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基于显著边缘信息的大气湍流图像盲复原

光电工程 2015年第12期42卷 47-53页

作者：肖钟捷张弘陈昌陶福建武夷学院数学与计算机学院福建武夷山354300 北京航空航天大学数字图像处理中心北京100191

大气湍流是大气的一种重要运动形式,对成像系统造成严重干扰,使图像产生畸变、模糊。文中提出一种基于显著边缘信息的大气湍流图像复原算法。首先,对每一帧图像进行畸变矫正,将矫正后的图像序列融合产生一幅图像。然后提出一种利用图像... 详细信息

大气湍流是大气的一种重要运动形式,对成像系统造成严重干扰,使图像产生畸变、模糊。文中提出一种基于显著边缘信息的大气湍流图像复原算法。首先,对每一帧图像进行畸变矫正,将矫正后的图像序列融合产生一幅图像。然后提出一种利用图像显著边缘信息估计图像退化核函数的方法,检测融合后的图像的显著边缘并重构出清晰图像的显著边缘,并以此估计图像退化核函数值。最后利用该核函数的估计值,使用维纳滤波器进行空间域的反卷积运算,恢复出清晰图像。实验结果表明本文算法能有效还原出清晰图像,锐化图像边缘,并抑制人工噪声,具有较高实用价值。

关键词：大气湍流盲复原畸变矫正显著边缘维纳滤波器

一种线阵CCD融合光栅尺的高精度尺寸测量新方法研究

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光学技术 2019年第3期45卷 275-281页

作者：同志学白金池康智强西安建筑科技大学机电工程学院陕西西安710055 西北工业大学自动化学院陕西西安710072 中国科学院先进技术研究所广东广州511458

为了解决数字图像亚像素级高精度尺寸检测问题,采用了基于人工神经网络的线阵相机镜头畸变矫正方法,比传统的多项式拟合法矫正精度高且操作简便;提出了将光栅尺融入线阵相机扫描机构的新方法,利用高精度光栅尺测位移信号触发线阵CCD图... 详细信息

为了解决数字图像亚像素级高精度尺寸检测问题,采用了基于人工神经网络的线阵相机镜头畸变矫正方法,比传统的多项式拟合法矫正精度高且操作简便;提出了将光栅尺融入线阵相机扫描机构的新方法,利用高精度光栅尺测位移信号触发线阵CCD图像采集动作,精确获取线阵相机扫描目标的亚像素级图像。实验证明,新的测量技术可在对运动系统要求不高的情况下获取高精度图像,图像检测精度可以达到1μm。

关键词：神经网络畸变矫正光栅尺亚像素尺寸检测

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基于MSER的集装箱号低秩矫正研究

工程数学学报 2018年第2期35卷 123-136页

作者：沈寒蕾徐婕邹斌湖北大学数学与统计学学院武汉430062 湖北大学计算机与信息工程学院武汉430062

集装箱号的快速记录对于码头、港口业务至关重要.由于相机拍摄的图像常伴有严重的畸变,极大影响了字符识别算法的准确性,因此需要在识别之前对图像进行矫正.本文提出了一种快速有效地对存在畸变的集装箱号图像进行矫正的方法.首先应用基... 详细信息

集装箱号的快速记录对于码头、港口业务至关重要.由于相机拍摄的图像常伴有严重的畸变,极大影响了字符识别算法的准确性,因此需要在识别之前对图像进行矫正.本文提出了一种快速有效地对存在畸变的集装箱号图像进行矫正的方法.首先应用基于MSER的图像分割算法对集装箱箱号区域进行检测,确定矫正的特征区域;然后根据低秩模型利用LADMAP~*以及初始值热启动的方法来降低算法复杂度并矫正图像;最后,结合图像低秩和矫正前后的变换率优化算法的收敛条件,经过多次迭代后得到最终的矫正结果.实验结果表明,该方法不仅能对集装箱号进行较好的矫正,而且算法也具有稳健性.

关键词：畸变矫正 MSER 低秩模型 LADMAP*

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基于组合形态学的齿轮参数视觉测量方法

计算机应用与软件 2023年第2期40卷 33-39页

作者：朱浪方成刚粟序明南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京210000

为提高齿轮测量精度,提出一种基于组合形态学边缘检测算法的齿轮参数测量方法。对工业相机采集的齿轮图像做畸变矫正后进行滤波和二值化等预处理;针对传统边缘检测算法存在的不足,采用检测精度高、抗噪声性强的组合形态学边缘检测算子... 详细信息

为提高齿轮测量精度,提出一种基于组合形态学边缘检测算法的齿轮参数测量方法。对工业相机采集的齿轮图像做畸变矫正后进行滤波和二值化等预处理;针对传统边缘检测算法存在的不足,采用检测精度高、抗噪声性强的组合形态学边缘检测算子提取齿轮单像素边缘;采用连通域操作填充齿轮轴孔,利用质心法定位齿轮圆心;计算齿轮边缘点到圆心的距离;利用量块进行像素当量标定,转换后得到齿轮几何参数测量值。实验表明,对比几种边缘检测算法的测量精度和速度,所提出的齿轮参数视觉测量方法具有更高的测量精度和良好的抗噪性。

关键词：齿轮测量机器视觉形态学边缘检测畸变矫正

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靶场全地形快速观测清场车系统

探测与控制学报 2022年第1期44卷 106-109页

作者：于国栋王春阳冯江海刘晓辰张月李忠琦中国人民解放军63850部队吉林白城137001

针对远程武器试验的炮弹落区地形复杂、道路多变,清场容易出现遗漏区域或重复勘察的问题,提出一种全地形快速观测清场车系统。该系统以全地形车底盘为运载平台,搭载多套子系统,用于完成清场警戒、快速找弹着点、终点坐标概略观测等任务... 详细信息

针对远程武器试验的炮弹落区地形复杂、道路多变,清场容易出现遗漏区域或重复勘察的问题,提出一种全地形快速观测清场车系统。该系统以全地形车底盘为运载平台,搭载多套子系统,用于完成清场警戒、快速找弹着点、终点坐标概略观测等任务。为提高系统的终点坐标观测精度,对测量摄像机进行了畸变矫正。结合试验数据,对系统的终点坐标测量精度进行了验证,验证结果表明:当测站与炸点的距离约500 m时,炸点在三个方向上的测量误差均能控制在±4 m以内。

关键词：全地形车快速清场终点坐标测量畸变矫正

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基于STM32的激光打标机控制系统设计

激光与红外 2016年第12期46卷 1447-1451页

作者：廖平陈永坤中南大学机电工程学院湖南长沙410012

设计了基于STM32微控制器的激光打标控制系统,对激光打标系统的几何畸变进行了分析,并提出了简化的矫正方法。使用微控制器模拟振镜控制传输协议(XY2-100)控制振镜扫描,同时控制激光器的开关,完成对打标过程的控制。使用SDRAM和NAND Fl... 详细信息

设计了基于STM32微控制器的激光打标控制系统,对激光打标系统的几何畸变进行了分析,并提出了简化的矫正方法。使用微控制器模拟振镜控制传输协议(XY2-100)控制振镜扫描,同时控制激光器的开关,完成对打标过程的控制。使用SDRAM和NAND Flash增强微控制器的数据处理能力,并实现离线打标功能。采用多项式拟合的方法,拟合出简单有效的桶枕形复合畸变误差计算公式,并对其加以实际应用,使激光打标系统可以满足实际打标要求。

关键词：激光打标 STM32 控制畸变矫正

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自然场景下的变电站仪表智能读数识别系统

自然场景下的变电站仪表智能读数识别系统

作者：张曌山东大学

学位级别：硕士

现当下,随着我国电网自动化程度的高速发展,对变电站配电设备的状态检测由人工巡检、手工抄录的方式逐渐转变为智能化、自动化监测,以实现对站内设备的智能识别和实时预警。在变电站配电设备中,指针式仪表因结构简单、抗电磁性好、价格... 详细信息

现当下,随着我国电网自动化程度的高速发展,对变电站配电设备的状态检测由人工巡检、手工抄录的方式逐渐转变为智能化、自动化监测,以实现对站内设备的智能识别和实时预警。在变电站配电设备中,指针式仪表因结构简单、抗电磁性好、价格低等优势,被大量使用。因此,很多研究机构对指针式仪表的智能读数进行了研究。但现对其识别主要理论研究阶段,仅部分考虑或未考虑到实际应用场景存在的各种影响因素,如仪表占图像面积低、仪表形变、曝光、亮度过暗、仪表盘背景复杂等。基于以上考量,本文研发了一款变电站仪表智能读数识别系统,以实现对站内隐患看的清、看的准、看的全。本文系统读数识别模型首先通过仪表盘定位模块进行仪表盘定位,再通过畸变矫正模块处理仪表盘形变等问题,最后通过指针特征提取模块获取指针特征,并使用角度法转换为最终读数。其中仪表盘定位模块主要解决低占比仪表盘定位问题,该模块基于两阶段的Faster R-CNN检测算法,并将其特征提取模块采用的VGG16卷积网络改进为ShuffleNetV2卷积网络,以降低存储、显卡等硬件成本,同时加速了推理速度。此外,为简化系统落地部署后的迭代优化过程,引入TensorFlow-Serving技术实现仪表盘定位模型部署。畸变矫正采用传统图像处理,创新性的通过仪表盘中C字型黑色圆环获取透视变换所需标定点,并根据获取情况反馈应用提亮、降曝光等图像增强技术。指针特征提取模块舍弃传统Hough直线法获取指针特征,基于剪影模板法进行改进,通过构造数字矩阵作为模板,最终通过矩阵点乘运算获取指针特征。此外,本文系统软件部分,基于C/S架构进行了系统开发。其中客户端可采集实时数据或离线数据,通过界面版或API版与服务端进行分析请求与数据交互。服务端基于Flask进行接口交互,应用MySQL数据库对历史分析数据持久化存储,并加入日志系统对系统运行日志进行记录。最后,为验证本文识别模型的有效性,我们构造了一个真实变电站环境下的指针式仪表数据集作为主数据集,并借助一个公开数据集作为辅助数据集用于仪表盘定位模块模型的预训练。并在主数据集上,分别对仪表盘定位模块与仪表读数识别模块通过对比实验验证了本文所提出模型的有效性,最后采用消融实验证明了读数识别模块各组件模块的有效性。

关键词：指针式仪表读数识别 FasterR-CNN ShuffleNetV2 畸变矫正改进的模板法

基于图像处理技术的法兰螺栓松动损伤识别方法研究

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基于图像处理技术的法兰螺栓松动损伤识别方法研究

作者：赵杰重庆大学

学位级别：硕士

法兰连接节点作为一种可靠的连接形式被广泛应用于土木、电力和机械等领域,如输电塔、风电塔筒和大型机械装备中。而法兰螺栓作为法兰连接节点中的关键部件,其运行状态直接关系着所在节点乃至整个结构系统的安全可靠运行。然而,由于脉... 详细信息

法兰连接节点作为一种可靠的连接形式被广泛应用于土木、电力和机械等领域,如输电塔、风电塔筒和大型机械装备中。而法兰螺栓作为法兰连接节点中的关键部件,其运行状态直接关系着所在节点乃至整个结构系统的安全可靠运行。然而,由于脉动风荷载、机械振动、导线舞动等动力荷载的作用,法兰连接节点常常处于振动状态,极易发生螺栓松动损伤。因此,开展法兰螺栓的松动损伤诊断研究,对于保障法兰连接节点和结构系统的可靠运行具有重要意义。目前,针对法兰螺栓松动损伤诊断方法的研究主要集中在压电阻抗法、超声波检测法、振动响应分析法和RFID检测法上,而基于图像处理技术的螺栓松动损伤诊断方法因具有操作简单、方便移动、设备成本低等优势也逐渐进入结构健康监测领域,且具有广阔的应用前景。然而,对于法兰连接节点而言,现有的基于图像处理技术的螺栓松动损伤诊断方法仍具有一定的局限性,主要表现在现有方法在边缘识别的稳定性、法兰连接节点螺栓图像畸变矫正的适应性等方面尚需进一步研究。因此,本文将结合法兰连接节点的特点,利用图像处理技术,构建适用于法兰连接节点的螺栓松动损伤诊断方法,实现法兰螺栓松动损伤部位和程度的识别,为法兰连接节点运行状态评价提供必要的数据支撑。本文的主要研究内容如下:(1)针对法兰螺栓自动识别程度不高的问题,引入深度学习算法,构建了法兰螺栓的自动化识别方法。在建立训练样本库时,考虑了法兰螺栓图像采集时相机的角度、光线和距离等多种因素的影响;在模型验证阶段,采用不同拍摄条件下的照片构造验证集,并探讨了不同训练样本数量和样本工况分布对法兰螺栓识别准确率的影响。(2)针对螺栓边缘线识别稳定性不高的问题,提出了基于颜色匹配的螺栓边缘灰度梯度增强方法。探讨了基于Canny边缘检测算子的螺栓边缘线识别算法原理,提出了基于颜色匹配的螺栓边缘灰度梯度增强方法,给出了Canny边缘检测算子阈值选取准则,并通过螺栓边缘检测试验和螺栓松动损伤试验验证所提出方法的有效性。提出方法克服了Canny算子阈值选取主观性强的缺陷,有效降低了非目标边缘线的不利影响,提升了螺栓边缘线识别的稳定性。(3)针对法兰螺栓图像拍摄过程中的相机机位带来的图像畸变失真影响问题,引入了基于单应矩阵的螺栓图像畸变矫正方法,并结合法兰螺栓固定特征点难以有效获取的难点,利用矩形垫片角点作为特征点,建立了矩形垫片无遮挡和部分遮挡两种情况下的特征点提取方法,提出了适用于法兰螺栓图像的畸变矫正方法,并利用不同相机倾角(水平向、竖向和双向倾角)的法兰螺栓畸变矫正试验验证了提出方法的有效性,且给出有效矫正倾角的建议范围。提出方法能够实现单个螺栓图像的畸变矫正,不仅适用于法兰螺栓,对其余螺栓连接形式的螺栓亦具有较好的适应性

关键词：法兰螺栓损伤识别图像处理技术边缘检测畸变矫正

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多摄像头侧视钻孔全景图像拼接

广西大学学报（自然科学版） 2017年第3期42卷 1092-1098页

作者：张炳文曹茂永张维滕升华赵猛山东科技大学电子通信与物理学院山东青岛266590 山东科技大学电气与自动化工程学院山东青岛266590

目前,地质勘测主要采用数字式全景钻孔摄像获取具有真实感的孔壁全景图以进行地质分析,但是已有的全景图获取方法存在设备成本高或图像拼接过程复杂等不足,基此提出了一种水平环状均匀分布多个CCD摄像头的摄像模型,对钻孔孔壁四周360°... 详细信息

目前,地质勘测主要采用数字式全景钻孔摄像获取具有真实感的孔壁全景图以进行地质分析,但是已有的全景图获取方法存在设备成本高或图像拼接过程复杂等不足,基此提出了一种水平环状均匀分布多个CCD摄像头的摄像模型,对钻孔孔壁四周360°进行拍摄获取图像,并对获取的图像进行畸变矫正。对钻孔孔壁的曲率造成的图像信息缺失,采用非均匀插值对其进行展开。通过提取图像SIFT特征点,利用基于(k-d)树的BBF算法确定图像的匹配点对,采用RANSAC算法二次消除错配求得变换矩阵。加权平均法在图像融合阶段的应用使得拼接图像光滑无缝,得到具有真实感的钻孔孔壁全景图。

关键词：钻孔孔壁全景图畸变矫正非均匀插值拼接图像图像融合