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关键词： BP算法   神经网络   手写体数字识别   特征提取   数字图像处理  

摘要： 模式识别领域里的研究表明：对一个复杂的识别分类问题,只使用一种方法往往难以将识别对象很好地分离开来,而不同的分类方法之间往往存在着很强的互补性,把多个分类器集成可以明显地提高识别率。因此多分类器集成方法近年来已成为研究者们关注的一个热点。本文建立了一个集成型神经网络手写体数字识别系统,系统主要由三个子网络并联集成构成。每个子网络可以独立完成学习训练和测试。三个网络并联之后,采用“基于后验概率的权值自动调整法”,对样本进行识别。 在整个系统中,本文的主要工作以及创新之处有以下几个方面： 1实现了宏观、微观和变换域的特征提取,分别应用于三个不同的神经网络分类器。第一个子网络是基于宏观整体特征的,第二个子网络是基于微观边缘特征的,第三个子网络是基于变换域傅里叶变换特征的。 2根据本实验中给出的字符的特点,经过适当的变换后,将数字图像处理领域的基本概念和方法大量应用于本课题中。对字符图像进行多种预处理,如：将字符库中的字符使用数字图像处理领域里的方法,进行边缘效果增强、去噪、字符灰度变换等,这些做法对提高字符识别率有一定的帮助。 3在集成方法上,本文提出了“基于后验概率的权值自动调整法”的线性集成方法。根据各个子网络独立的的实验可以观察到,不同的子网络对不同字符有不同的识别效果,根据这一思想,在并联集成时,将对某一字符识别效果最好的网络在识别该字符时赋予最大的权值。 本文建立的集成型神经网络手写体数字识别系统,综合使用了多种模式识别方法,全面反映了手写体数字字符各个方面的特征,试验结果表明该系统提高了手写体数字识别的精度,还有很多地方值得深入研究下去。

关键词： 烧结   料层厚度   数字图像处理  

摘要： 针对烧结台车料层厚度检测维护困难和检测数据受环境影响大的问题,攀钢集团攀枝花钢钒有限公司炼铁厂开发了视频烧结台车料层厚度检测系统。系统根据监视的烧结台车布料视频图像,运用数字图像处理技术计算测量臂角度,通过测量臂与料层厚度的转换关系间接得到料层厚度。在实际生产中,采用此种非接触检测方法测量料层厚度得到了很好的应用效果。

ISBN: (纸本)9787508472911

关键词： 数字图像处理   并行处理   离散余弦变换  

摘要： 数字图像处理(digital image processing)是用计算机对图像信息进行处理的一门技术。 对数字图像的处理多采用上位机软件编程的方法,这样很难满足实时图像的要求。用硬件对数字图像进行处理,是现在的发展趋势。 FPGA以其片内大量的逻辑资源,使其很适合进行数字图像处理,而采用多软核技术进行并行的处理则可大大加快图像的处理速度,使其满足实时性的要求。采用FPGA设计灵活,程序和模块可移植性强,可缩短设计周期,减少硬件投资风险。因此,FPGA技术将会越来越广泛地运用于图像处理领域。 System Generator是Xilinx公司的系统级建模工具,在很多方面扩展了MATLAB的Simulink平台,提供了适合硬件设计的数字信号处理(DSP)建模环境,加速和简化了FPGA的DSP系统级硬件设计。System Generator提供了系统级设计能力,允许在相同环境内进行软硬仿真、执行和验证,并不需要书写HDL代码。此外,System Generator工具还能完成高级的提取,自动编译生成FPGA代码,也可通过低级的提取,对FPGA的底层资源进行访问,从而实现高效率的FPGA设计构建。目前,基于System Generator的设计方法已在复杂系统实现中展现了强大的潜能,必将成为未来主流的FPGA开发技术之一 本文介绍了数字图像处理中的常用算法,对数字图像处理算法中的离散余弦变换(DCT)算法进行建模与仿真分析。本模型使用FPGA的多软核技术,结合Xilinx公司ISE Design Suite10.1的System Generator和Mathworks公司MATLAB R2007b的Simulink两种EDA工具,使用多DSP模块,采用并行的处理方法,并将模型的运行结果在MATLAB中进行了验证,证明了此模型的有效性。

关键词： 螺纹   DSP   数字图像处理   CCD图像采集   存储模块  

摘要： 数字图像处理技术是实现系统状态检测和故障诊断的重要研究部分,在自动化生产中变的越来越重要,尤其在机械生产中。本文论述了此课题研究的背景、主要内容,详细阐述了图像处理算法,利用这些算法给出螺纹的处理图像以及仿真结果。 本文设计了一种基于DSP芯片的图像采集处理系统,并选用美国TI公司生产的TMS320VC5416 DSP芯片做为核心处理器；以CCD为图像采集模块,利用CCD图像传感器对采集到的信号进行光电转换和A/D转换,转换之后送入DSP芯片对数据进行处理和分析；将处理的图像送PC机进行显示；将处理数据存储在SDRAM中;在此基础上设计开发了图像采集处理的软硬件综合系统。 在硬件方面,主要包括以下几个部分：数据采集部分电路设计、数据处理部分电路设计,外围控制电路,以及存储模块的设计电路四个部分,通过这四个部分构成一个整体的图像采集、处理以及存储系统。从而将这个系统利用在螺丝的生产中,检测螺纹的缺陷以及合格的程度,从而提高生产的质量。 本系统的软件部分采用VC++实现,主要实现了对采集到的图像的数据处理,以及数据处理过程中算法的实现。系统大大提高了实验的测量精度和数据处理的准确性,降低了生产时间与成本。

关键词： DSP   FPGA   CameraLink  

摘要： 针对数字图像处理系统数据量大、实时性高、体积小的要求,介绍了一种基于DSP(TMS320C6416)和FPGA(EP2C70)的高速实时数字图像处理系统,阐述了该系统的设计思路、硬件结构、工作原理,并详细描述了该系统的Camera Link硬件接口电路模块、FPGA数据采集和逻辑控制模块、DSP图像处理模块。该系统已经成功应用到实际项目中、图像采集效果满足设计要求。

关键词： 数字图像处理   曲率尺度空间   三角形面积表示法   角点检测  

摘要： 随着科学水平的不断进步以及数字图像处理技术的逐渐深化,人们把越来越多的注意力集中到了数字图像处理拓展延伸的应用技术方面,对于数字图像表示法这一具有基础性作用的领域相对重视不足。然而数字图像表示法本质上的进步直接影响到数字图像技术其他各个环节继续发展。无论数字图像技术如何进步,图像表示法都起着中流砥柱的作用,同时也具有比较广阔的发展空间。 本文研究的重心是利用数字图像几何特征表示图像的方法。在分析已有的、相对比较成熟的曲率尺度空间图像表示技术的基础上,对近几年提出的三角形面积表示法展开深入研究,就以下几方面给出了自己的一点认识： (1)利用实验分析三角形面积表示法唯一性及仿射不变性。 三角形面积表示法是利用图像几何特征表示图像的众多方法中,提出时间比较晚、匹配精度高且计算复杂程度较低的方法。本文通过研究在仿射变换下等价的二维闭合图像三角形面积表示,对该方法进行了唯一性和仿射不变性分析。经过实验发现利用三角形面积表示图像轮廓即使对于仿射等价的图像也不满足唯一性原则,并分析了该方法唯一性缺失的部分原因,这将为进一步完善三角形面积表示法提供基础。 (2)初步提出三角形面积表示法角点检测算子。 三角形面积表示法和曲率尺度空间表示法二者都是计算图像轮廓线曲率值的表示方法,而曲率尺度空间表示法发展已逐步趋于完善并且在很多方向得以拓展延伸。值得一提的是,曲率尺度空间技术关于角点检测方面的应用效果比较明显。本文类比曲率尺度空间角点检测算子,将三角形面积表示法推广应用到角点检测领域,提出新的角点检测算法。这种新算子认为,在二维数字图像轮廓线上三角形面积的极值点就是该轮廓线的角点。如果选取恰当的边长尺度,可很大程度提高角点选取的计算速度和准确率。实验表明该方法具有一定可行性,新算法的提出为三角形面积表示法继续完善和发展开辟蹊径。在某种程度上,三角形面积表示法角点检测算子为角点预判和后期检验提供了操作过程比较简单的新标准。

关键词： 数字图像处理   滤波技术   隶属函数   混合噪声  

摘要： 在图像的产生、传输和保存的过程中，往往会受到各种噪声的干扰，严重的影响图像的视觉效果。因此，各种图像处理技术孕育而生，其中的图像滤波技术就是关键之一。图像滤波技术需要在减少噪声的同时，尽可能多的保持图像的细节，为后续的处理工作奠定坚实的基础。 本文在研究和分析了传统的图像滤波算法的特点和不足之后，针对噪声的不确定性特点，以及传统算法对图像的单一处理的缺陷，结合模糊理论，提出了一种新的基于模糊理论的滤波算法，并以此计算最后的滤波结果。 在本文中，我们首先利用隶属函数和模糊规则对像素点进行检测，判断噪声类型，然后根据不同像素点噪声的类型选用不同的滤波方式，然后我们建立一个与待检图像维数大小相同的矩阵来标志相关噪声类型，称之为噪声标志矩阵。根据噪声标志矩阵先对脉冲噪声采用自适应中值滤波算法进行滤除，然后对高斯噪声采用正、斜十字近邻模糊加权均值滤波器进行整体滤波。选用正、斜十字5×5滤波窗口中心像素点的邻域像素中的8对对称像素进行扩展，在8对对称像素中选择每一对对称像素与中心像素点的灰度值的差值最小的一个像素作为中心像素点的邻域像素，达到更好的保护图像细节的目的。同时利用图像信息和特征调整像素的权值对模糊加权均值滤波算法中的隶属函数进行优化，达到较好的降噪能力。 通过实验对比可以看出，由于充分的考虑到了噪声的不确定性和图像之间的相关性，滤波的效果比较明显，在较好的滤除噪声的同时保护了图像的细节。

关键词： 数字图像处理   手写体汉字识别   数学形态学   四方向笔段  

摘要： 汉字识别涉及到模式识别,图像处理,数字信号处理等学科,是一门综合性很强的技术,在中文信息处理,办公自动化,人工智能等领域,都有着重要的应用价值和理论意义。汉字的手写体识别技术在二十世纪九十年代得到了快速发展,手写体汉字识别系统的产品化、成熟化得到了进一步完善。但是由于自由书写的手写体汉字样本的不规范性,以及手写汉字样本的低质量和低分辨率特点,使得其识别率较低,距离实用化阶段的要求还有很大差距。 特征提取是汉字识别过程中最重要的环节,快速地提取稳定、可靠并能充分描述汉字模式的特征,是手写体汉字识别的关键。数学形态学是分析几何形状和结构的数学方法,是建立在集合代数基础上,用集合论方法定量描述集合结构的科学。应用图像处理技术和数学形态学的方法进行汉字识别是当前备受关注的一个重要研究领域。 本文利用数学形态学的基本运算,研究汉字特征提取的方法。在对原始字符图像进行预处理,细化等操作的基础上,利用形态学的基本运算,改进了一种以数学形态学为基础的汉字特征提取新方法,对手写体汉字原始图像进行处理,从中提取出稳定有效的笔划方向特征。在运算速度等方面相较于其它特征提取算法具有一定的优势。

关键词： 精细农业   土壤   有机质含量   含水量   光谱分析   数字图像处理技术  

摘要： 精细农业是当代信息技术与传统农业技术相结合的产物,能够减少农业生产污染和浪费,降低耕作成本,提高产量和品质,是未来农业发展的主要方向。土壤信息的采集与监测是精细农业一个重要的环节,如何快速、准确地检测土壤信息是是精细农业领域的一个难题,也是当前学界研究的热点问题。 本论文针对目前国内外在土壤信息快速检测技术上存在的一些问题和不足,利用遥感光谱技术和数字图像处理技术对土壤有机质含量和水分含量的快速检测进行了研究,主要研究内容和成果如下： 1、研究不同预处理方法对光谱模型检测土壤有机质含量精度的影响。分别采用不同的预处理方法处理光谱信号,然后分别建立全光谱波段(350-2500nm)的PLS模型,通过模型的预测检验结果发现：平滑法一般能够较好地提高全波段光谱PLS模型对土壤有机质含量的分析精度,其中Savitzky Golay 3点平滑法(Savitzky Golay Smoothing,3)的处理效果最佳,模型预测相关系数R达到0.8694,预测均方根误差RMSEP仅为0.2558。 2、研究了非线性模型“最小二乘支持向量机模型(LSSVM)"和“BP神经网络模型(BPANN)"在土壤有机质光谱检测中的应用。利用波长范围为350-2500nm的原始光谱数据,经过PCA压缩后分别建立LSSVM和BPANN模型,经过预测检验,LSSVM模型的预测相关系数R为0.8544,RMSEP为0.2657；BPANN模型的预测相关系数R为0.8829,RMSEP为0.2618。.而使用相同数据建立的PLS模型,其预测相关系数R为0.8373,RMSEP为0.2905。通过比较三个模型的检测结果,发现对于土壤有机质含量的预测,三种模型的预测精度依次为BPANN>LSSVM>PLS。 3、研究了数字图像处理技术在检测土壤有机质含量中的应用。通过数字图像处理技术分别提取绿光(500nm)、红光(650nm)和近红外(800nm)三个通道图像中土壤图像的平均灰度值,然后分别建立线性PLS模型和非线性LSSVM模型。经过预测检验,PLS模型的预测相关系数R为0.7692, RMSEP为0.3316；LSSVM模型的预测相关系数R为0.7792,RMSEP为0.3163。 4、研究了数字图像处理技术在检测“理想土壤”水分含量中的应用。人工制备不同水分含量的“理想土壤”样本,通过图像处理技术分别提取三个通道图像中土壤图像的平均灰度值,然后分别建立线性PLS模型和非线性LSSVM模型,模型预测检验的效果理想,PLS模型的预测相关系数R为0.9707,RMSEP为0.6997；LSSVM模型的预测相关系数R为0.9767,RMSEP为0.4016。