基于小波图像处理技术的高温熔体测温系统的研究与开发

作     者：丁剑 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：彭小奇

授予年度：2005年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：小波变换 CCD 比色测温法 图像分割 Bubble函数 

摘      要：小波分析因其独特的时(空)-频多尺度分析能力,在信息处理领域得到了广泛的应用与发展。图像处理作为信息处理的重要组成部分,成为小波分析的重要应用领域。本文以高温熔体表面温度场的测试为研究背景,综合运用CCD技术、非接触式测量技术,结合小波变换,对高温熔体在线测温系统进行了研究和开发。 本文结合热辐射理论、CCD器件工作原理、光学系统成像原理和计算机图像处理技术,研究了基于CCD图像传感器的测温系统的设计方法,分析了辐射式测温系统中的CCD摄像器件必须具备的性能,以及选择CCD摄像器件和视频采集卡时应考虑的主要因素。论述了基于CCD的非接触式测温技术,研究了基于CCD的比色测温原理和小波变换的图像分割技术。为将高温目标图像与其背景图像进行准确分割,提出了高温熔体的一维小波在线分割算法和二维小波在线分割算法。一维小波在线分割算法采用了图像灰度直方图小波变换取最优阈值法,得到了较好的分割效果。本文提出的二维小波分割算法通过构造出一类Bubble函数,并充分利用Bubble小波本身所具有的信号自适应能力,根据计算出的小波变换模中取阈值,可以直接快速准确地分割出目标图像。与传统的最大方差取阈值法相比,本文提出的Bubble小波分割算法具有更快、更准确的优点,与一维小波分割算法相比,对图像的细节部分刻画更准确。设计并构建了CCD测温系统,完成了对系统的标定。