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关键词： 注塑成型   收缩方向   边缘提取   图像拼接  

摘要： 注塑制品的成型是一个非常复杂的多因素耦合作用的动态加工过程,其中成型收缩是影响注塑制品质量的关键因素之一。收缩不仅降低了注塑制品的尺寸精度与表观质量,同时还引起注塑制品的结构变形与内在质量缺陷。因此,收缩已成为困扰注塑成型及其模具设计领域的重要难题。为了探寻注塑制品形状和收缩方向之间的关系,本课题在全面分析注塑成型收缩研究概况的基础上,在比较了接触式和非接触式测量方法的优缺点后,进行了注塑制品模内收缩观察的可视化实验,开发了基于Matlab的图像处理系统,实现了注塑制品收缩方向的检测。 首先,基于注塑制品模内收缩的可视化实验模具,设计制造了螺纹传动机构以及设有该机构的拍摄设备移动装置,为精密拍摄和图像拼接奠定了基础。针对塑件形状和浇口位置设计了7种不同的型腔结构,进行了7组注塑成型试验,再利用数码单镜头反光相机与拍摄设备移动装置,对各组成型塑件在模内放置24小时后的收缩情况进行了图像采集。 其次,在图像处理方面提出了一种人机交互的新型去噪方法,有效地解决了干扰点对曲线拟合的影响;提出了改进的Harris算法及角点提取方法,既保留了相应像素点的较高兴趣值,也使匹配点的获取更加方便;对基于特征的改进Harris算法以角点作为匹配点以及基于边缘的拟合法以交点作为匹配点这两种图像拼接方法,进行了匹配精度的比较,得出拟合法的图像拼接精度高于改进Harris算法的结论,并根据本文中塑件和模具型腔的具体结构,采用了基于边缘的拟合法求交点从而获得图像拼接的匹配点。 然后,对于1～4组注塑成型试验,利用所开发的图像处理系统对塑件和模具型腔进行边缘提取后,再通过多项式曲线拟合计算交点,求得型腔轮廓与塑件轮廓的特征点位置,从而得到了塑件收缩方向的实验数据。对于5～7组注塑成型试验,则先对模具型腔分块拍摄的图像进行拼接,再用与1～4组试验相同的处理方法得到了型腔轮廓与塑件轮廓的特征点位置以及塑件收缩方向的实验数据。 最后,对7组注塑制品模内收缩试验通过数字图像处理所得的实验数据进行了综合分析,认为塑件的收缩受到浇口和质心的共同作用。在塑件的收缩不受到模具型腔阻碍的情况下,塑件的收缩方向指向塑件质心和浇口中间的某一位置处;当塑件的收缩受到模具型腔轮廓的束缚时,呈现出一定的局部收缩性。

关键词： 车牌识别(LPR)   图像处理   车牌定位   字符分割   字符识别  

摘要： 随着我国经济的发展,高速公路、城市道路、停车场建设越来越多,对交通控制、安全管理的要求日益提高。智能交通系统已成为当前交通管理发展的主要方向。汽车牌照自动识别技术(License Plate Recognition,LPR)是智能交通系统中的一个重要环节,它不但可以广泛地应用于交通流量检测,而且还可以应用于交通控制与诱导,机场、港口、小区的车辆管理,不停车自动收费,闯红灯等违章车辆监控以及车辆安全防盗等领域。因此,具有广阔的应用前景。本论文就是在这种背景下,研究基于图像处理的汽车牌识别系统。 车牌识别一般可以分为车牌预处理、车牌的定位、车牌的字符分割和字符识别四个主要部分。本文在分析近年来一些典型的车牌识别系统的算法基础上,最终确定了一套有效的车牌识别算法。本论文研究的主要内容和创新点包括: 在车牌预处理阶段,本文首先对车牌图像进行图像灰度化和均衡化的处理,然后采用了一种新的去除噪声的方法——基于偏微分方程去除噪声。该方法步骤虽然比较复杂,但是可以很好的解决图像预处理中存在的平滑和保边界细节之间的矛盾问题。 在车牌图像定位和提取方面,本文设计了2种车牌定位方法。基于颜色特征的车牌定位是在传统的投影分析方法的基础上结合HSI颜色空间中的H信息,将此作为车牌的特征,从而截取到车牌。基于灰度跳变特征的车牌定位则是利用车牌中字符的灰度变化来确定车牌位置。 在车牌字符分割过程中,由于车牌字符分割中存在边框、铆钉和车牌旋转等问题,而这些问题又容易造成分割不准确和分割错误等后果。因此,针对这些问题,本文采用了一种新的字符分割方法——数字形态学中的连通区域法进行字符分割,并结合现有方法提出一个完整的、行之有效的字符分割方案。 在车牌字符识别方面,本文首先对切割下来的字符进行特征提取,然后再利用所提取的特征值对神经网络进行训练,最后利用这个训练结果对其它车牌上的字符进行识别。 按照本文所采取的步骤,根据上面所提出的方法对采集来的车辆图像进行试验,得到了良好的效果。

关键词： 图像插值   小波变换   数字图像处理   边缘模糊   隐马尔可夫模型   峰值信噪比  

摘要： 数字图像处理是指用计算机对图像信息进行处理的一门技术,是利用计算机对图像进行各种处理的技术和方法。在图像处理领域中,图像插值是最重要、最基本的技术之一。图像插值是指在保持原图像的细节信息的基础上,改变图像的分辨率,以满足对图像的各种需求。由于传统的插值方法没有充分挖掘图像数据中的空间梯度信息和统计特征,无法较好地识别边缘而导致边缘模糊或出现阶梯状锯齿现象。近年来兴起的小波理论提供了一条解决该问题的有效途径,由于小波具有多分辨率分析功能和逐渐局部细化等性质,而且正交小波分解后各层子带之间有相似性,若能准确地得到图像的高频细节,利用重构理论,就可以得到高分辨率的图像。　　本文研究了一种基于小波变换与隐马尔可夫模型相结合的图像插值方法。　　(1)根据小波系数尺度之间的持续性和指数衰减性,利用隐马尔可夫模型可简洁地表示小波系数的概率结构。小波域隐马尔可夫树模型(HMT)将图像的小波系数建模为隐马尔可夫树模型,该模型考虑了小波系数间的统计相关性及非高斯性,由于它抓住了小波系数的本质特性及小波系数间的主要关系,因此在图像处理应用中取得了很好的效果。　　(2)小波域HMT模型采用混合高斯模型刻画各子带系数的概率分布,并通过小波系数隐状态在多个尺度之间的Markov依赖性来刻画原始图像小波系数随尺度减小而指数衰减的特性。由于小波域HMT模型准确刻画了原始图像小波变换的统计特性,因此本文算法以此作为原始图像的先验模型,将图像插值问题转化为一个约束优化问题。实验结果表明,基于小波域HMT模型的图像插值算法在一定程度上改善了传统插值算法引起的锯齿效应和平滑效应,插值后的图像在峰值信噪比和视觉效果方面都有明显地提高。

关键词： 加料   均匀性   烟叶   图像处理   神经网络  

摘要： 料液施加均匀性指标的检测方法、检测装置及计算方法是国家烟草专卖局2007年度烟草行业重点科技开发项目《隧道式多喷嘴加料(香)机》的七大攻关内容之一,本文以南京卷烟厂某批次加料前后的烟叶为研究对象,构建了烟叶加料均匀性检测系统。 本系统由硬件、软件和检测算法三部分组成。硬件部分采用了数码相机通过USB与电脑相连的方式把暗箱中的烟叶图像传入电脑;软件主要采用VC++6.0编写,包括图像的读取、预处理、图像增强和特征提取等功能,其中小波滤波与神经网络的应用采用Matlab7.0编写,使用Matlab7.0工具箱中的函数降低了VC++编写程序的工作强度,精简了源程序代码,提高了编程效率。为方便对采集的数据进行管理与操作,本文采用了Access数据库实现数据的管理;本文提出的检测算法:利用烟叶图像在加料前后直方图中峰的变化以及该变化在图像不同通道上的差异,提取了烟叶图像加料前后的特征值,利用此特征值和神经网络判断待测烟叶与训练烟叶的加料程度的相似性,若加料程度相似则认为烟叶的加料在整体上是均匀的。 神经网络方法对于复杂、模糊和有交叉的数据信息:有着特殊的应用价值;数字图像处理技术目前已经广泛地应用于工业、医疗保健、航空航天、军事等各个领域,在国民经济中发挥着越来越大的作用。本文通过理论分析、算法研究和大量实验,认为数字图像处理结合神经网络模式识别进行烟叶加料均匀性检测是可行的。

关键词： 根尖定位   根管长度   数字图像处理  

摘要： 根尖定位和根管长度测量是根管治疗术是否能够成功的关键。X射线医学影像具有动态范围宽,细节丰富和对比度差等特点,由于对比度差牙齿根尖部分和牙槽骨密度相近,在X射线图像上常很难看清楚根尖部分。确定根尖位置是口腔医学上的一个难题。针对这个问题,本文采用了医学混合空间图像增强方法,并在该方法中加入局部直方图均衡化加以改进,实现口腔X图像增强,最终确定根尖位置,测出根管的长度。

关键词： DSP   数字图像处理   沥青路面   裂缝   路面检测  

摘要： 沥青路面裂缝是高速公路路面的主要病害之一,裂缝的检测是公路养护的重要工作之一。对于裂缝信息的检测,传统的人工检测和基于PC机通用CPU检测裂缝的方法难以满足大规模路网检测对时效性的要求。由于沥青路面图像包含的信息内容复杂,图像数据量的不断增加等因素,使得现在已经产品化的基于激光测距和数字图像处理的多功能路面智能检测车的检测结果难以完全满足实际需求。基于DSP(Digital Signal Processor)技术和数字图像处理技术的沥青路面图像处理系统就是以更快速,更准确,更经济高效的检测路面为目标而开发设计的。 该检测系统将DSP技术引入到沥青路面的检测中,采用基于TI的TMS320C6416微处理芯片来实现对沥青路面裂缝图像的处理研究,并开发设计相应的处理系统。沥青路面图像中除了包含有我们需要的路面信息外,可能还包含了图像噪声(比如路面油迹、各种杂物等)、破损路面(比如裂纹、坑槽等)、另外还易受光照、天气等其他因素的干扰。本文综合考虑沥青路面图像和DSP特点,在DSP上实现沥青路面图像的处理,并对其进行优化。 在DSP图像数据处理中,采用存储路面图像纯灰度数据的方式,降低了DSP后续处理的数据量;采用两次滤波加图像二值化分割的强化滤波方法,实现了对沥青路面图像裂缝信息的增强处理,采用边缘检测和采用增强的迭代图像进行阈值分割,完成了对裂缝的面积,周长,类型,长度,平均宽度,裂缝的百分比等主要参数的提取。 此外,本文还对DSP程序进行了优化。优化不仅包括C6000编译器调用优化、软件流水优化等纯代码级别性能的优化,还完成了程序结构的优化(包括可扩展性,清晰性和可移植性等优化处理)。程序结构的优化对于后续代码的开发维护工作非常重要,并且易于实现。这些优化使得系统的性能有了明显的提高,并且研究实现的算法易于移植到其他图像处理平台上。 本文研究的检测系统可应用于沥青路面裂缝的自动检测,并且能够为公路管理和养护部门的决策提供科学客观的路面检测的基础数据支持。

关键词： 纳米粒子   微观结构   数字图像处理   分形   定量描述  

摘要： 材料的微观结构决定了材料的宏观性能,这是自然界永恒的真理。目前有关无机纳米改性聚四氟乙烯基复合材料微观结构的研究,主要以定性或半定量分析为主,很少涉及到复合材料的微观结构定量描述,对于微观结构和宏观性能之间关系的定量研究则更少。 本课题利用JSM-6000扫描电子显微镜分析了未处理和钛酸酯偶联剂处理纳米粒子填充PTFE复合材料的微观结构和不同添加含量的纳米Si3N4、SiC、AlN填充PTFE复合材料微观结构。纳米粒子的添加含量依次为：3%、5%、7%、9%。 本课题还利用Visual C++平台开发了基于数字图像处理的纳米PTFE复合材料微观结构分析系统,主要包括图像输入、图像预处理、图像分析、特征值提取等功能模块。提取出了图像中的表征纳米PTFE复合材料微观结构的三种特征值,颗粒面积分数κ用来评价纳米颗粒在基体中的团聚程度和粒径分布；分散度D0.1定量评价复合材料中纳米粒子分散的均匀程度；分形维数D综合评价纳米粒子在基体中的团聚程度和分散均匀程度。并对纳米填充改性高分子复合材料的微观结构和宏观性能之间的关系进行了初步探讨。 研究表明：颗粒面积分数、颗粒分散度和颗粒分布分形维数均能很好地定量评价复合材料的微观结构,对于不同添加含量Si3N4／PTFE和SiC／PTFE复合材料,含量为7%的复合材料中纳米颗粒的分布分形维数最低,颗粒分散度和颗粒面积分数均最高。表明两种纳米粒子在添加含量为7%时复合材料的微观结构最佳。不同含量的AlN／PTFE复合材料中,含量为3%的复合材料颗粒分散度最高,含量为7%时,面积分数最高,分形维数在含量为9%时最低。对含量为5%的不同纳米粒子填充PTFE复合材料对比研究发现,偶联剂处理纳米粒子填充复合材料均比未处理纳米粒子填充复合材料有较优的微观结构参数,其中以偶联剂处理SiC和Si3N4填充PTFE复合材料微观结构参数最佳。实验研究表明：Si3N4和SiC纳米粒子填充改性PTFE效果较好,而AlN则不适合作为填充改性PTFE材料；本文所建立的分形模型可综合评价纳米粒子在PTFE基体中数目多少、分散均匀程度和团聚程度。

关键词： 网上阅卷系统   Z语言   数字图像处理   MVC  

摘要： 近年来,计算机技术、网络技术、图像处理技术的发展,深刻的影响着教育考试领域的方方面面。现在教育界正发生着翻天覆地的变化,同时教育考试的侧重点,也更加注重于对学生创新意识和实践能力的考查,试卷中主观题数量大大增加,但主观题的评阅容易受到多方面因素的影响,难以保证考试的公平性。 无纸化网上阅卷采用误差控制原理对教师给出的分数进行了多评取均值的方法,避免了因某一评卷老师疏忽而给出错误的分数,从而保证了考试的公开、公平、公正。然而,网上阅卷需要预先将考生的试题数字化,存储在相应的计算机系统中,通过对数字化后的试卷信息进行分割、切分处理,分离出单一考题,同时还需要对客观题部分进行自动评卷。如果前期的这些工作出现问题,将会严重的影响整个阅卷过程及阅卷的质量。从而对考生,对社会都会造成不同程度的影响。因此,在开发网上阅卷系统时非常有必要对阅卷的前期处理工作加以重视。 本文主要工作有以下几个方面: (1)使用基于Z语言的系统需求规格说明描述技术来对系统核心模块的需求规格说明进行了描述,提高了网上阅卷软件系统的可靠性。 (2)采用了成熟的MFC设计框架,并经过对各种数字图像处理技术的比较,最终选择了比较合适的数字图像处理技术来实现了图像的前期处理工作及客观题的自动评卷。开发了一个基于C/S模式的数据源子系统。 (3)采用B/S结构,结合了MVC模式,DAO模式,工厂模式,完成了客观题的查错与校正模块。为提高数据库服务器的性能,对连接池技术进行了优化,确保服务器性能得到了最大发挥。

关键词： 数字图像处理   图像图形技术   写真围布   数码图像  

摘要： 该课题讨论数字图像处理软件在艺术设计中的应用，将艺术设计的创作理念、创作方式和进行数字图像处理的科技手段有机结合，研究艺术设计与数字图像处理软件的结合使用及数字图像再现问题，将图像制作方法及再现技术应用在数码艺术作品的制作开发中。提高工作效率，降低图像制作成本，提高图像艺术表现力。论文将有效的结合数字图像技术与新媒体艺术，使传统艺术到电脑计算机多媒体辅助设计的过渡与结合得到一定创新。 在数码图像产品——“写真围布”的制作流程中，采取图像技术与艺术相结合的原则，首先重点运用数码图像的绘制技术（图形的编程技术及图形硬件显示编程技术）、合成技术、图像的调节技术等进行产品的前期设计制作，产生静态数字图像的形与色的呈现，深入探讨工具与色彩模式产生的技术原理，然后将产品通过喷绘打印软硬件技术输出介质，最后通过热转印自控技术来实现产品进行了更好的有机结合。本产品采用先进的数码印刷工艺，不受复杂图案多颜色的限制，耐洗耐搓，具有防水、透气、防静电的功能，使企业较好的满足市场个人化及客制化商品的需求，体现“我们的技术，您的设计”这一理念。 写真围布的制作过程是一个技术与艺术相结合，技术为先的产品，开发过程实现了一系列比较实用的围布产品，该产品通过精密的调研，合理的设计，先进的技术应用，有效的的为社会提供优质服务。降低了劳动强度，而且大大提高了工作效率节约经济效益。

关键词： 隧道掌子面   数字图像处理   模式识别   三维重建   虚拟地质钻孔  

摘要： 论文从研究隧道掌子面地质图像入手,通过数字图像处理技术对隧道掌子面地质图像进行分析和处理,以自动或半自动方式提取出掌子面上岩体层理、节理、断层等结构面信息。对宏观上较为明显的结构面,建立相邻隧道掌子面上各岩层层理、节理、断层等结构面的对应关系,从而根据三维建模技术建立隧道开挖部分的三维地质结构模型,并以此预测掌子面前方未开挖部分的岩体结构等信息。根据对前方未开挖部分的岩体结构的预测,反馈给隧道设计与施工,为实现隧道信息化设计与施工提供了重要的技术支撑。 主要结论和成果如下： 1、通过数字图像处理技术,对隧道掌子面地质图像进行图像预处理、边缘检测和边界提取,对同一结构面上不连续结构面边界采用边界聚合、边界自动连接算法进行连接,提取出的边界可作为地质素描图中的结构面边界,加以少量的人工干预,形成地质素描图,提高了地质素描速度,同时使人工地质素描中因素描人员不同结果也可能极不相同的情况得到有效控制。 2、对于自动边界提取过程中出现实际结构面边界线漏检和误检的情况,加入人工智能剪刀功能。它将图像边界自动提取和人工干预的方式相结合,实现了对结构面边界的半自动提取,既解决了全自动边界提取过程中边界提取错误的情况,也减少了完全手工对结构面边界提取费时、费力且不能精确定位结构面边界的情况。 3、通过数字图像处理技术,从细观上对隧道掌子面岩体特征进行了统计分析,取得岩体结构面长度、单位面积裂隙长度、结构面平均间距、RQD等结构面的自然特征,并据此对掌子面岩体状况进行描述。实现了对隧道掌子面岩体的自动分析和评价功能。 4、对隧道掌子面附近边墙及拱部未衬砌区域的围岩,分析了图像采集时需要注意的问题,研究了生成地质展开图像的算法。 5、通过数字图像处理技术,对近距离拍摄的多种岩石标本的大量岩石图像样本进行特征提取。根据BP神经网络算法,对图像特征参数进行训练,得到参数模型,该模型可用于自动判别不同的隧道掌子面岩体的岩性。 6、根据现场测得的结构面产状信息,对自动建立相邻隧道掌子面上岩体层理、节理、断层等结构面边界线的对应关系进行了探讨。根据OpenGL三维建模技术及三维重建相关算法,建立隧道已开挖部分的三维地质结构模型,实现了隧道地质结构的可视化,从而更加直观的认识隧道开挖部分的地质情况。 7、根据已开挖部分的三维地质结构模型,预测隧道掌子面前方未开挖部分的三维地质结构。由隧道三维地质结构模型及预测模型,生成隧道边墙及拱部的地质展开图、横剖切面、纵剖切面、虚拟地质钻孔等图形,同时利用结构面在大地坐标系下的空间位置关系,分析和计算出各结构面的岩层产状以及结构面走向与隧道开挖方向间的夹角。这些信息有利于全面分析和掌握隧道的地质状况。 8、根据对隧道掌子面的分析,实现了对“隧道掌子面地质信息系统(TFGIS) 2008"的研发,为隧道信息化设计与施工提供了有力的技术支撑。