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关键词： 图像水印   小波变换   数字图像处理  

摘要： 随着多媒体技术和互联网的迅速发展,数字媒体的版权保护问题日益突出,数字水印技术作为一种版权保护的有效手段,已成为信息安全研究领域的一个热点。本文主要针对图像水印算法进行研究,首先介绍了数字水印的基本概念、常用算法以及小波变换的基本理论,之后分别提出了一个用于图像的鲁棒水印算法和一个用于CT图像的无损水印算法。 用于图像的鲁棒水印算法,选取有意义的二值图像作为水印,根据人眼的视觉模型,将两个水印分别嵌入到图像的小波变换域中。嵌入方式是按照水印的像素值,通过更改载体图像小波变换系数块与生成的二维伪随机矩阵的相关系数实现的。水印的嵌入强度可以根据图像的小波变换系数进行自适应的调整,同时兼顾了水印的不可见性和鲁棒性。水印的提取过程为嵌入过程的逆过程。在水印的提取前引入了图像的zernike矩来对图像进行旋转校正,之后提取水印,解决了水印算法不能抵抗旋转攻击的问题。 用于CT图像的无损水印算法,可以向CT图像中嵌入患者的隐私信息,并且可以验证图像的完整性,使CT图像在远程医疗的使用中更加安全。算法先将CT图像划分为感兴趣区域和非感兴趣区域。对感兴趣区域做提升小波变换,提取小波系数的最低二进制位,将这些信息同患者隐私信息,感兴趣区域坐标,图像的恢复信息及图像的Hash值连接起来进行编码后,一起嵌入到非感兴趣区域中。水印提取时可以利用以上信息验证图像的完整性,并无损的恢复载体CT图像。

关键词： 数字图像处理   运动模糊恢复   点扩散函数(PSF)   快速相机   图像序列  

摘要： 随着空间遥感技术的飞速发展,对遥感图像质量的要求也不断提高。但获取高空间分辨率的图像往往需要较长的曝光时间,尤其是在晨昏状态成像时,如果在曝光过程中被摄物体与载荷平台上的传感器之间存在相对运动,那么获得的图像就会因运动而模糊降质。本文要解决的问题就是找到一种软件处理方法,使其能够恢复因运动而模糊降质的遥感图像,提高获取到的图像的质量。 论文首先介绍了运动模糊图像恢复的背景及意义,然后给出了图像恢复的理论基础及图像退化的模型,特别分析了因匀速直线运动而模糊的特点,以及基于这些特点形成的恢复方法。然后提出了“基于快速相机位移探测的PSF估计”,通过对运动模糊积分过程的分析,得到了一种新的运动模糊PSF的计算公式,即通过位移探测来求取运动路径,进而计算PSF。获取PSF之后,有多种方法可以对图像进行恢复,列举了常见的四种方法。验证恢复效果的好坏需要对图像进行评价,介绍了图像评价理论以及几种经典的图像评价算法。然后用具体的实验验证了前文提出的PSF计算方法,通过快速相机在主相机曝光的过程中获得一系列清晰的较低分辨率的黑白图像序列,并根据这些图像序列计算相对位移信息,最终得到模糊过程的PSF。 该方法能够估计二维方向上任意运动形式的PSF,突破了国内目前大多数方法只能估计匀速直线运动模糊PSF的限制。进行了从低频到高频(200HZ)一系列相对运动条件下的实拍实验,利用主观的评价方法以及客观的评价函数对恢复结果进行评价表明,此种方法能够有效的恢复出因运动而模糊降质的图像中的细节信息,恢复图的质量有了明显的改善,LS和GMG两种函数的评价值有了2到3倍的提高。

关键词： 图像处理   原棉异物   识别   Ostu法   分形维数  

摘要： 我国是一个纺织大国,棉纺织品生产在我国产量很大,对我们国民经济具有举足轻重的地位。然而原棉中夹带的异物杂质严重影响了棉纺企业的生产以及棉纺制品的质量,造成了严重的经济与非经济的损失。原棉异物识别与剔除系统正是在这样一个很强的应用背景下提出的。原棉异物的识别率决定着剔除率的大小。如何快速准确地识别出原棉中存在的各种异物,从而提高异物剔除率,正是本文的研究内容和目的。 论文采用基于MATLAB图像处理技术来对原棉异物进行识别。在分析了原棉异物图像的特点后,探索了基于改进后的Ostu阈值分割法和基于分形维数的自适应阈值分割法这两种识别算法。论文选取了具有代表性的三种原棉异物图像。在对这三幅异物图像预处理后,分别采用改进后的Ostu阈值分割法和基于分形维数的自适应阈值分割法,运用数学形态学的一系列处理方法,将原棉中的异物识别出来。通过分析比较基于这两种阈值分割法的原棉异物识别效果。我们得出:当原棉与异物颜色差异较大时,采用这两种阈值法都能对异物进行识别,且效果较好;当原棉与异物颜色相近时,采用后一种阈值法要比前一种阈值法识别效果好,但其算法要比前一种阈值法复杂,费时也多。因此,采用何种方法来对原棉异物进行识别应根据实际情况来定。

ISBN: (纸本)9787121111136

关键词： 信息提取   数字图像处理   风蚀粗化评价   抗风蚀能力  

摘要： 我国是世界上受荒漠化危害最严重的国家之一,全国荒漠化土地约占国土总面积的28%。目前普遍采用的筛分法、风洞实验法等监测评价方法均破坏原始地表状态、可重复性差、测定过程繁琐以及受电力和环境条件的限制仪器设备不便在现地使用等缺陷。同时,由于在实地很难准确测得地表风蚀粗化层厚度,造成了目前土壤风蚀监测评价手段精度低、误差大、实用性较低,风蚀地表粗化信息测定方法急待改进开发。近年来,随着摄影设备性能的逐步提高、计算机软件技术和遥感图像分析处理技术的发展,美国的***和Pat S. Chavez, Jr.等科研人员国际首创性地开发了一套进行沙表数字图像三波段分析技术。鉴于此,本研究首次将该技术引进到我国风蚀监测评价领域,并进行了较大的改进开发,在美方技术的基础上拼接了地理信息系统软件ARC-GIS进行图像矢量化和颗粒数量、几何信息的检测,改进后的基于数字图像处理的风蚀地表粗化信息提取技术处理精度高,应用范围广,能较准确、快捷地把握当地风蚀地表粗粒残留量,为选择科学的防治荒漠化措施、实现农牧业可持续发展提供理论依据,在西北地区生态环境建设和防沙治沙实践中具有重要的理论和现实意义。 本文围绕基于数字图像处理的风蚀地表粗化信息提取技术构建和精度验证的核心以我国北方农牧交错带典型地貌类型沙地、草地和农地为研究对象开展了数字图像采集条件筛选、处理技术探索、实地抗风蚀能力评价三方面的研究,主要结论如下: （1）建立了基于数字图像处理的风蚀地表粗化信息提取技术,其基本操作规程为①采集地表数字图像;②在ERDAS-IMAGE软件中进行预处理及图像灰度信息统计分析;③采用空间模型进行颗粒类型分类处理;④运用ARC-GIS软件转化为矢量类型的图像并进行去除分析;⑤建立面积补偿方程进行面积补偿运算,得到颗粒实际大小,进行粒级划分,进而计算出地表粗粒残留量,进行风蚀地表粗化程度的评价。 （2）处理精度验证试验表明该技术能提取风蚀地表接近100%的颗粒数量信息和90%以上的颗粒几何信息,处理精度较高,误差小,相关性分析显示该技术提取得到的风蚀粗化信息和地表5mm范围内的土样筛分数据具有较强的正直线相关性,相关性系数均在0.84以上,显示水平为0,表明该技术应用在我国风蚀地表粗化程度评价中可行。 （3）提出了指示风蚀程度的指标——抗风蚀能力,并给出了计算公式R = ( P1 -1+P0.5-0.5)100。 （4）实地抗风蚀能力评价结果显示:毛乌素沙地沙丘不同坡向抗风蚀能力差异显著,其中,迎风坡抗风蚀能力最强,左侧脊线次之,右侧脊线和背风坡的抗风蚀能力都很弱尤以背风坡为最弱,基本为0,同一坡向内不同坡位抗风蚀能力差异也很明显,各坡向均呈现出坡底抗风蚀能力最强,坡中其次,坡顶最小的规律;希拉牧仁草原度假村的演艺区、住宿办公区和跑马射箭活动区的抗风蚀能力明显高于草场区,平均高出两倍,极端最大值的抗风蚀能力为0.91,反映出受现代旅游度假经济活动影响草原地区风蚀的严重程度;武川县西北部农耕区弃耕地抗风蚀能力最大,未耕地居中,最弱的是耕地,反映出农耕活动同样加剧了风蚀进程但现代旅游度假经济活动加快风蚀进程影响力是传统农耕活动的10倍之多,反映出现代经济开发活动对环境的破坏之大、影响之巨前所未有。

关键词： 智能交通   压黄线检测   数字图像处理   BF533  

摘要： 随着时代发展,城市道路交通建设发展加快,需要采用更加现代化、智能化的管理方法来实现城市交通管理的有效性,即城市智能化交通管理系统(ITMS)。ITMS将先进的信息、通讯传输、控制等技术有效地运用于整个交通运输管理体系,建立起实时、准确、高效的管理系统。ITMS能够改善混乱的交通状况,减少拥堵,提高运输效率和交通安全性。本文讨论了一种基于BF533的智能交通图像处理系统,通过监控道路交通中车辆压黄线实例探讨了系统的设计与实现方法。 该智能交通图像处理系统主要实现功能是拍照并存储压黄线车辆信息。本文介绍了智能交通管理系统的发展概况,给出了本系统的整体设计规划和硬件、软件模块设计方案。具体论述了各模块的硬件电路设计,讨论了电源模块中电池与直流电源之间的转换,DSP模块中视频图像采集,数字图像处理和判断车辆压黄线算法的实现,存储模块图像数据存储和程序加载的完成,输出实时图像中叠加字符,通信模块中利用USB和串口两种方式与PC机之间的通信。实现了各个模块的硬件调试,详细分析了智能交通图像处理系统软件实现方法和编程设计,从实际应用中验证了本系统的可行性。

关键词： 川南宋墓石刻   图式分析   拓片   数字拓片   数字图像处理  

摘要： 拓片是中国特有的传统艺术表现形式,具有很高的历史价值和美学价值。拓片所具有的美感是照片不能替代的,今天的科学研究,很多地方也需要使用拓片。传统拓片的制作,需要在石刻作品表面进行捶拓,长此以往一定会对石刻作品产生破坏,从文物保护的角度来看,应该尽可能避免在原石刻上进行拓片制作。拓片的现实需求性与拓片制作对文物的破坏性是一对不可调合的矛盾,数字拓片思路的提出,是试图解决这一矛盾的尝试和实验。 目前国内对传统艺术的保护,已经得到了广泛的重视,但在拓片创新制作研究方面,却基本无经验可借鉴,其主要原因在于这一课题研究需要计算机技术与艺术学科的密切结合。本研究是将计算机技术运用到拓片制作领域的初次尝试,试图为保护传统文化提供一种新的思路,并对日后的应用性研究提供一些参考。 数字拓片的研究,涉及到原始石刻、拓片资料和数字技术三方面的内容。泸县是近年来宋代石刻出土较为集中的地区,出土石刻数量较多且造型精美,为数字拓片的研究提供了大量原始石刻素材,当地文管所提供的一些与原始石刻对应的拓片资料,给本研究工作带来了十分重要的帮助。本研究是以川南宋墓石刻为依托,通过对其图象特征进行分析,尝试找到手工拓片与原石刻图象特征的相互关系,并以实验的方式建立手工拓片的样本模板,为数字拓片提供可以信赖的参照标准。然后以手工拓片样本模板为参照,利用相关计算机技术实现数字拓片的生成。本论文主要的研究内容如下: 第一章,分析研究的意义和目的,论述国内外川南宋墓石刻图式分析和数字拓片领域的研究现状,讨论研究思路和具体方案,并简单介绍论文的主要内容。 第二章,对川南宋墓石刻图式作较深入的分析。通过对造型特征、构图特征、雕刻技法特征等全方位内容的剖析,找出对川南石刻拓片制作有影响的图式特征,为数字拓片的进一步研究作前期铺垫。 第三章,主要研究拓片制作技术的相关内容,通过对拓片这一中国古老艺术形式的深入了解,理清拓片的艺术价值、制作技术流程、风格样式等内容,为数字拓片制作提供参照坐标。 第四章,主要论述如何实现数字拓片的生成。提出制作数字拓片的研究目标,确立“两步走”的工作思路,分析实现数字拓片所需要的技术路线,建立手工拓片比对样本,寻找实现数字拓片的关键技术和环节,建立实现数字拓片的相关流程并做简单分析。 第五章,为数字拓片制作系统设计友好的可视化操作界面;采集和生成数字拓片的样本,应用统计学的方法,设计问卷,对其可信度进行分析,验证该系统的有效性和可行性。

关键词： 嵌入式系统   数字图像处理   ARM  

摘要： 随着科学技术的快速发展,嵌入式技术已经深入我们科学技术、生活和生产的各个角落,例如国防军事领域、安保监控设备、消费电子产品、工业化自动生产、智能化控制、电子医疗、网络通信、航空航天等诸多领域。以应用为目的以及计算机技术为基础的嵌入式技术与通信和网络等先进技术广泛结合,在社会发展的轨迹中发挥着巨大的作用。 本论文应用嵌入式技术和图像处理技术,充分发挥嵌入式系统功能强大、处理速度高、运行稳定的优点,把嵌入式系统作为图像处理的载体平台。以数字图像处理的终端设备作为应用背景,利用基于Samsung公司的S3C2440处理器系统进行开发。 本论文根据数字图像处理理论的特点,从嵌入式总体构架开始进行介绍,并从硬件和软件两个组成部分进行讨论和研究。第一部分为硬件部分,根据功能差异进行不同模块的介绍,核心部分为S3C2440处理器的核心板,其他部分包括各种通信接口设备,LCD显示输出设备等。第二部分为软件部分,包括嵌入式系统环境的搭建,数字图像采集相关驱动设计和数字图像处理算法软件的设计三个部分。通过以上两个部分可以有效完成数字图像处理平台的功能设计,其中硬件是框架基础,软件是功能实现。模块式的软件设计使得图像处理算法更具有灵活性,能够根据需求完成对采集图像并进行各种算法图像的数字处理,处理的算法包括多种常用图像处理算法,正交变换、平滑、锐化、边缘检测、浮雕等。最终实现图像处理平台的小型化、方便化。

ISBN: (纸本)9787302216971

关键词： 嵌入式系统   前照灯性能测试   C8051F120   智能相机   数字图像处理  

摘要： 随着交通运输业的发展,人们对汽车安全性、可靠性的要求不断提高,前照灯作为保障车辆安全行驶的重要工具,其性能的检测越来越受到人们的重视。传统的前照灯性能检测仪器已不能满足要求,需要研究开发一套先进、实用的前照灯性能测试仪器,以满足前照灯研究、设计和检测等方面的需求。 课题的目标是研制一套基于嵌入式系统的汽车前照灯性能测试系统,能够完成对前照灯灯光图像信息的实时采集和处理,并将处理得到的前照灯远光光强度、远光光轴偏移量和近光光轴偏移量等结果进行显示。根据系统设计的总体需求,提出并采用了基于嵌入式系统的设计方案。嵌入式系统的核心是C8051F120微处理器,它是完全集成的混合信号系统级MCU芯片(SOC),能够很好的完成对前照灯灯光图像信息的处理。 系统采用了模块化设计方法,从测试前照灯性能上分为远光光强度测试模块、远光光偏角测试模块和近光拐点、明暗截止线测试模块等。硬件方面,简单介绍了各元器件的选型,重点给出了实现数据采集、通信、存储和显示等功能的相关电路。软件方面,简单介绍了数字图像处理技术、快速中值滤波算法(MMF)、Sobel算子边缘检测算法等知识,重点叙述了灯光光强度、灯光光偏度的测试原理以及数据显示、串行通信的具体实现方法。抗干扰方面,对系统的干扰源进行了详细分析,并以此为依据提出了几种软、硬件抗干扰措施。标定和测试方面,简单介绍了系统标定和测试所需要的工具和环境,详细介绍了系统标定和测试的方法及过程并给出了具体的测试结果。采用模块化设计方法,不仅大大缩短了开发周期,而且降低了研发成本,取得了良好的经济效益。 课题在分析研究前照灯性能测试要求及传统测试手段的基础上,利用智能相机测量技术和数字图像处理技术,经过总体设计、硬件选型、原理图和PCB图绘制、电路板制作、硬件连接、软件编程和标定测试等工作后,开发了一套能对前照灯性能进行测试的样机。用该样机对前照灯的光强度、光偏度等性能进行测试,并将测试结果与现有前照灯性能测试仪的测试结果进行对比分析,发现该样机具有测量准确、精度高、性能稳定等优点,并且使用方便、结果显示直观、界面友好,具有一定实用价值。