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关键词： 图像处理   隧道变形   监测技术   精度  

摘要： 隧道具有缩短交通距离、对环境影响较小等优点,因此广泛应用于城市地铁、穿山越岭或越江铁路、公路及水利等工程。然而,由于隧道处于复杂的地质条件环境,隧道施工安全灾害事故时有发生,造成重大的人员伤亡和经济损失。现有的监测方法受现场条件限制,往往不能很好反映隧道变形情况或不便于推广应用。随着科学技术的进步,数字图像的分辨识别技术不断提高且用途越来越广泛。本文对利用数字图像处理技术监测隧道变形的理论和方法进行了探讨,主要工作内容如下： (1)对目前隧道变形监测方法的国内外发展和研究现状进行了详细阐述,指出了当前监测方法的局限性；同时,对数字图像处理技术应用于隧道变形监测的国内外发展与研究现状进行了详细分析,得出该方法存在的问题,提出了本文研究的数字图像处理技术监测隧道变形主要内容。 (2)通过对数字图像处理技术等理论进行了简要的论述,讨论了拟合法与重心法这两种目标标志点图像亚像素定位方法,并编写了目标标志点图像亚像素定位程序,且通过实验数据验证了像素坐标提取的可靠性与准确性；阐述了数字图像处理技术监测隧道变形方法的原理、镜头畸变的影响及标定像元的方法。 (3)利用相机进行了一系列的探索研究,比较重心亚像素定位法与拟合亚像素定位法这两种目标图像标志点定位法,得出重心定位法的精度较高；得出目前镜头畸变对目标分辨率的影响是不明显的；标定长度的大小对目标分辨率的影响较小,可以忽略；同时摄影距离一定时,目标分辨率与焦距成反比关系。 (4)通过模拟隧道内的环境并进行监测实验,验证了在一定条件下利用数字图像处理技术监测隧道变形的方法量测水平位移和垂直位移的精度均小于±0.5mm,符合《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008)水平位移±3mm、垂直位移±0.5mm的精度要求。 通过深入的理论和实验研究,可知利用数字图像处理技术监测隧道变形是可行的,且精度较高。 该方法还存在不足之处： 在实际隧道复杂的环境中,应保证成像设备安装的稳定性,且保持成像平面与隧道断面平行。

关键词： 农业信息技术   数字图像处理   教学模式  

摘要： 本文依据农业信息技术专业学生的培养目标及要求,结合数字图像处理课程的特点,提出该门课程教学内容的重新设计整合、创新教学方法及教学手段,并提出在课程设计建设过程中应注意的问题。

ISBN: (纸本)9787121201974

关键词： 粒度检测   破碎与磨矿工序   边缘分割   数学形态学  

摘要： 在选矿领域中，矿石的粒度分布是评价破碎效果、实现选矿自动化的一项重要参数。预磨机是一种集碎矿与磨矿于一体的高效破磨设备。实现粒度分布的在线检测，将检测结果反馈给预磨机控制系统，能够有效的控制预磨机的工作参数，将预磨机的生产能力提高到最高水平，使设备的效率达到最佳。所以粒度检测的实时性和精确性显得十分重要。目前大多采用低效、离线的人工筛分检测法确定碎后颗粒的粒级分布，难以满足选矿生产的需要。因此，研究适用于磨矿作业需求的新型的粒度检测方法具有较好的研究价值和应用前景。 本课题主要针对现场生产环境，采用图像处理技术，利用MATLAB设计一种可靠的在线粒度检测方法。论文主要研究成果有： （1）通过对不同的图像分割方法的对比分析，将矿石颗粒图像进行灰度化、中值滤波、梯度化等预处理后，采用标记分水岭算法对图像进行分割，较理想的将颗粒重叠的边缘分割开。 （2）对每个粒级的矿石颗粒进行像素标定，根据标定结果分别建立对应的粒度检测算子，采用击中击不中算法统计各个粒级内矿石颗粒的个数，将统计结果与筛分结果对比，验证了检测算子的准确性，从而实现了对单层矿石颗粒的粒度检测。 （3）建立了以表面层粒度检测结果为输入，整体粒度分布为输出的BP神经网络模型，在静止状态下对堆积层叠的矿石颗粒进行整体粒度检测实验，表明该模型具有较高的准确性。 （4）通过结合MATLAB图像采集工具箱、图像处理工具箱、神经网络工具箱和图形用户界面开发环境(GUIDE)，组建了粒度检测装置，并设计了操作界面。通过动态粒度检测实验，发现该检测方法能够较为准确地对动态传送过程中的堆积矿石的形貌有效识别；同时利用MATLAB与Excel之间的通讯，可以实时记录矿石粒度的检测数据，具有较好的实用性。 本研究对选矿生产中的碎磨工序的矿石粒度检测方法有所创新，将该检测方法与碎磨装备的现行控制系统进行有机结合，可有效控制碎磨工序产品质量，因此该检测方法具有广泛的应用前景。

关键词： 视觉伺服   运动捕捉   目标跟踪   云台控制   数字图像处理  

摘要： 近年来由于机器视觉技术的推广，逐渐延伸出新的研究邻域——视觉伺服。本文中主要研究讨论了视觉伺服是如何应用视觉的反馈信息对二自由度旋转云台进行伺服控制，使其跟踪一个运动目标。 本文首先分析对比了图像滤波、图像的分割、目标检测和目标跟踪的基本算法，并由此建立了自己的跟踪算法，具体过程包括：建立基于帧间差分法的目标检测算法，利用改进的最大类间方差法（OSTU）选取最优阈值进行目标分割，并采用数学形态学处理二值化运动目标中的干扰信息，从而获得运动目标的质心位置与图像主点的位置偏差。 其次根据提出的跟踪算法，我们搭建了摄像机-云台伺服控制模型，其目的是通过实时控制云台的旋转角度，使运动目标始终保持在摄像机的中心位置。将先前计算得到的运动目标质心与图像主点的偏差值根据小孔成像原理，转换为云台旋转角度，将角度值反馈到云台的控制程序中，从而驱动云台，使摄像机实现目标的跟踪定位。同时根据设计要求，实验中通过C++二次开发设计出操作界面，方便对图像进行操作。实验结果表明，本文提出的摄像机-云台控制模型在能很好的跟踪运动的目标小球。 最后，我们对全文的工作进行了总结和思考，指出了本文的算法稳定性、实时性等方面还有待改进；并对工作进行了展望，提出本文的摄像机-云台模型可以使用到智能制造中的刀具在线检测、工件实时监控等。

关键词： 太赫兹成像   连续波成像   数字图像处理   参量振荡   快速调谐  

摘要： 太赫兹技术是近几十年来快速发展的前沿科学技术,因为其独特的性质,使其在成像领域,医学检测领域有着广阔的应用前景。太赫兹连续波成像技术具有结构简单,扫描速度快,成像质量好,常温工作等优点,得到研究人员的青睐,但其扫描速度与成像质量等方面仍无法达到实际应用的需求。为此本文介绍快速太赫兹连续波扫描成像系统,进一步提高扫描速度与成像质量,并搭建快速调谐太赫兹参量振荡光源作为未来成像系统光源。本文要点归纳如下:1.进行了快速太赫兹连续波扫描成像的实验研究。利用金属线栅对太赫兹光源进行分光,通过引入参考光提高成像系统的信噪比;通过LabVIEW软件编程,实现蛇形路线扫描与探测器信号实时采集,有效地缩短了扫描时间,扫描速度达到每秒钟十个像素点;选取输出频率4.3THz,对1cm×1cm大小样品成像,耗时17分钟,得到分辨率为0.1mm的扫描结果;实验对树叶、药品以及生物样品进行成像实验,得到清晰的成像结果。2.对成像结果进行了数字图像处理的实验研究。选用直方图处理、非锐化掩蔽与高提升滤波、腐蚀膨胀处理等方法,有效地提高了灰度图像的成像质量,对灰度图像做伪彩色处理,得到彩色图像。3.利用铌酸锂晶体进行了快速调谐太赫兹参量振荡的实验研究。分析了谐振腔腔长、泵浦光脉冲宽度、调谐角度对Stokes光允许角的影响。实验得到太赫兹辐射调谐范围为1.2-2.4THz,在1.6THz获得最大输出,单脉冲能量达到368.6nJ。并根据罗兰圆原理,搭建快速调谐,小型化TPO环形腔系统,可以实现调谐角度过程中太赫兹输出位置固定不变。

关键词： 火焰   数字图像处理   滤波  

摘要： 火灾火焰是最常见的灾害之一，是一种在时空上失去控制的燃烧所引发的灾害。火灾火焰图像探测系统，是一种以计算机为核心，结合光电技术和计算机图像处理技术研制而成的火焰自动监测报警系统，有观测普通影像和红外监测实现火灾自动报警的双重功能。本文介绍了一种火焰识别过程中的分色处理办法并试验验证有效性。

关键词： 火焰   数字图像处理   滤波  

摘要： 火灾火焰是最常见的灾害之一，是一种在时空上失去控制的燃烧所引发的灾害。火灾火焰图像探测系统，是一种以计算机为核心，结合光电技术和计算机图像处理技术研制而成的火焰自动监测报警系统，有观测普通影像和红外监测实现火灾自动报警的双重功能。本文介绍了一种火焰识别过程中的滤波应用。

关键词： 纳米级黑碳颗粒物   边缘提取   三维构建   物理参数测量   透射电子显微镜  

摘要： 大气中颗粒物的尺寸、表面积以及体积等物理参数直接决定着有害物质的携带量和对人体健康的影响。作为测量大气颗粒物形貌最常用的方法,透射电子显微镜能够获得颗粒物的二维图像,但是却不能获得三维形态,因而不能获得颗粒物的表面积以及体积等物理参数。 本论文以大气中普遍存在的纳米级黑碳颗粒物作为研究对象,在膜采样的基础上,利用透射电子显微镜首先获得黑碳颗粒物的二维图片,采用Canny算法提取颗粒物边界形态,通过统计分析获得颗粒物典型表面形状的三视图,采用轴旋转法以及二维视图拉伸拟合法,实现黑碳颗粒物三维形貌的构建,并最终获得颗粒物最大尺寸、表面积以及体积等物理参数,为评价大气纳米级黑碳颗粒物对人体的健康效应提供理论支持。

关键词： 遥感图像   数字图像处理  

ISBN: (数字)9787121209048 ISBN: (纸本)9787121209048

摘要： 本书是SAR图像处理与解译领域的一本新著，是作者所在团队10余年来在该领域工作的积累。本书在全面总结国内外研究进展的基础上，着重论述了SAR图像噪声抑制和增强、SAR图像和光谱图像的融合、SAR边缘检测、SAR图像分割、SAR图像典型目标包括桥梁、机场跑道、道路的检测以及环境因子分析和SAR图像目标识别。本书侧重于新算法的描述和实例的分析，反映了近年来在SAR图像处理和解译关键技术的最新发展概况，为该领域的深入研究提供了借鉴。