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关键词： 数字图像处理   自动对焦   图像采集   锁定  

摘要： 在当今社会,自动对焦技术已经成为数字成像系统的核心内容,它能有效的提升我国数字成像产品的竞争力。本论文的目的就是运用自动对焦技术使镜头的焦平面与CCD所在平面重合,使摄像头在某个特定焦段成清晰的像。 传统对焦方式为人工对焦,虽然人眼的分辨率较高,但整体工作效率较低,尤其是在不间歇的工作状态下精度也会下降。 根据工程实际的要求,运用数字图像处理的原理设计了一套系统,它可以实现对刚生产出来的汽车倒车用摄像头进行自动调焦并锁死的整个过程,在提高生产效率的同时使得对焦的准确度大大提升,节约了生产成本。

关键词： 平行光管   数字化观测   亚像素细分   三次多项式拟合   数字图像处理  

摘要： 平行光管作为一种提供水平基准的光学仪器，广泛地应用于工业测量和科学研究中。但是观测精度容易受到人为因素的影响，而且由于视场小，长期人眼观测容易产生疲劳。光电检测技术是光学与电子技术相结合而产生的一门检测技术，其中以CCD为基础的图像测量技术具有分辨率高、精度高和稳定性好等特点而被广泛地应用于各种检测中。本文提出基于CCD的平行光管数字化观测方法，可以提高观测精度和减轻观测人员劳动强度。 首先，本文介绍了基于CCD的平行光管数字化观测方法，从CCD和工业镜头选型、光源选择和机械连接设计四个部分阐述了数字化观测中的若干问题，并介绍了系统调试中的若干要点。 接着，介绍了三种常见的亚像素细分算法并进行了精度对比，确定选用最小二乘曲线拟合法。根据理想边缘模型，选用三次多项式来拟合十字丝边缘，并详细地介绍了三次多项式拟合算法的实现。同时还将细分算法同未细分算法进行了对比分析，并提出了基于灰度梯度曲线形状特征的边缘点剔除策略，实验证明，该策略可以提高拟合精度。 然后，从图像滤波、图像分割、粗边缘提取、细边缘提取、直线拟合、距离测量和目标照准七个方面对本文所采用的数字图像处理技术进行了详细介绍，并对阈值选择、剖面位置和数量选择、剔除粗大误差和减小随机误差等问题进行了详细研究。在此基础上，在VC++6.0平台下编制了数字化观测软件系统。 最后，从CCD图像采集、软件和光轴一致性三个方面对系统误差进行了分析，虽然误差分析是在理想状况下进行的，但是也有一定参考价值。 实验结果表明，无论是十字丝距离测量还是十字丝照准，数字化观测方法精度都要高于传统人眼观测。

关键词： 人脸识别   性别识别   特征提取   神经网络   支持向量机  

摘要： 本文的主要研究的是基于Matlab的人脸性别识别实现过程。如何利用计算科学的方法进行对人脸的识别一直以来都被认为是模式识别领域中很具有挑战意义的一项研究，对人机交际化同时对信息采集有着很好的效果，将会是热门的研究方向。 人脸识别，是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。用摄像机或摄像头采集含有人脸的图像或视频流，并自动在图像中检测和跟踪人脸，进而对检测到的人脸进行脸部的一系列相关技术，通常也叫做人像识别、面部识别。 人脸识别主要用于身份识别。由于视频监控正在快速普及，众多的视频监控应用迫切需要一种远距离、用户非配合状态下的快速身份识别技术，以求远距离快速确认人员身份，实现智能预警。人脸识别技术无疑是最佳的选择，采用快速人脸检测技术可以从监控视频图象中实时查找人脸，并与人脸数据库进行实时比对，从而实现快速身份识别。 人脸图像预处理是人脸检测和识别的基础，在正常情况下，从各种干扰和限制的客观环境的原始图像的采集，如光源的位置，成像的角度，都是不确定的；另外，成像的工具以及存储传输系统等，也会给图像带来不必要噪声。受这些因素的影响，我们得到的图像数据都有不同程度的降质，或者称为劣化，例如较差的对比度，图像边缘模糊等。 一般来说，人脸识别系统包括图像摄取、人脸定位、图像预处理、以及人脸识别（身份确认或者身份查找）。系统输入一般是一张或者一系列含有未确定身份的人脸图像，以及人脸数据库中的若干已知身份的人脸图象或者相应的编码，而其输出则是一系列相似度得分，表明待识别的人脸的身份。 本文利用了被称为第四代计算机语言的MATLAB环境，详细介绍了在该环境下如何进行图像预处理、人脸检测和性别分类三方面的分析过程，在这三个方面分别进行研究和创新： （1）首先要将彩色图像灰度化，利用图像滤波祛除噪声，然后对图像进行灰度变换，采用直方图均衡化的方法对图像进行增强，这种方法的处理过程有很多种变换形式，在本文采用连续均值量化变换增强灰度图像。 （2）在图像的人脸检测和定位研究中，已有很多特征提取的方法，这些提取的方法因适用的范围和难度不同，并非都能应用到本文的研究中来。本文主要研究了主成分分析（PCA）算法，线性判别分析（LDA）和小波变换，根据分析和所需要得到的检测结果，提出了基于facefind函数的人脸检测。 （3）在人脸性别分类方法的研究中，首先进行面部性别特征的提取，本文利用灰度几分投影定位人眼，然后分别提取鼻子、嘴等性别相关特征。

ISBN: (纸本)9787121219146

关键词： 直流断路器   ATP   数字图像处理   电弧面积   电弧灰度图像  

摘要： 近年来,随着直流输电系统的快速发展,直流输电的应用不仅仅局限于舰船、地铁与轻轨,而在大电网建设中亦占据重要位置。直流断路器作为开断直流的重要设备,其需求也随之增加,对其可靠性的要求越来越严格。在交通工具直流系统中多采用降低电压降、增大电流这一代价来实现大容量运行,发生故障时,故障电流上升到相当高的水平,因此需要短时间内将故障电流限制在较低水平,避免对断路器以及其它电力设备的冲击；而在高压直流输电系统中,主要采用换流站方式进行直流开断,这种方式运行复杂,经济型以及灵活性均低于直流断路器。因此对于直流断路器的研究是有着重要实际意义。 本文采用在直流的基础上叠加交流电流来实现人工强迫过零分断。在这一过程中,灭弧室的打开速度、转移电流的投入时刻、电流强迫过零的变化率、触头间隙磁场情况等相关动态因素都直接影响着真空中直流强迫过零后间隙中的介质恢复情况,从而影响直流电弧熄灭的特性。首先采用ATP建立真空电弧模型对实验过程中在不同因素下电流与断口电压变化情况；应用ANSOFT对不同斜率转移电流下触头间隙磁场对电弧影响情况进行仿真分析；时序控制器以单片机ATmegal6L为主控单元,通过键盘改变相应触发时序；实验中试品断路器采用高速斥力机构,通过改变断路器分闸电容预充电电压,机构速度有明显变化。 通过实验采集不同因素下电弧图像并对图像进行提取特征。对于触头纵向磁场进行仿真得出频率的改变对于磁场影响显著,在触头表面的分布与结构有重要的关系；对于电弧图像灰度处理,可以明显看出电弧燃烧过程中的烧蚀情况,主要集中在触头阴极,随着过零斜率的增加,在阳极烧蚀逐渐增强；在开距为0.5-3mm内时,同种开距,速度越小燃弧面积越大,对触头的烧蚀严重；在3-8mm时,阴极表面的燃弧随着速度的增加不断的加重,对阴极表面的烧蚀严重。综上所述,在实际开断过程中存在一定的开断速度,使得燃弧在阴极与阳极之间燃弧比较均匀,对触头的烧蚀相对比较轻。

关键词： 数字信号处理器   海洋潮位测量   数字图像处理   测量不确定度  

摘要： 海洋潮位是海洋水动力领域最重要的基础参数之一，海洋潮位测量数据是滨海旅游、工程建设、海洋预报和国防建设等业务顺利开展的重要保障。为确保潮位观测仪器测量数据准确可靠，需定期用潮位计量仪器对潮位观测仪器进行检定或者校准，从而确保观测仪器准确性、稳定性和溯源性，最终实现将我国所有潮位观测数据溯源至国家统一的海洋潮位计量标准上来。 本文设计了基于数字信号处理器（DSP）的海洋潮位计量检测系统。系统以DSP为硬件电路核心，采用DM642芯片和开发板，进行硬件电路设计和仿真；采用CCS进行功能仿真和代码优化，完成潮位识别程序的编写、优化和调试工作。图像处理时，首先进行图像预处理，然后进行潮位识别处理，确定图像二值化预处理的动态阈值，同时读取潮位线刻度数字，计算已存储模板和读取数字样品的匹配程度，采用最小距离法返回数字类别，计算并给出潮位最终高度值。本系统实现了海洋潮位测量数据显示、存储和回放功能，并可绘制实时图形。为提高测量准确度、稳定性和可靠性，对数据进行数理统计分析，通过数据的示值误差分析准确度高低；通过多次重复测量同一被测对象得出稳定性指标；通过测量结果不确定度分析及评价得出可靠性指标。 本文实现图像处理技术与计量检测技术有机结合，提升了海洋潮位计量技术水平；用数理统计方法对测量数据进行分析处理，从而更加科学、全面和可靠地提高海洋潮位计量检测水平。所设计系统可为研制新型潮位仪提供理论基础和试验检测平台，具有较为重要的理论和现实意义。

关键词： 快速响应码   数字图像处理   QR码识别   纠错译码   windows phone操作系统  

摘要： 伴随着经济的飞速展，世界先进科学技术的逐步提高，条码技术逐渐深入到各种行业起并被广泛利用。QR码作为一种特殊的二维码，目前海外对其的应用较之国内已经相当广泛，因此我国对条形码的应用研究需要加大重视以适应世界时代变化。从2011年开始，我国迎来了智能手机年，智能手机集各种应用软件为一体，从衣食住行等各个方面影响着我们的生活。QR码和智能手机，作为21世纪的时代符号之一，使得基于智能手机的QR码识别系统的研究不仅在科研中还是在我们生活都具有十分重要的意义。 本人结合实习期间参与研发的工程项目，主要完成了以下内容： 第一，根据QR码的编解码理论技术，将QR码中的所有版本(10)的解码器进行了实现 第二，对基于智能机的图像处理技术进行了详细的研究与探讨。在图像预处理过程中，很多学者研究出效果不错的经典算法如Hough变换等，但是考虑到手机内存有限，因此排除其中效果虽好但是耗费内存的算法，寻找复杂度较低的并且又能适用在手机上的方法就将作为图像预处理部分的研究重心。本人在工作过程中对QR码图像处理的过程和每个步骤中采用的主要方法进行了详尽的研究，其中在两个方面采用的技术创新：一方面，在图像旋转时，仅选取二维条码的三个寻像图形中心进行直角坐标系运算，定位出旋转方向并且利用反三角函数计算出旋转夹角，使得算法的复杂度大有降低;另一方面，将Wellner算法进行改进，降低了对二值化阈值的选取的复杂度，并有效地排除了光照不均匀的影响。 第三，本文重点分析了Windows Phone手机操作系统的技术特点，对QR码的图像检测与识别和RS纠错算法用C#语言进行了实现，设计并实现了一个基于windows phone手机操作系统的QR码识别系统，并且对该系统在模拟器和真机上都进行了详细的测试，实验表明系统具有良好的性能和实用价值,能满足了在windows phone上识别二维条码的时间要求和准确性要求。

关键词： 数字图像处理   ImageJ   课程教学   实践动手能力  

摘要： 针对目前我国高校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ImageJ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ImageJ软件作为数字图像处理课程教学演示和实验的工具。将ImageJ软件引入数字图像处理课程的教学实践中,即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编写ImageJ软件的插件让学生真正掌握理解图像处理的理论知识。

关键词： 安全驾驶   全景视觉   达芬奇技术   数字图像处理   试验研究  

摘要： 当今社会，汽车交通事故造成十分严重的伤害，各国汽车厂商都致力于研究汽车安全技术，汽车安全的理想状态是事故零死亡，“人—车—路”协同智能交通系统将能达到这种理想状态。基于全景视觉的汽车安全驾驶辅助系统是智能交通系统中“人—车—路”环节的关键技术之一，该系统利用电子信息技术来拓展驾驶员视野，使驾驶员更好地感知道路环境，有效地降低交通事故的发生。 本文分析国内外基于全景视觉的汽车安全驾驶辅助系统的研究现状，针对国内高校和研究院在全景视觉系统平台的设计与实现方面的空白，对如何设计嵌入式数字信息处理系统平台以实现全景视觉系统展开深入的研究。 本文设计“九点”插值算法；研究全景视觉系统算法的特点，针对其特点，提出将美国德州仪器公司的达芬奇技术应用于汽车全景视觉系统的研发上；研究设计基于TMS320DM642处理器的数字图像处理系统，制作全景视觉系统平台，编写全景视觉系统底层代码，在完成软件和硬件的集成后，进行汽车安全驾驶辅助系统的实验室模拟试验和实车试验。 通过实验室模拟试验和实车试验得出流畅清晰的全景鸟瞰视觉图像，图像的效果表明：本文提出的基于达芬奇技术的设计方案在汽车安全驾驶辅助系统平台的应用上有优异的表现，本文设计的新型“九点”插值算法，占用较少的硬件资源，却得到良好的显示质量，优化后的“九点”插值算法能极大提高图像的流畅度。成功地在嵌入式系统中完成基于全景视觉的汽车安全驾驶辅助系统的设计与实现。

关键词： FPGA   数字图像处理   数字图像去噪   DCT   数字图像视频编码   HEVC  

摘要： 随着数字图像处理技术应用到越来越多的领域，人们对数字图像处理技术的要求也越来越高。目前，大多数数字图像处理算法只能在软件环境中实现。但是，实用的数字图像处理系统要求处理数据量庞大、处理速度快，利用软件环境实现存在着系统规模大、成本高等缺点。然而现场可编程门阵列（Field ProgrammableGate Array, FPGA)器件具有功耗低、并行计算能力强、性能高的特点，适合于数字图像处理系统的实现。因此，基于FPGA硬件的数字图像处理算法的研究具有非常广阔的应用前景。 本文对数字图像处理领域的去噪与视频编码进行研究，设计出适合于FPGA硬件系统实现的算法。 数字图像去噪：对基于三维DCT (Discrete Cosine Transform)的相似块群去噪方法进行研究。其中，三维DCT的实现是本系统的核心部分，也是直接影响整个设计优劣性的决定性因素。本文设计的关键点与创新点：利用DCT的分解特性，将三维DCT分解为三个方向的一维DCT;利用整数变换矩阵，从而消除浮点数运算，只有移位和加法操作，更适合于FPGA硬件结构。 数字图像视频编码：对视频编码标准HEVC (High Efficiency Video Coding)中的反量化反变换模块的实现进行研究。HEVC作为最新一代视频编码标准，具有很高的应用价值。本文实现了HEVC解码器端的反量化反变换模块。FPGA硬件系统采用了模块化与流水线设计。本文设计的关键点与创新点：对不同大小图像数据块的处理采用统一架构，实现了模块复用，从而节省硬件资源。 最后，本文对以上两个数字图像处理的硬件系统分别进行了仿真验证，表明硬件算法的正确性与可行性。