果,又可以在实验教学环节中通过基于OpenCV的编程让学生掌握图像处理的实现方法,更深入了解图像处理的思想方法。

关键词： 集装箱   数字图像处理   模式识别   BP神经网络   边缘检测   去噪处理  

摘要： 随着经济全球化和科技的发展，集装箱作为对外贸易最重要的货运方式，对其进行更好的监管很有必要。而随着图像处理技术和模式识别技术的不断发展，基于图像处理的集装箱号识别系统也应运而生并且处在高速发展阶段。\n 本文研究图像处理模式识别系统的基本理论知识，详细阐述了集装箱号识别系统的结构组成，在前人研究的基础上，对集装箱图像的预处理、箱号定位、字符分割和字符识别这四个主要方面进行研究，主要工作如下:\n (1)图像预处理研究。针对去噪处理对后期箱号识别的影响的重要性，本文提出了一种新的方法将均值滤波、中值滤波和小颗粒去噪融合在一起，以尽可能消除噪声对图像后期处理的影响。\n (2)箱号的定位研究。在研究车牌字符定位的基础上，根据集装箱号本身的特点，本文提出了边缘检测和形态学处理相结合的方法，获得一个准确、稳定的定位结果。\n (3)字符的分割和识别研究。针对字符的分割，本文采用了基于投影直方图的方法。针对字符的识别，本文提出了一种新的方法，这种新的方法采用BP神经网络进行一次识别，利用模板匹配进行二次识别，其中特征矢量的提取采用十三点特征法;这种融合神经网络和模板匹配的识别方法，提高了系统的识别率。\n 通过调用Matlab中的动态链接库实现与VC++的混合编程，将本文提出的方法与单一神经网络识别、单一模板匹配的识别率相比较，以验证该算法的有效性。最后，将本文设计的集装箱号识别系统在VC++软件平台上得以实现。

关键词： 数字图像处理   火灾消防   图像型火灾探测器   运动目标提取   高斯背景建模  

摘要： 随着社会的发展，我国在城乡的建设中取得了骄傲的成就。出现了很多几十米高，面积达到几万平方米的大空间场所，然而，这些建筑的出现却带来了很多的社会问题，火灾消防问题就是其中最为突出的问题之一。传统基于传感器的火灾探测器应用于这种大空间建筑极大地暴露了其局限性，甚至根本无法正常地探测出火灾信号，对社会安全造成巨大的隐患。因此，研究出一种更加适合现代社会发展的火灾探测器具有巨大的社会价值。目前，在国内也有很多的企业正在研发这种火灾探测器，本文正是基于社会和企业的需要，对基于视频监控的智能火灾探测技术进行了深入的研究。研究的内容主要有以下五个方面:\n 第一个方面是运动目标的提取。在本课题的研究中，研究的对象是烟雾和火焰，它们都具有运动性，在环境气流的作用下，火焰会不断地飘动，烟雾会不停地扩散，运动目标的提取这一步对本课题的研究作用甚大，很大程度上就可以把一些静态的干扰物排除了，也为下一步的特征分析作铺垫。本文综合对比了常用的几个运动目标提取算法，最后采用了基于混合高斯背景建模的背景相减法作为本文的提取方法。\n 第二个方面是火灾静态特征的分析。人类之所以能够轻易地识别出真实的火灾信号，是因为在长期的社会生活中，已经掌握了火灾的各种特征，根据这些特征，我们的大脑就可以很快地作出判断。这些特征包括:火灾发生时会不断地产生热量;火焰的颜色是介于红色和黄色之间;烟雾的颜色一般是灰色，白色，灰白色，黑色等等。本文对火焰的颜色和烟雾的颜色这两个静态特征作了深入的研究，并且建立了它们的颜色模型。把这两个模型作为火灾检测的重要依据。\n 第三个方面是火灾动态特征的分析。火灾属于比较复杂的事物，要正确地从视频中检测出来，单纯是凭一个或者两个特征是无法做到的。本文还对火焰和烟雾的一些动态特征作出了研究，比如烟雾使背景变模糊的特征;烟雾不断扩散的特征;火焰轮廓的不规则特征等等。\n 第四个方面是根据火灾的特征，利用神经网络作判决。本文在对火灾信号进行检测判决的时候采用了常用的BP神经网络，将火灾的各种动态特征作为神经网络的输入，根据神经网络的输出来判断是否产生了火灾信号。经过严谨的理论分析和大量的测试发现这种判决方式具有良好的效果，能对一般的火灾信号作出正确的判断。\n 第五个方面是火灾的等级分析。火灾属于特殊的灾难，时间就是生命和财产，对现场的火灾进行分等级报警更加有利于消防人员采取最为有效的灭火措施。本文在这方面提出了通过统计神经网络的输出结果对火灾进行火灾等级分析。

关键词： 焊接过程   双色法测温   仿真分析   数字图像处理   核能装备  

摘要： 应用于核能装备的奥氏体不锈钢部件经过TIG焊接后，在生产和维修过程中容易产生裂纹，严重影响相应装备的正常运行和使用寿命。研究表明裂纹的产生和生产焊接过程中的冷却温度有很大的关系，为分析材料裂纹产生的可能性，项目组采用焊接过程数字模拟方法预测最终可能产生的缺陷；作为项目组的子课题，本课题旨在解决如何采用有效方法测得焊缝的真实冷却温度，用于验证仿真系统温度的准确性的问题。通过理论研究和系列校准，验证和改进实验，本课题基于FLIR-SC7500多通道测温相机成功开发了一套以数字图像技术和红外热辐射测温技术为原理的双色红外测温系统。\n 首先，通过对各种测温方法进行比较分析，选定双色红外测温法作为主要方法。以光学，辐射学以及数字图像处理技术为理论基础，在原有图像拍摄模块的平台上，使用SCILAB编程语言设计开发了一套包括图像数字读取，双色法测温数据处理，以及数据导出可视化功能的双色法测温系统。该系统能够实现在焊接过程中实时测量真实温度场以及发射率场的变化。\n 其次，基于开发的双色红外测温系统，进行了系列验证实验。通过人工黑体校准实验，初步验证系统可行性，并进行校准；使用单色法测量激光焊接过程中316L不锈钢样品温度，并和热电偶测量结果对比，用以说明单色法测温在焊接过程中由于氧化等问题产生的不稳定性；使用双色法做相同测量，用于和单色法结果对比验证双色法测温的有效性。\n 最终验证实验结果表明，双色法测温系统测得的温度及发射率是真实可靠的；单色法受氧化情况影响较大，氧化程度直接影响测量精度，实验中存在氧化问题时单色法最大误差超过50%，而无氧化问题时单色法最大相对误差约为8.6%；双色法无论氧化情况如何，在其有效量程内最大误差可以控制在6.3%左右，充分验证了双色测温系统的有效性和可靠性。\n 本课题开发的焊接过程中双色红外测温系统把数字图像处理技术和计算机运算功能很好的结合在一起，具有强大高效的运算处理能力；能够很好的探测到整个焊接熔池内温度的变化，包括某一时刻整个测量范围内的温度场和发射率场，以及某一个位置温度和发射率随时间变化的曲线。该系统在法国国家电力公司相关产品开发中得到很好的应用并将会在相关行业的产品开发得到更广泛的应用。

关键词： 数字图像处理   图像识别   电子商务   图像搜索引擎  

摘要： 图像由于其直观、形象、易懂等特点成为人们日常生活中接触最多的信息种类之一。可想而知数字图像识别对我们的重要性。近些年,数字图像处理技术有了飞速的发展。本文主要阐述数字图像识别技术的发展现状,发展趋势以及应用。

关键词： 云计算   数字图像处理平台   图像融合  

摘要： 云计算在处理方式上主要以网络为核心,将网络作为媒介进行如计算、传递等服务,其中的"云"主要由计算机与服务器构成,利用互联网提供网络服务。随着计算机技术的不断进步与发展,基于云计算的数字图像处理技术在生产生活中被广泛应用。云计算利用自身的存储与计算能力使图像处理技术的发展空间更为广阔,有效地实现了资源的合理分配。本文主要对云计算的基本知识、图像处理云平台的搭建以及图像融合系统进行探析。

关键词： 太阳能电池片   裂纹检测   数字图像处理   检测系统  

摘要： 维持人造卫星正常工作需要稳定的能源供应，而这些能源由太阳能电池阵列来供给，太阳能电池阵列并不是不可分解的基本组件，它的最基本构成部件便是太阳能电池片。如果太阳能电池片损坏，这很有可能会影响电池阵的输出效果，进而影响了人造卫星的正常运转和工作。 由上可知，在电池片损坏后我们就需要尽快进行检测。现在主流的检测方式还是人工完成的，对电池片的裂纹检测是由工作人员用专业设备进行目测，这样的话，工作强度非常大，而且观察的时间、判断的标准和身体劳累的程度这些因素都将影响检测的结果。也正是由于这样的原因，电池片裂纹检测的设备应运而生。如今科学技术快速发展，我们有能力且有必要将人为完成的检测过程由计算机软件系统进行代替，这将节省人力资源。 数字图像处理的方法已经被国内外不少学者研究，目的是用来检测是否有裂纹存在各种材料表面上。在这种研究的热潮中，优秀的裂纹检测系统层出不穷。虽然各式各样的系统所解决的问题各有不同，但同一目的是在含有噪声的材料表面的图像中获取裂纹并将其定位。 在科学技术迅速发展的今天，我们所关心的图像检测技术也在不断创新，各式各样高度智能化的系统出现在我们的视线中，正因为这样，在各行各业的检测的方法上也呈现出了先进科学技术的检测方式慢慢取代传统人力判断的检测的情况，这样缩减了人力成本。 正是本着这样的想法，本文研究了太阳电池阵自动检测设备软件的设计与实现。本论文在开始的第1章着重阐述太阳电池阵自动检测设备的研究背景和它的意义，国内外研究这种技术的近况，还有全文的主要内容及组织结构；第2章对太阳电池阵自动检测设备软件的功能进行了需求分析，并且对其总体的设计流程进行了阐述；在第3章中详细介绍了系统的结构组成，给出了整体结构框图，并介绍了人机交互界面、自动检测、图像处理、检测结果处理、图像采集等各个模块的实现；第4章首先介绍了软件测试界面，并对所获取图像精度和清晰度进行检测实验，完成了检测装置精度测试并得出实验结论。 实验证明，本文所设计与实现的太阳电池阵自动检测设备软件能够对图像中裂纹进行准确定位，本文对系统的需求进行了较好地实现。由此可见，本文的太阳电池阵自动检测设备软件具有较好的实际应用价值。

关键词： 颜色提取   灰度互相关   图像匹配   Freeman链码   碎片拼接  

关键词： 实践项目   数字图像   项目应用   理论水平  

摘要： "数字图像处理"是电子信息类专业的一门重要专业课,针对数字图像处理课程理论性较强的特点,除了在课堂完成必须的基础知识教学外,将OPENCV实践项目与数字图像的主要理论联系起来,激发学生的学习兴趣,让学生进一步了解数字图像处理的具体项目应用,在丰富学生实践工程经验的同时提高学生的理论水平。