教学课程资源库 更多>>

关键词： 高尔夫   数字图像处理   视频采集   图像识别   运动检测  

摘要： 在进行高尔夫挥杆动作分析的过程中,依赖于现代数字图像处理技术打造的分析系统发挥着越来越重要的作用。它作为一种辅助教学手段,因其直观、迅速等特点,能很好地克服传统高尔夫教学的弊端,帮助学习者快速掌握挥杆要领,并获得越来越多高尔夫爱好者的重视。由于高尔夫挥杆动作独特的运动方式,对挥杆过程中识别、检测与分析技术的研究呈现出巨大的潜力。 本文在视频采集与视频处理的基础上,利用图像识别技术开发研制了一套高尔夫挥杆动作分析仪系统。该系统通过前端摄像头与采集卡将高尔夫挥杆动作视频采集录制到指定文件中,在对视频进行基本回放对比的过程中添加多种画线分析工具,利用图形与线条对动作视频进行辅助分析。在基本视频采集分析功能能够满足高尔夫教学的需求基础上,本文研究了一套图像识别算法,利用背景差法通过将捕捉到的图像序列进行灰度化、边缘提取、中值滤波、二值化等处理,最终得到挥杆过程的运动轨迹；利用帧间差法对比前后两帧的变化趋势,判断挥杆过程中身体指定部位是否移动并报警提示。该分析仪系统能够帮助高尔夫练习者纠正挥杆动作,配合后期开发的人机界面和简单文件管理模块,使高尔夫教学更加直观化。系统经过大量的现场实验,达到高尔夫教学使用的要求。 论文首先概述了本课题提出的背景以及国内外的研究现状,对视频采集技术以及数字图像处理技术做了简要介绍。然后提出了整个分析仪系统的总体设计和软硬件结构,在此基础上详细论述该系统各模块开发研制的基本情况及过程。其后又重点介绍了运动检测技术在该分析仪系统中的具体运用与实现。最后,对该系统进行了调试与分析,总结全文并对系统的开发前景做出展望。

关键词： 机器视觉   数字图像处理   OpenCV视觉库   连通域  

摘要： 机器视觉是一种非接触式的自动识别技术,它是一种通过图像处理及相关技术实现计算机代替人眼做判断和测量的技术。通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。随着信息化技术的高速发展,图像处理技术在世界范围内都得到了广泛的应用。 为了满足公共场所如教室、会堂等出席人数统计的需要,本文阐述了两种基于机器视觉的人数统计方法。基于机器视觉的人数统计有两种方法,一种是在入口处安装摄像头监控,依据跟踪目标特征,根据出入口的方向进行人数进出判定；另外一种是直接根据公共场合下的情况进行一个人数大体的统计。本文首先对课题的相应背景和意义做了相应介绍,研究机器视觉研究实现人数统计的可行性。对系统整体方案进行设计,主要是对软件系统进行的设计。对两种实现人数统计的方法分别进行阐述。首先对基于OpenCV的目标跟踪进行人数统计,通过在入口处进行摄像头监控,用OpenCV的方法进行进出口方向的判定、面积大小判定来进行人数统计。另外一种对整个场合的人数进行一个大致的统计,通过误差补偿方式也能达到一个很高的准确度。最终对整个结果进行分析和展望。

关键词： 指针式仪表   数字图像处理   边缘检测   Hough变换  

摘要： 随着电子技术的发展,指针式仪表的数字化读数成为人们研究应用的热点。论文给出了一种基于图像处理的指针式仪表数字化读取的技术方案,能够代替人眼对指针式仪表进行检定和读数,提高了读数的准确性和效率,减少了人工的重复性劳动。 论文首先介绍了与指针式仪表识别设计相关的图像处理知识,包括空间RGB和YUV模型,灰度图像,图像的预处理方法,边缘检测及Hough变换原理,并在MATLAB的软件平台上进行了算法仿真。 根据介绍的图像处理知识,以Visual DSP++为开发环境,在Blackfin533 EZ-KIT平台上,实现了以Sobel边缘检测和一种分块的Hough变换直线检测为核心的算法设计。详细地描述了灰度图像转换、图像去噪、边缘检测及Hough变换的具体实现步骤、流程图及程序代码。最后对设计内容的合理性和有效性做了测试和分析。结果表明,论文所设计的算法能够准确地识别表盘读数,满足设计要求。

关键词： 分数阶微分   图像纹理增强   图像插值   人脸识别   支持向量机  

摘要： 数字图像处理方法的研究源于两个主要应用领域:其一是为了便于人们分析而对图像信息进行改进;其二是使机器自动理解识别而对图像数据进行存储、传输及显示。将分数阶微分用于图像处理,在国内外都是一个研究很少的新兴领域。相较于传统的基于整数阶微分的图像处理方法,分数阶微分用于图像处理具有明显的优势。人脸识别是模式识别的一个重要的应用研究领域,近年来将支持向量机用于人脸识别成为一个热点研究问题。本论文将分数阶微分用于图像处理和将支持向量机用于人脸识别,其主要工作和研究成果如下: 首先,较为系统地分析和总结了数字图像处理领域的基本理论,包括数字图像处理的概念、传统的数字图像处理技术的研究现状和研究意义以及当前分数阶微分图像处理的研究现状等内容;研究并论述了分数阶微积分理论,包括分数阶微积分理论的发展历程、三种典型的分数阶微积分定义以及分数阶微积分中的特殊函数等基本理论。同时,较为系统地分析和总结了人脸识别的基本理论,包括各种人脸识别技术、人脸识别技术研究的现状以及支持向量机在人脸识别中的研究现状等内容;研究并论述了支持向量机的基础理论,包括支持向量机的研究进展、产生的背景理论及其基本理论等基础理论知识。 第二,提出了一种可以依据掩模窗口大小、G-L公式、图像梯度特征和人眼视觉特性等理论的能够自动生成分数阶微分阶数的自适应数学函数,并依据设计的算子掩模,在无需人为指定最佳分数阶微分阶数的情况下,使分数阶微分理论能够完全自动化地处理图像,节省了大量人工寻求最佳分数阶微分阶数的时间,可以一定程度上满足大量动态序列图像的增强处理要求。采用了信息熵、平均梯度等图像纹理特征评价参数做定量分析和实验验证。实验结果表明,该方法对任意灰度图像可以得到连续变化的增强效果,接近于最佳分数阶微分增强效果,符合人们的视觉感受,是一种有效的图像纹理增强方法。 第三,针对目前的边缘插值算法不能有效改善插值图像的中低频纹理细节的问题,研究并提出了一种基于分数阶微分边缘检测的图像插值算法。依据分数阶微分理论,设计并实现了可以有效提取中低频纹理信息的算子掩模。按照检测到的边缘纹理信息,分别对沿边缘方向、垂直于边缘方向和平滑区域的待插值像素点进行线性插值、二次插值和双线性插值。采用了峰值信噪比(PSNR)和信息熵(IE)等图像质量评价标准做定量分析和实验验证。结果表明,该方法可以得到丰富的图像纹理信息,提高了峰值信噪比,其结果符合人们的视觉感受。 第四,为了改善人脸识别系统的识别精度,研究了基于PCA特征和SVM分类的人脸识别方法,并分别与采用PCA+NN、SVM的识别方法在ORL人脸库上进行了实验比较。实验数据表明,基于PCA特征和SVM分类的人脸识别方法在小样本情况下,其识别率均优于PCA+NN、SVM识别方法,这表明采用人脸样本的PCA特征,送入到SVM分类器进行分类识别具有可行性和正确性。 第五,针对人脸图像的光照和表情问题,提出了基于分数阶微分提取二值边缘图像,并送入支持向量机进行分类的方法,比较分析了基于二值边缘图像与基于灰度图像的识别效果,并在ORL和Yale人脸数据库进行了实验。实验数据表明基于分数阶微分提取的二值边缘图像,具有对光照和表情变化较强的鲁棒性,更有利于分类识别。

关键词： 阈值   纸币   多信息融合   像素化   计数  

摘要： 近年来,随着我国国民经济的迅猛发展,货币流通的速度急速加快,市场流通所需要的纸币日益增多,银行出纳柜台现金处理工作繁重。然而在银行内部,纸币卡把与币值识别仍然普遍采用人工计数识别的方法,该处理方法不仅是一项单调、繁重、重复性较高的体力劳动,而且准确性和安全性均难以保证。针对银行业的这种情况,开发能够对纸币进行自动卡把计数与币值识别的检测系统,使纸币卡把计数环节实现机械化、自动化、信息化操作势在必行。 本文的主要核心内容包括纸币卡把计数和纸币币值的识别。所谓纸币卡把计数,就是统计通过X射线扫描纸币扎带上照影剂成像的条纹数目来确定纸币的把数。所谓币值的判定,就是识别袋中的币值。本论文主要内容包括卡把机工作原理及结构的设计改进、照影剂的研发、纸币图像的预处理、多工况下纸币图像把数、捆数计数和币值识别算法的研究。 纸币图像预处理主要是对照影剂形成的目标条纹的提取,分别针对混装纸币和非混装纸币图像的特点,比较了几种常用的图像阈值分割法,本文提出的是一种基于照影剂成像特点的自适应阈值算法,该算法操作简单,且对不同纸币混装工况下提取的目标条纹效果良好。对于理想工况下把、捆的计数,通过计算目标条纹连通区域的个数即可准确计数。在实际工况下,由于条纹不规整性、位置任意性和条纹缺失等多种因素的影响,会影响到系统识别计数的准确性,针对这种情况,本文提出一种将图像相邻目标条纹质心间距与图像纸币轮廓边缘相结合的多信息融合的算法,来弥补缺失的条纹,确保识别精度,提高容错率。在纸币币值识别判定部分,分别对不同高度和相同高度纸币在混装与非混装情况下进行了识别。根据纸币图像特征和X射线成像原理,对于不同高度纸币通过灰度值和位置坐标来判定,对于相同高度的纸币通过捆的平均长度和位置坐标来判定。综上从灰度、长度、位置坐标三参数融合进行币值判定,多参数判定确保了识别的精度。

关键词： 数字图像处理   图像去噪   实验教学   创新实验  

摘要： 坚持"理论—实践—创新"三元结合,支持学生"理论知识、实践操作和创新能力"协调发展的实践教学,以我校开展的"图像去噪方法设计实验"开放性实验为例,介绍了数学实验室如何开展创新型实验,分析了在开展过程中存在的问题。教学实践表明,该创新实验的引入不仅能有效地加深学生对数字图像处理基本理论的理解,而且能培养学生的实践动手能力,提高学生创新能力。

关键词： 数字图像处理   图像信号   数字信号  

摘要： 数字图像处理是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。在当今,数字图像处理正与当今社会的各个方面紧紧相连,密不可分。本文针对起发展应用进行了系统的论述。

关键词： 散斑干涉术   干涉条纹   形变   数字图像处理  

摘要： 散斑干涉技术是结合了现代高科技成果(电子技术、全息技术、激光技术、信息与图像处理技术、视频技术、计算机技术、精密测试技术等)的一种有效的无损全场计量检测技术。 本文基于散斑干涉术测量物体形变的原理,研究了物体面内位移及变形的测试技术,分别用菲涅尔散斑和像面散斑方法获得散斑干涉图,用相减技术得到含有物体形变信息的散斑干涉条纹。 应用MATLAB软件,对国内外常用的数字散斑干涉条纹图滤波方法进行了分类研究,在空域和频域上分别对条纹图进行滤波处理,给出直观的图形结果。对比几种滤波结果后提出综合滤波,得到了对比度较好的散斑条纹图,使散斑图实现高信噪比。 最后扫描条纹中心行方法,由条纹中心行一维相位分布获得一维物面变形,实现了散斑干涉条纹的自动判读。

关键词： 网点面积率   分区   颜色空间转换   色序   数字图像处理   质量检测  

摘要： 全画面质量检测技术实现的功能主要包括网点面积率检测、色度检测、墨量检测、印刷压力检测、印刷色序检测等。在已有研究的基础上,本课题主要针对全画面检测中网点面积率检测方法的研究。 本课题在分析利用纽介堡方程计算网点面积率的基础上,提出了检测网点面积率的新方法—像素统计识别法。像素统计识别法基于数字图像处理,对印刷品网点图像的每个像素进行归类、统计。以由印刷品扫描得到的数字图像中每个像素的颜色特征值为模式特征,来识别不同的色元,检测网点面积率。从微观来看,印刷品是由不同颜色的色元组成。四色印刷品共有24种色序,考虑色序对颜色的影响,则四色印刷品一共有65种色元。用高分辨率CCD扫描印刷图像,像素小于网点,每个像素的颜色可归类于某种色元。用CCD扫描各种色元的色块,提取颜色特征值建立65种基本模式。用CCD扫描待测印刷品图像,对印刷品按墨区进行分区以后,对每个墨区的每个像素的颜色特征值用识别函数进行识别处理,把各个像素归类为各色元,统计其数量,然后根据每个墨区内各色元的像素统计数据,分别计算C、M、Y、K的像素数,最终计算出网点面积率,同时可以检测出印刷品的色序。在分析利用像素识别法检测网点面积率的基础上,采用概率统计法检测印刷品色序。 应用Microsoft Visual C++编程,将理论分析得到的求解网点面积率的方法和确定印刷品色序的方法编写成计算机程序,同时将程序控制放置在整个全画面质量检测系统中,与墨量检测、色度检测等其他检测模块相结合,形成完整的全画面质量检测系统。

关键词： 数字图像处理   DSP   DDR2   信号完整性  

摘要： 随着多媒体技术和网络技术的迅速发展,数字图像处理已经被广泛应用于航空航天、通信、医学及工业生产等领域中,人们对图像处理也提出了越来越高的要求。仅依靠软件实现的图像处理已经无法满足实时性、高效性等需求。另一方面,微电子技术的高速发展,使基于各种硬件平台的数字图像处理更显优势。 本文对数字图像处理系统的结构和相关技术进行了研究,设计了基于DSP的数字图像处理系统核心板。本文的主要工作如下: 1、研究了目前数字图像处理系统的发展现状,分析了设计数字图像处理系统核心板的意义。 2、研究了TMS320DM6437相关技术和功能接口,完成了系统核心板电路设计和原理图的绘制。 3、使用Allegro PCB Editor软件进行了系统核心板的PCB设计,重点对其中的DDR2高速接口电路布线设计进行了详细的研究和分析。 4、对核心板DDR2高速接口电路的布线进行了信号完整性仿真分析,验证了核心板的可靠性。