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关键词： 边坡   位移检测   数字图像处理   视频布防   目标对象体  

摘要： 我国是一个多山的国家，也是世界上滑坡频繁的国家之一，滑坡对人类社会经济建设和社会发展有着直接或者是间接的危害。边坡灾害的检测是避免或减少危害的重要手段。目前在边坡安全检测领域，主要的检测手段有基于应力的检测和基于位移的检测两大类。基于应力的检测方法，如传感器法，存在专业化程度高、专业要求高等缺点；基于位移的检测方法，例如GPS检测法、人工现场检测法等，都在不同程度上存在专业化程度高、成本高、危险性等缺点。近年来，随着计算机和数学科学的不断发展，数字图像处理技术愈加成熟。利用图像处理技术对拍摄的数字图像进行分析，能够检测和测量图像中感兴趣的目标，从而满足对位移测量的需求。与传统的位移检测方法相比，该方法具有安全、成本低、迅速、可靠等优点。 基于以上论述，本文提出了基于图像处理技术和视频布防技术的边坡位移实时检测方法：在边坡上设置若干个目标对象体并组成位移阵，以位移阵的变化量来表征边坡的位移变化；利用图像处理技术对边坡图像进行分析处理，识别位移阵中的所有目标对象体；测算目标对象体的中心坐标并组成位移矩阵，两次位移矩阵之差即为边坡位移。另一方面，在目标对象体的识别过程中，提出了目标对象体的自动识别方法以及中心点测量方法，并利用VC++平台开发了相应的处理程序。最后研究并设计了边坡位移检测系统，利用MFC实现了部分主要的功能模块，该系统不仅能及时检测边坡位移，还具有边坡视频实时录像以及报警功能，实时录像可以还原边坡实时状况，有助于查询边坡灾害发生的原因，报警功能有助于当灾害发生时能够及时展开救援工作，将损失降低到最低水平。

关键词： 桥梁索塔   裂缝   位移   数字图像处理  

摘要： 大型桥梁已经成为现代交通必不可少的基础设施之一，我国更是成为世界上拥有桥梁数目最多的国家。随着桥梁建设技术的日趋成熟以及桥梁坍塌事故的频发，人们关注的重点开始转为桥梁健康监测领域。 桥梁健康监测多采用传感技术、光电技术、信息技术以及专家分析结合的方式实现桥梁裂缝、位移、形变、挠度等多方面信息的监测。本文主要将数字图像处理技术应用到桥梁健康监测领域，结合摄像采集、光电技术等知识，实现索塔裂缝、位移、形变参数的准确检测与长期监测。 论文的理论基础主要有数字图像处理的常见算法，广义结构元与扩展形态学滤波，以及激光精密测量的相关原理。论文主要内容为以下三个部分：基于图像分析的桥梁索塔裂缝监测、基于光电技术与图像处理的索塔位移测量系统、三基点\双基点差分位移测量方法探讨。 (1)基于图像分析的桥梁索塔裂缝监测：提出了通过视频设备、远程计算机实现索塔表面裂缝长期监测的方案。重点阐述了基于广义结构元与扩展形态学滤波算法的裂缝自动识别。包括了图像预处理、裂缝识别、视频序列图像拼接、裂缝几何参数计算等内容。 (2)基于光电技术与图像处理的位移测量系统用于索塔水平二维位移的实时监测。主要利用激光准直传播的原理，结合CCD视频采集设备，运用数字图像处理的知识，计算出索塔的位移与形变量，绘制出位移变化图。 根据其应用场合和精度需求，提出基于平面网格的系统快速标定方法，该方法通过建立起已知实际大小的网格与其对应的像素点关系，得到二者之间的比例值即为标定结果，在该过程中，重要的是网格的识别过程，文中采用了改进HMT算法准确识别出网格图像。 由于本文是通过判断激光光斑的移动距离来间接确定索塔待测点的位移、形变情况，因此重点任务便是光斑移动距离的计算，文中采用了基于亮度分割的光斑拟合定位。 (3)考虑工程应用中常用的全站仪、测距仪测量方式引起的测量误差，探讨了三基点\双基点差分位移测量方法。该方法的出发点是利用差分技术消除误差公共项。

关键词： 大空间早期火灾   数字图像处理   视频火焰检测   特征分析和描述   模式识别  

摘要： 随着我国经济和社会的快速发展，各种大型空间建筑火灾事故日益增多。传统的火灾探测识别技术，由于受到各种环境因素的干扰，应用在大空间场合下很难精确进行早期火灾检测和识别。基于数字图像处理的大空间早期火灾自动检测和识别技术以监控视频图像为媒介，利用一定的数字图像处理算法检测和分割出图像序列中的可疑区域，对可疑区域进行特征提取分析，并结合模式识别技术进行智能识别。与传统的火灾探测技术相比较，该技术能够获取更加丰富和直观的火灾信息，并且以其非接触式探测的方式，在反应的有效性、鲁棒性和灵敏性等方面，表现出无可比拟的优越性，非常适合于大空间早期火灾检测和识别。 本文以大空间早期火灾火焰作为主要的检测对象，充分利用早期火灾火焰影像的视觉特性，对基于数字图像处理的大空间早期火灾检测和识别技术展开研究，提出了一整套火焰监控图像的自动检测和识别算法。 第一，为了提高原始监控视频图像的质量，以保证后续火焰影像区域的检测和识别得以顺利进行，对监控视频图像的预处理技术展开了研究。重点实现了视频图像序列的对比度增强和平滑滤波处理，去除了图像中混入的噪声和畸变，突出了图像中的有用信息，从而改善了图像的质量。 第二，基于火灾火焰的监控视频图像序列，首先以阈值处理为代表，分析了基于单一空间域图像处理的图像分割技术应用在视频火焰检测中的优缺点。针对传统图像分割技术的局限性，本文利用早期火灾火焰的亮度、颜色和区域形状处于不断变化中的特性，将火焰视为一种特殊的运动目标，提出将运动目标检测技术应用到火焰图像检测之中，建立监控视频图像像素的自适应混合高斯背景模型。该模型能够根据监控环境的变化进行参数的自适应更新，从而保证运动目标检测的有效性和鲁棒性。为了去除其他运动目标的干扰，使火焰检测结果更加精确，对检测出的运动目标区域进行火焰像素颜色判别和时频闪烁特性分析，提高火焰区域检测算法的精确性。 第三，基于火焰视频图像的检测结果，对分割出的火焰图像进行特征描述和分析，提取出火焰候选区域的多种定量特征描绘子。本文从颜色特征、纹理特征和形状特征这三个方面出发来描述火焰影像区域的静态视觉特性；同时引入面积变化率和形体相似度这两种描绘子来描述火焰区域的动态视觉特征，作为对火焰静态视觉特征的补充，以提高火焰识别系统的有效性和鲁棒性。 第四，结合模式识别技术，选取火焰影像区域的一阶颜色矩、反差、灰度相关、能量、逆差矩、圆形度、面积变化率和形体相似度这8种特征描绘子，形成火灾模式的特征矢量；以BP神经网络为载体，构建火灾模式识别系统，选取一定量的火灾火焰特征样本，对BP神经网络进行训练。仿真实验表明，训练后的BP神经网络对火灾火焰图像的视觉特征信号具有很好的识别效果，能够应用到火灾智能视频监控系统的开发和应用中。

关键词： MFC   LVDS   RS-422   Windows套接字   PCI   多线程技术  

关键词： 数字图像处理   高等理科教育   电子   图像处理   轻子   教育改革   教学改革  

摘要： 随着信息技术的不断发展和机器视觉应用领域的不断扩展,"数字图像处理"课程已经从计算机扩展到电子信息、自动化等众多电类专业的专业课程,甚至在很多非电专业如机械、理学院中也开设这门课程。图形图像处理课程作为计算机应用技术专业的专业基础课,改革教学对培养学生的职业技术能力起着重要的

ISBN: (纸本)9787030336507

关键词： 瓦斯   数字图像处理   模式识别  

摘要： 矿井安全问题一直是困绕中国煤炭业的一大难题,一项统计显示：近几年,中国煤矿因公死亡人数均在六千人左右,煤矿事故死亡人数是世界其他主要采煤国家死亡总人数的四倍,中国百万吨煤死亡率为美国的一百倍、印度的十倍。因此,合理解决矿井安全问题对中国的煤炭业有着十分重要的现实意义。本文主要介绍矿井瓦斯浓度图像的处理与识别技术,包括瓦斯浓度图像的分析,数字图像处理中的灰度变换及编码等知识,模式识别技术及其常用的各种算法,特别介绍了能解决本课题的差影算法,从而达到能够识别瓦斯图像的目的。

关键词： 缺陷   边缘检测   梯度锐化   小波变换   灰值形态学  

摘要： 目前随着市场竞争的加剧,越来越多的钢铁企业认识到识别镀锌板表面缺陷对于提高产品质量和增加经济效益有着重要的影响。镀锌板表面质量直接关系到产品最终的质量和性能。用于镀锌板表面缺陷检测的传统的边缘检测算子准确度较低。本文对数字图像下的镀锌板表面缺陷边缘检测算法进行研究。在常见镀锌板表面缺陷的特征分析的基础上,提出了两种混合边缘检测算法。主要研究内容如下: 1. Sobel算子处理图像具有速度快、计算量小、对图像噪声有平滑作用等特点。但镀锌板图像表面含有镀锌花纹,使得镀锌板表面图像复杂、噪声较强,直接利用Sobel算子处理图像会造成伪边缘缺陷明显。梯度锐化技术处理的图像可以使边缘分界清晰。因此本文提出了一种梯度锐化技术与Sobel算子相结合形成混合边缘检测算法处理镀锌板表面缺陷的数字图像。再利用灰值形态学技术进行去噪,并进行仿真实验。实验结果表明,对于一些缺陷边缘比较明显的图像(例如孔洞、夹杂、镀层云纹等)算法具有较好的去噪和边缘提取能力。 2.针对缺陷边缘不明显的图像(例如镀后划伤、表面脏物、边部条纹等)本文提出了一种基于小波变换的混合边缘检测算法。该方法利用小波变换使缺陷边缘的轮廓和细节更为明显,图像边缘定位更为准确。通过与传统边缘检测算法进行对比,实验结果表明检测出的缺陷边缘图像更清晰准确,同时提高了缺陷的识别率。

关键词： 改性PTFE复合材料   模压成型   填料种类   数字图像处理   微观结构   物理性能  

摘要： 随着材料科学的发展，改性PTFE复合材料在人类生活生产中的应用越来越广泛。材料的成分、结构与其性能之间有着直接的联系。因此，研究分析改性PTFE复合材料成型工艺、填料种类、组分等对分析其性能有着重要意义。本课题采用模压成型工艺制备了经表面处理的填料填充改性PTFE复合材料，分析了模压压力、填料含量、填料种类以及单一填料与多元填料对复合材料的影响。同时，基于PTFE复合材料微观结构SEM图像，在MATLAB环境下进行图像处理，提取断口截面分布的纤维与孔洞特征，以研究复合材料微观结构中纤维与孔洞的分布规律，为探索PTFE复合材料微观结构与宏观性能间相关性奠定基础。　　 (1)对不同模压压力成型的CF改性PTFE复合材料研究表明:随成型模压压力增大，复合材料耐磨性提高，成型压力35MPa时磨损量仅为15MPa时磨损量的44.9％，且摩擦系数降低;而复合材料的硬度、比重和压缩强度受成型压力影响较小。　　 (2)对不同含量CF改性PTFE复合材料研究表明:复合材料的力学性能及摩擦磨损性能等均随着含量的加大而提高。15％CF改性的复合材料硬度为56.3HRE，是纯PTFE的1.65倍;压缩强度为130.53MPa，是纯PTFE的4.58倍;比重下降为2.074g/cm3;而其磨损量在载荷80N，速度0.6m/s、0.8m/s、1m/s时分别为纯PTFE的4.33％、7.93％、9.70％。当含量由15％增至25％，复合材料硬度由纯PTFE的1.65倍增至1.99倍;压缩强度均在纯PTFE的4.5倍以上;CF含量较高时，PTFE复合材料随转速增大磨损量增幅减小;CF含量对PTFE复合材料玻璃化转变温度Tg影响较小，其Tg均在340℃附近。　　 (3)与单一CF改性相比，混合填料改性PTFE效果更明显。二元混杂填料(5％的Al2O3粉、Al2O3纤维、SiC粉、SiC纤维分别与20％CF混合)改性PTFE复合材料耐磨性大幅度提高，与纯PTFE相比，其磨损量降低了2个数量级，且纤维填料比粉状填料改性耐磨性好，以填料SiC纤维改性最佳;随载荷和转速增加，改性PTFE复合材料磨损量增大，其中粉状Al2O3复合材料增幅较大，而SiC纤维的复合材料增幅较小。5％SiC纤维与20％CF混合改性PTFE复合材料综合机械性能最优，减磨效果最佳，磨损量仅为纯PTFE的4.61％。热性能分析表明:纤维填料改性PTFE复合材料只有一个较小吸热峰，而粉状填料改性PTFE复合材料有两个吸热峰。当填料种类由一元增至三元时，复合材料玻璃化转变温度Tg逐渐升高，混合填料改性效果逐渐明显，三元填料改性PTFE复合材料综合性能更为显著，以2％石墨+3％SiC纤维+15％CF三元填料改性效果优于2％石墨+3％GF+15％ CF三元填料改性效果，表明石墨、CF与SiC纤维协同效应更显著。　　 (4)利用MATLAB数字图像处理技术对采集的改性PTFE复合材料微观结构SEM图像进行处理，比较最大类间方差法、一维最大熵法、局部阈值分割三种图像分割算法分割结果表明，局部阈值分割效果最好，PTFE复合材料微观结构中纤维细节能较好显示，且能抑制背景噪声;最大类间方差分割次之，部分纤维细节能较好显示，但有较多背景噪声;一维最大熵算法效果最差，其未能分割出图像底部纤维，且分割的纤维填料完整性较差。同时基于Hough变换和数学形态学初步提取材料断口截面分布的纤维，纤维提取较全面完整;用Gilles斑点检测SEM图像中孔洞，大多数孔洞能被有效提取。　　 (5)初步探讨改性PTFE复合材料微观结构与宏观性能关系的研究表明:当成型压力为15MPa时，复合材料的微观结构中纤维拔出会形成较多孔洞，填料与基体结合质量较差，填料支撑作用及对PTFE束缚较弱，材料硬度、压缩强度及摩擦磨损性能提高不明显;当成型压力为25MPa时，复合材料的微观结构中纤维拔出形成孔洞较少，断面拉断纤维增多，填料与基体结合质量较好，复合材料宏观性能提高也较大;当成型压力为35MPa时，复合材料的微观结构中纤维拔出形成孔洞更少，纤维被基体较好包覆，填料与基体结合结合质量最佳，填料与基体相互作用构成整体，填料的增强作用充分发挥，材料宏观性能也显著改善。随着模压压力增大，PTFE复合材料微观表面孔洞数量、面积最大值和平均面积分数逐步减小，而纤维数量、面积最大值和平均面积分数先增大后减小，为进一步研究改性复合材料微观结构与宏观性能相关性奠定基础。

关键词： 视觉测量   数字图像处理   开放性实验  

摘要： 在视觉测量领域中,信息的主要来源是图像,数字图像处理技术是视觉测量的前提和基本手段,视觉测量是数字图像处理理论的典型应用.因此,文本研究将该领域的相关研究成果引入数字图像处理的课堂教学中,并引导学生动手实践,处理视觉测量领域中的实际问题.通过在教学方法、教学内容以及实践环节的改革尝试,开阔了学生视野、提高了学习兴趣、动手能力和解决问题的能力,在实践中取得了良好的效果.