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基于阈值优化的带钢表面缺陷图像边缘检测研究

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组合机床与自动化加工技术 2020年第8期 122-125页

作者：黎浩汤勃孔建益王兴东武汉科技大学机械自动化学院武汉430081

针对带钢表面缺陷图像光照不均而使得边缘检测困难的问题,分别使用顶帽变换和同态滤波对常规缺陷和低对比度缺陷进行去光照不均处理。接着,通过Otsu算法求出缺陷图像最佳阈值获取自适应的阈值改进边缘检测算法,即分别采用Sobel算法、Can... 详细信息

针对带钢表面缺陷图像光照不均而使得边缘检测困难的问题,分别使用顶帽变换和同态滤波对常规缺陷和低对比度缺陷进行去光照不均处理。接着,通过Otsu算法求出缺陷图像最佳阈值获取自适应的阈值改进边缘检测算法,即分别采用Sobel算法、Canny-Otsu算法进行常规缺陷和低对比度缺陷的图像分割。以带钢表面黑斑、划伤等典型缺陷为例进行了研究,结果表明算法取得了良好的效果。

关键词：顶帽变换同态滤波 Otsu阈值分割边缘检测

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一种智能化的红外弱小目标检测方法

火力与指挥控制 2015年第10期40卷 147-151页

作者：刘刚周珩吴催生张喜涛中国空空导弹研究院河南洛阳471009 郑州大学信息工程学院郑州450001 河南科技大学信息工程学院河南洛阳471023

针对复杂背景下的远距离红外弱小目标检测问题,提出了一种基于自适应结构元素形态学和BP神经网络的智能化检测方法。该方法首先将图像按一定大小分成子图像,通过统计子图像的特征确定候选目标区域,然后基于自适应结构元素的灰度形态学... 详细信息

针对复杂背景下的远距离红外弱小目标检测问题,提出了一种基于自适应结构元素形态学和BP神经网络的智能化检测方法。该方法首先将图像按一定大小分成子图像,通过统计子图像的特征确定候选目标区域,然后基于自适应结构元素的灰度形态学顶帽变换,实现红外空中复杂背景的抑制并突出待检测的小目标。接下来,以像素的灰度、水平、垂直和对角梯度、邻域均值和方差6个特征为输入量,构造三层BP神经网络,最终实现红外复杂背景下的弱小目标检测。仿真实验结果表明,该方法可以实现对红外复杂背景的有效抑制,稳定准确地检测出信噪比大于2的红外弱小目标。

关键词：红外小目标背景抑制自适应结构元素顶帽变换 BP神经网络

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空域-小波域联合滤波的红外复杂背景抑制

电光与控制 2015年第5期22卷 37-40,45页

作者：刘刚周珩王忠勇张喜涛河南科技大学信息工程学院河南洛阳471023 中国空空导弹研究院河南洛阳471009 郑州大学信息工程学院郑州450001

针对远距离红外小目标检测中复杂背景的抑制问题,提出了一种空域-小波域联合滤波的方法。该方法在空域通过自适应结构元素的灰度形态学顶帽变换抑制大部分红外背景。在此基础上,将处理空间变换到小波域,通过分析残留背景、目标和噪声系... 详细信息

针对远距离红外小目标检测中复杂背景的抑制问题,提出了一种空域-小波域联合滤波的方法。该方法在空域通过自适应结构元素的灰度形态学顶帽变换抑制大部分红外背景。在此基础上,将处理空间变换到小波域,通过分析残留背景、目标和噪声系数在高频子带的差异,定义基于邻域均值的子带系数表达形式,构造高频子带系数的中心向量,对小波高频图像进行综合形成距离像,得到红外复杂背景的最终抑制结果。仿真实验结果表明,相对于经典算法,该方法不但可以实现对红外复杂背景的有效抑制,而且能够增强目标信号的强度。

关键词：红外小目标背景抑制顶帽变换小波变换距离像

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基于眼底图像不同彩色通道的出血特征提取

计算机应用 2016年第10期36卷 2890-2894页

作者：倪森付冬梅丁邺北京科技大学自动化学院北京100083

针对眼底出血图像中出血形态各异、干扰目标多的特性,为提高出血检测精度,同时降低非出血目标引起的干扰,提出了一种基于眼底图像三个彩色通道的出血特征提取方法。该方法利用眼底出血图像在不同彩色通道的表现特性,统计和分析相关性状... 详细信息

针对眼底出血图像中出血形态各异、干扰目标多的特性,为提高出血检测精度,同时降低非出血目标引起的干扰,提出了一种基于眼底图像三个彩色通道的出血特征提取方法。该方法利用眼底出血图像在不同彩色通道的表现特性,统计和分析相关性状的像素值特性,并依据出血部分的统计特性设定提取阈值提取出血;使用多尺度顶帽变换和血管密度特征定位血管和黄斑;最后利用不用图像间的逻辑关系针对性去除血管、黄斑干扰,实现了出血区域的自动提取和干扰目标的排除。仿真结果表明,所提方法能够相对完整和准确地提取眼底图像出血目标,且时间效率高。

关键词：眼底出血目标提取彩色通道阈值算法顶帽变换

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线结构光视觉传感焊缝跟踪图像处理

热加工工艺 2016年第15期45卷 233-235,238页

作者：毛志伟赵滨周少玲南昌大学机电工程学院江西工业职业技术学院

提出了一种基于灰度形态学的图像处理算法,有效去除了线结构光视觉传感焊缝跟踪图像中飞溅、弧光和烟尘等干扰。根据飞溅在图像中表现为明暗相间的条纹的特点,采用灰度形态学开操作,通过合理设计结构元素,去除了飞溅干扰。针对不同图像... 详细信息

提出了一种基于灰度形态学的图像处理算法,有效去除了线结构光视觉传感焊缝跟踪图像中飞溅、弧光和烟尘等干扰。根据飞溅在图像中表现为明暗相间的条纹的特点,采用灰度形态学开操作,通过合理设计结构元素,去除了飞溅干扰。针对不同图像受弧光、烟尘影响不同,背景灰度值差异较大,不利于二值化阈值选取的问题,采用图像相减和顶帽变换消除其影响。最后,采用动态开小窗与最小二乘法相结合的方法准确提取到了焊缝特征点。该算法能有效去除飞溅、烟尘等干扰,实时性好。

关键词：灰度形态学图像处理结构光视觉传感顶帽变换

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低照度图像增强算法研究

低照度图像增强算法研究

作者：李昱祚哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

社会生活中,很多领域都使用了图像处理技术,其应用广泛,在医疗、监控、安全等方面有着重要的价值。然而在现实生活中存在着一类特殊场景的图像,这类图像的获取是通过图像采集的硬件设备在光照不足的条件下采集得到的。图像采集的过程中... 详细信息

社会生活中,很多领域都使用了图像处理技术,其应用广泛,在医疗、监控、安全等方面有着重要的价值。然而在现实生活中存在着一类特殊场景的图像,这类图像的获取是通过图像采集的硬件设备在光照不足的条件下采集得到的。图像采集的过程中往往会伴随着图像对比度低、色彩失真、轮廓模糊以及细节丢失的现象发生,这对于后续处理和应用带来了极大的麻烦。因此,对于低照度图像的增强研究具有重要意义。论文以低照度图像作为研究对象,做出了如下工作:(1)分析低照度图像的形成机理以及图像的特性,通过研究直方图均衡化算法以及限制对比度的直方图均衡化算法,在MATLAB实验软件上进行仿真实验,以此验证算法对于低照度图像增强的优劣性。同时,对于Retinex算法中的SSR(Single-Scale Retinex)、MSR(Multi-Scale Retinex)和MSRCR(Multi-Scale Retinex with Color Restoration)算法进行原理分析和实验仿真。(2)针对Retinex算法增强的低照度图像存在色彩失真以及画面“偏白”的问题,本文提出了一种改进的Retinex算法。为了分辨出低照度图像中的边缘细节与噪声,本文将导向滤波器代替了传统的Retinex算法的高斯滤波器,更好的保留了图像的边缘信息;为了防止图像的色彩失真,本文将图像的RGB色彩空间转化到YIQ色彩空间,对亮度分量Y进行单独提取;为了保证图像对比度的增强幅度,本文设置了图像的对比度增强因子。实验结果表明,与Retinex算法中的SSR、MSR、MSRCR相比,本文改进的Retinex算法增强的低照度图像,图像更加自然真实,解决了Retinex算法存在的过度增强与颜色失真的问题。(3)针对低照度图像存在对比度低、局部边缘模糊、图像光照不均匀以及画面偏白的问题,本文首先研究人眼生物特性的同心圆感受野模型,其生物特性对于低照度图像增强的作用;其次研究图像形态学的顶帽变换与底帽变换处理算法,通过对Lena图像引入高斯噪声,使用多种去噪算法对比验证去噪效果;最后本文提出了一种顶帽变换和底帽变换相结合的仿生图像增强算法。该算法的实现步骤是:首先将低照度图像色域空间转换:RGB色彩空间转换为HSV色彩空间;其次单独提取HSV空间中的亮度分量V,为了使低照度图像亮度达到人眼可见观察范围,对亮度分量V全局对数变换;为了对图像进行局部细节增强,本文使用视网膜神经元感受野三高斯模型处理图像;最后根据图像形态学的顶帽变换和底帽变换,对低照度图像进行光照平均以及背景提取。实验结果表明,所提算法对低照度图像增强效果显著,图像色彩艳丽、轮廓清晰,同时还解决了图像采集硬件获得的图像光照不均匀分布和图像景深的问题,具有很好的视觉感受效果。最后,通过主观评价以及客观评价对两种改进算法以及传统的算法增强的图像进行评价,实验结果表明,改进算法增强的低照度图像效果最好。

关键词：低照度图像三高斯模型顶帽变换图像增强 Retinex

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基于机器视觉的模型测量靶标的跟踪研究

基于机器视觉的模型测量靶标的跟踪研究

作者：豆华哲北京交通大学

学位级别：硕士

随着信息技术迅速发展,基于机器视觉的目标跟踪技术在很多领域具有广泛的应用价值。目标跟踪涉及到图像处理、模式识别以及人工智能等诸多领域,是一门交叉性很强的学科。在对目标进行跟踪的过程中,目标自身特征的多样性、运动场景的复... 详细信息

随着信息技术迅速发展,基于机器视觉的目标跟踪技术在很多领域具有广泛的应用价值。目标跟踪涉及到图像处理、模式识别以及人工智能等诸多领域,是一门交叉性很强的学科。在对目标进行跟踪的过程中,目标自身特征的多样性、运动场景的复杂性和跟踪过程遇到的问题(如遮挡、光照、防射变换、相似目标物干扰),都构成了限制目标跟踪算法性能的影响因素。因此研究一种具有实时性、准确性、鲁棒性的运动目标跟踪方法依然是该领域面临的一个巨大挑战。本文对基于机器视觉的模型测量靶标的动态跟踪算法进行研究。根据跟踪系统的特点,首先以圆作为基本结构设计测量靶标,并对靶标识别定位。根据圆的特性,采用圆参数优化方法提取靶标亚像素级的中心坐标,并通过不同的仿真实验和评价指标对提取精度进行分析,表明设计靶标的适用性和中心定位的精确性。为了满足目标跟踪系统的实时需求,本文选择了计算量较小的Mean shift跟踪算法,分析该跟踪算法容易出现跟踪失效等不足。针对光照不均匀影响问题,本文提出融合顶帽变换的Mean shift跟踪算法,提高了运动目标检测的完整性,进而增加了目标跟踪的准确性。针对Mean shift目标跟踪算法存在尺度更新策略缺陷,以及在跟踪过程中出现遮挡、防射变换等复杂情况下跟踪不稳定,本文采用基于SIFT尺度不变特征的Mean shift跟踪算法,在跟踪过程中,采用SIFT算子的局部描述和RANSAC算法实现对错误匹配点的剔除。通过在复杂环境下进行目标跟踪实验,并提取目标运动轨迹曲线进行对比分析说明,实验证明本文采用方法能够有效地适应跟踪过程中出现的尺度变换和遮挡等情况,提高了跟踪算法的适用性、准确性和鲁棒性。

关键词：编码靶标识别定位目标跟踪 Mean shift 顶帽变换 SIFT

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基于运动谱残差的视频显著性检测算法

计算机工程 2014年第12期40卷 247-250,257页

作者：刘宇光陈耀武浙江大学数字技术及仪器研究所杭州310027 浙江省网络多媒体技术研究重点实验室杭州310027

借鉴静态图像中通过计算像素灰度的谱残差检测显著性区域的方法,提出基于运动谱残差的视频显著性检测算法。通过提取每一帧的运动矢量场,对矢量场的水平和垂直分量分别计算运动谱残差,融合2个方向的运动谱残差形成运动谱残差图,将谱残... 详细信息

借鉴静态图像中通过计算像素灰度的谱残差检测显著性区域的方法,提出基于运动谱残差的视频显著性检测算法。通过提取每一帧的运动矢量场,对矢量场的水平和垂直分量分别计算运动谱残差,融合2个方向的运动谱残差形成运动谱残差图,将谱残差图进行顶帽变换形成视频显著图。实验结果表明,该算法能准确地分割出各种运动场景的显著性区域,在检测效果和抗噪能力方面优于现有视频显著性检测算法,适用于运动微生物检测、行人车辆检测等领域。

关键词：视频显著性谱残差光流法运动矢量顶帽变换图像增强

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智能生物识别拖曳式水下显微镜软件设计

智能生物识别拖曳式水下显微镜软件设计

作者：肖国平浙江大学

学位级别：硕士

随着人们越来越深入的了解海洋、开发海洋,对海洋环境的监测显的愈发的必要和紧迫,其中海洋固氮生物的数量和分布关系到海洋氮元素的化学循环,是非常重要的环境监测数据。本论文研发的智能生物识别拖曳式水下显微镜系统软件,能够实时准... 详细信息

随着人们越来越深入的了解海洋、开发海洋,对海洋环境的监测显的愈发的必要和紧迫,其中海洋固氮生物的数量和分布关系到海洋氮元素的化学循环,是非常重要的环境监测数据。本论文研发的智能生物识别拖曳式水下显微镜系统软件,能够实时准确的识别海洋固氮微生物,统计出微生物的数量和分布等各项统计数据,工程应用价值较高。本论文基于TI公司DaVinci平台处理器和PC机,研发了智能生物识别拖曳式水下显微镜的软件系统。根据软件功能分为下位机软件和客户端软件,下位机软件实现图像的网络传输和本地存储等功能,客户端软件实现对图像的处理、分析和显示等功能。下位机软件快速采集并编码1080P高清图像,通过网络实时上传到客户端软件进行分析,同时存储模块进行外接大容量存储器的数据存储。客户端软件对图像进行减背景、过滤空白图像、顶帽变换、二值化等处理,筛选出含有目标微生物的图片以及分割目标区域,然后利用支持向量机的方法进行识别,更新统计信息,并将结果标记并显示和保存。实验结果表明,该系统软件可以做到实时智能识别,对微生物的识别准确率较高,满足工程应用的需要。

关键词：水下显微镜微生物识别顶帽变换 OTSU 支持向量机