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关键词： 舌下络脉   中医舌诊   特征提取   数字图像处理   舌背撷取算法   支持向量机聚类算法  

摘要： 中医舌诊是中医临床进行辨证论治过程中的一个重要步骤。舌下络脉诊断是通过观察舌下络脉的形色变化来判断人体健康状况的一种古老诊断方法,是中医舌诊的重要组成部分。利用数字图像处理技术和模式识别技术实现舌下络脉诊断的客观化,有利于克服传统舌下络脉诊断结果受到中医的主观因素限制和光线、亮度等客观因素影响的缺点。为了实现舌下络脉诊断自动化首先要研究舌下络脉特征提取与分析方法。\n 舌下络脉特征提取和分析的研究主要包括从原始舌下图像样本中分割出舌背区域,舌下络脉的提取以及舌下络脉特征提取和分析。舌背区域的撷取是为了排除掉原始图像中非舌质背景,便于舌下络脉的提取。实现从舌背区域中分离出舌下络脉是进行舌下络脉特征提取和分析的基础。利用模式识别技术对分割得到的舌下络脉进行特征提取和分析为舌下络脉诊断自动化提供了有效的依据。\n 本文研究的主要内容以及创新之处在于:\n 1.在具体研究两种已有的舌背撷取算法的基础上,设计了一种改进的舌背自动撷取算法。采用基于形态学标记的水域分割算法大致确定了舌背所在区域,藉由分析舌背和剩余的背景彩色分量的差异性进行后处理。\n 2.提出一种基于HSI颜色空间下形态学运算的舌下络脉提取算法,同时研究和实现了基于K-均值聚类的舌下络脉提取算法,并对这两种算法的试验效果进行比较和分析。\n 3.结合已有舌下络脉特征提取和分析的研究,分别提取和量化舌下络脉的色泽、曲张度特征,其中色泽特征提取采用支持向量机聚类算法。概要介绍了基于模糊聚类舌下络脉特征综合分析算法。

关键词： 陶瓷材料   显微结构   三维重建方法   数字图像处理  

摘要： 工程陶瓷材料的显微结构对其性能有重要的影响。由于多数材料是不透明的,其几何特征通常不能从块体样品中直接获得,传统方法通过在显微镜下获取样品的二维截面图像,来对其显微结构进行研究。然而平面图形难以直观准确地反映真实的三维几何,甚至对于诸如颗粒间的空间连通性这样的性质,都难以作出正确的判断。\n 本文针对传统研究方式的不足,提出一种通过三维重建技术来对陶瓷材料的显微结构进行观察与分析的方法。研究了各类序列图像获取手段和数字图像处理算法,并对实验获得的显微结构图像进行了数字图像处理。通过对各种三维重建方法的分析,从中选择适合的算法。借助于三维可视化工具包VTK,利用体绘制技术中的光线投射算法,对陶瓷材料的显微结构进行了三维重建,实现了三维显微空间中颗粒的大小和空间分布的显示,获得了关于颗粒空间连通性的结论。将数据场中的多种分类物质在一张可视图中显示,揭示它们的相互关系,从整体上了解样本材料中晶相的分布情况,进行了全局观察。利用面绘制技术中的移动立方体算法,对陶瓷材料的显微结构进行了三维表面重建。根据预先设定的等值面阈值,将感兴趣的部分以等值面的方式抽取出来,而忽略三维数据场的其它体数据信息,从而达到进行局部查看的目的。对重建后的结果进行了绘制效果和算法执行效率的分析,以及平移、旋转和缩放等实时交互操作,并且进行了三维空间的长度和角度测量。\n 实验结果表明,本文方法可用于陶瓷等非透明工程材料的显微结构研究,实现从三维角度考察颗粒的空间连通性和分布状况,并进行定量的测量分析。所提出的方法实现了半透明等复杂绘制效果,达到了实时交互的绘制要求。

关键词： 迭代阈值   弹目偏差   数字图像处理   边缘检测  

摘要： 运用基于数字图像处理技术进行高炮武器系统射击诸元校正工作中,弹目偏差的确定是校射的关键,而确定弹目偏差的关键步骤之一是需要对弹目图像进行边缘检测,提取弹丸和目标的边缘特征。在综合分析典型边缘检测算法的基础上,提出运用基于迭代阈值的边缘检测算法进行弹目图像边缘求取,并分析了迭代法确定最佳阈值的步骤,给出了迭代阈值边缘检测算法工作流程,最后通过仿真实验表明基于迭代阈值的边缘检测算法具有良好的边缘检测效果,是一种有效的弹目图像边缘检测算法。

关键词： 影像测量   边缘检测   高斯曲面   径向基函数   数字图像处理  

摘要： 数字图像处理是影像测量系统中的关键技术,特别是边缘和拐角检测技术,其检测结果很大程度上决定了影像测量系统的精度。随着现代科技的发展和现代工业对精密加工技术要求的提高,像素级的边缘和拐角检测技术已经不能满足精密检测的要求。亚像素检测技术顺应产生,并广泛应用于高精度影像测量系统中,大大提高了测量系统的精度。\n 本文首先给出了边缘和拐角的定义并简要介绍了像素级边缘检测技术,亚像素级边缘检测技术及拐角检测技术的国内外研究现状。然后,简单介绍了像素级边缘检测算法并用实际图像进行实验,比较结果得出Canny为最佳算子。接着对亚像素边缘检测算法的原理进行详细介绍,重点分析了三次样条插值法和Zernike矩法,并用这些算法分别进行了实验,验证Zernike矩较高的定位精度。\n 论文在对经典亚像素边缘检测算法研究基础上,提出两种改进的亚像素边缘检测算法。一种是基于高斯曲面拟合亚像素边缘检测算法,即首先选用Canny算子对图像进行边缘粗定位,然后在粗定位的边缘基础上给定一个5×5窗口,对窗口内的边缘梯度幅值用高斯曲面拟合算法进行精细定位。另外一种是基于径向基函数插值亚像素边缘检测算法,即先用Canny算子对图像进行边缘粗定位,然后在粗定位的边缘基础上给定5×5窗口,对窗口内的像素级边缘进行二次曲线拟合并得到拟合曲线在粗定位像素点处的切线及垂线方向,在垂线方向上取若干个点灰度值进行径向基函数插值,选取边缘渐变处的中点位置作为最佳边缘位置,即求得亚像素点位置。实验结果表明,提出的两种算法比Zernike矩算法的精度都高,均可达到0.1个像素,分辨率为0.03个像素。\n 论文在亚像素边缘的基础上结合Harris像素级拐角检测算法,提出一种亚像素拐角检测算子。针对L型,T型,X型拐角分别进行精度抗噪实验,并与Harris算法进行比较,结果表明本文所提出算法的拐角定位精度得到很大的提高。最后用实际图像进行了标定比对实验,证明所提算法的实用性。

关键词： 数字图像处理   专题化教学模式   教学内容   教学方法   实践教学   学习评价  

摘要： 根据电子信息类本科专业《数字图像处理》课程的特点,在教学中采用专题化教学模式。通过对教学内容、教学方法、实践教学和学习评价等方面做出相应的教学改革,极大地激发学生的学习兴趣,加强学生对理论知识的学习,培养学生的动手能力。

关键词： 数字图像处理   视频自动聚焦系统   自适应平滑聚焦算法   不确定性   清晰度计算  

摘要： 随着数字图像处理技术的日益发展,自动聚焦技术被广泛的应用于数码相机、数码摄像机以及显微镜成像等领域。获得清晰的视频图像是后续视频处理、视频分析的基础,因此实现视频图像快速、精确、智能化的聚焦显得十分重要。但现有的基于图像的自动聚焦算法都是针对于单一主体场景,并且都未考虑视频聚焦的平滑性问题。同时由于现有的聚焦算法都不能很好的分割视频场景中前景和背景部分,导致场景中聚焦主体的成像质量不高,尤其在多主体场景下将会导致误聚焦的出现。基于上述研究背景本文展开了基于DSP的自动聚焦系统的研究,主要工作和研究成果如下:\n 1.在单一主体场景聚焦中,为了满足视频聚焦过程平滑性的要求,提出了自适应平滑聚焦算法。首先建立了基于图像的自动聚焦系统模型,该模型主要包含清晰度计算和聚焦搜索算法两个模块。为了使聚焦主体包含图像主体,采用了基于边缘检测的聚焦区域选择方法,并结合梯度阈值的清晰度计算方法对图像主体的清晰度值进行正确评价。为了保证聚焦过程的平滑性,提出了自适应聚焦搜索算法,该算法通过清晰度的变化程度来自适应调整搜索步长,从而实现快速、精确、平滑的视频聚焦。\n 2.在多主体场景聚焦中,由于清晰度曲线呈现多峰性,使得现有的聚焦算法都会陷入局部极值导致聚焦结果的不确定性。本文通过视频之间的关系来动态的搜寻视频场景中的聚焦主体,提出了多主体聚焦算法。该算法包括图像快速清晰度计算和多主体聚焦搜索算法。为了满足嵌入式设备实时性的要求,采用了基于Sobcl算子清晰度计算方法。同时在聚焦搜索中,一种基于近景优先的聚焦搜索策略能够保证镜头聚焦到最近主体位置。\n 3.在ADI Blanckfin DSP平台上,对自动聚焦系统进行了实现。首先是基于DSP的聚焦系统架构设计,并在此基础上对视频采集驱动和镜头控制驱动进行了实现。接着对上述两个的聚焦算法进行了移植和优化,包括算法整体架构的实现、算法移植优化和数据流优化。最后是对整个聚焦系统进行了实际平台的搭建并给出了具体硬件型号和实物图。

关键词： 3G手机   视频多媒体   部件测试   数字图像处理  

摘要： 3G手机的智能化已经成为了当今手机行业发展的一个大的趋势。与一般手机相比,基于3G通信技术上的智能机能给使用者带来更好的用户体验和更广泛的各种业务支持,尤其是各种视频多媒体业务的飞速发展,使得对与视频多媒体相关系统部件的要求越来越高,显示屏幕的尺寸要求越来越大,显示的像素要求越来越精细;摄像像素也更高,画面色彩更栩栩入生;芯片处理的速度要求更高,对视频媒体的处理要更加流畅;当然与之相伴的是动辄几千元的价格会比普通手机高出一大截。在这个背景下,本文所研究的课题是对基于在低成本控制为前提的项目下设计出来的3G智能手机的视频多媒体系统部件进行调试、验证和相关测试,以确保达到国家相关标准,且视频多媒体的体验效果比市场主流的机型体验效果相当,能让用户满意。这对提升整机性价比,增强产品的竞争能力很有意义。\n 本课题在深入研究手机视频多媒体部件液晶显示屏,摄像模组的构造、材料特性、工作原理的基础上，针对项目的定位,从部件性能指标、相关成本、可生产性等方面参与了部件的选型、接口电路设计、信号调试验证等硬件设计工作。最后针对设计出来的整机,主导了其中关于视频多媒体部件相关性能指标测试工作。针对视频多媒体部件的性能测试工作是本课题的难点,本课题通过对测试环境建立,测试设备搭建,以及符合相关标准的测试图卡的选用。采用基于Matlab数字图像处理技术的IMATEST软件包对测试影像数据进行计算,以得到客观和量化的评估结果。

关键词： 图像修补   数字图像处理   曲率扩散   贝叶斯决策  

摘要： 图像修补在图像修复领域发挥着重要作用,并且它也是数字图像处理及计算机视觉中的研究热点。不过随着该项技术的快速发展,其已不仅仅限制于修补图像,它已经在文物保护、影视特技制作等方便表现出很高的应用价值。\n 2000年由Bertalmio等人提出最早的BSCB修补模型,它模仿手工修补的方式,利用等照度线的扩散来实现对受损区域的填充。但由于它是一个三阶偏微分方程,效率较低。于是,***等人提出了基于贝叶斯决策的全变分TV修补模型,其去噪效果明显,且效率也明显提升,不过其不遵循“连通性”原则。因此,***等人进一步提出基于曲率扩散的CDD模型,该方法在修补区内增加了曲率参数,有效地改进了TV模型的缺点,不过由于其同样是三阶方程,修补效率也比较低。而对于纹理修补,经典算法以样本块为出发点,通过搜索与匹配最相似的纹理块来完成修补区域的填充,但是此类模型的计算与迭代过程更为复杂,效率更低。\n 由此,详细分析了一种快速图像修补算法后,提出滑算法,该算法通过模板整合像素周围信息,完成信息的填充,效率得到有效提升。此外,为改善修补效果,还提出将受损区域区分为大小区域,然后再利用滑算法从不同滑向分别对受损区进行修补,处理结果得到了有效改善。\n 最后,详细介绍了数字图像修补对象——BMP图像的基础知识,以及滑算法实现的具体方案,而这为滑算法的推广打下坚实基础。

关键词： 光弹实验   数字图像处理   颗粒材料   力链  

摘要： 光弹实验方法广泛应用于连续介质的实验研究中,但是由于确定颗粒受力困难,使得该方法在国内二维光弹颗粒实验研究中应用不多。设计并制作了光弹颗粒直剪仪,结合数字图像技术和平均彩色梯度法,编制程序描述力链的分布。图像处理结果能较好描述光弹图片中力链的分布。

关键词： 小波变换   马拉特算法   图像处理   Matlab  

摘要： 小波变换在数字图像处理中的应用是小波变换典型的应用之一。由信号分析中傅里叶变换的不足引出小波变换,然后简单介绍了小波变换的定义和种类,分析了小波变换的性质和Mallat算法,总结了小波变换在数字图像处理中的四种应用:基于小波变换的图像压缩、图像去噪、图像增强和图像融合,分析了四种应用的过程及特点,同时进行了相应的Matlab试验与仿真。试验结果表明,小波变换在数字图像处理中的应用切实可行、简单方便、效果好、有很强的实用价值,有较好的应用前景。