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液压件内部γ光子图像的3d图像处理及缺陷检测

液压件内部γ光子图像的3D图像处理及缺陷检测

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作者：江涛南京航空航天大学

学位级别：硕士

工业受限型金属腔体内部的状态检测对高端工业发展具有重要意义,利用γ光子的强穿透性以及非侵入性可以实现腔体内部的无损检测成像。但是在工业实际检测中存在多种影响因素,导致重建后的γ光子图像信噪比较低,难以清晰的呈现被测腔体... 详细信息

工业受限型金属腔体内部的状态检测对高端工业发展具有重要意义,利用γ光子的强穿透性以及非侵入性可以实现腔体内部的无损检测成像。但是在工业实际检测中存在多种影响因素,导致重建后的γ光子图像信噪比较低,难以清晰的呈现被测腔体内部的特征信息。因此本文主要围绕γ光子图像的3d降噪和3d特征提取展开相关研究。以金属液压件为代表的受限型腔体为研究对象,使用SolidWorks软件设计不同内腔状态的液压件模型,然后通过实验室搭建的GATE仿真平台进行多组液压件内腔状态检测的仿真实验,仿真结果证明了本文所提出的检测方法的有效性。通过改变仿真时液压件模型的内壁厚度,研究了γ光子能够穿透并有效成像的最大内壁厚度。通过改变仿真时核素的活度,研究了实验时最优的核素活度。通过改变仿真时液压件的材质,研究了不同密度金属对成像的影响。上述三项研究结果给后续实际检测可以提供相关的先验知识。针对γ光子图像中的噪声问题,本文根据噪声的来源与特点,结合γ光子图像的3d特性采用3d中值滤波器与3d双边滤波器对重建后的图像进行3d降噪,通过图像客观质量评价标准验证并比较上述两种滤波器的性能,结果表明上述两种滤波器对γ光子图像中的噪声具有一定的平滑效果,并且双边滤波器的性能优于中值滤波器。腔体内不同类型的缺陷经过检测重建后的γ光子图像在缺陷处的特征具有不同特性,本文针对腔体内壁型缺陷所检测得到的γ光子图像提出了基于多阈值OTSU的3d Canny边缘检测算法,针对腔体内部线状异物型缺陷所检测得到的γ光子图像提出了基于3d各向异性卷积算子的封闭轮廓型特征提取算法。基于工业无损检测的应用背景,以金属液压件为研究对象设计了多组现场检测实验。实验结果验证了本文所提出的检测方法在实际检测中的可行性,针对检测得到的γ光子图像,通过本文提出的基于多阈值OTSU的3d Canny边缘检测算法实现了腔体内壁裂纹或凸起的3d特征提取,通过本文提出的基于3d各向异性卷积算子的轮廓型特征提取算法实现了腔体内部线状异物的3d特征提取。本文的研究结果表明,针对γ光子图像从3d的角度去进行滤波以及特征提取具有良好的的效果。本文实现了金属受限型腔体内部的成像及缺陷特征提取,本文提出的检测方法为工业设备中管道、液压件等金属受限型腔体内部的无损检测提供了新的研究思路。

关键词： γ光子成像技术 3d降噪 3d特征提取工业无损检测

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高清智能视频监控系统软件研发

高清智能视频监控系统软件研发

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作者：韩杰浙江大学

学位级别：硕士

随着视频监控的普及,视频数据正在快速膨胀,单纯靠人力来完成全天候的监控变得困难,智能视频监控系统能在无人值守的情况下完成场景中实时的目标检测与跟踪,并对目标的行为进行分析,完成事件的实时检测,成为安防监控领域的热门研究方向... 详细信息

随着视频监控的普及,视频数据正在快速膨胀,单纯靠人力来完成全天候的监控变得困难,智能视频监控系统能在无人值守的情况下完成场景中实时的目标检测与跟踪,并对目标的行为进行分析,完成事件的实时检测,成为安防监控领域的热门研究方向。然而,由于智能算法的复杂性,以及高清视频的普及,现有智能视频监控系统面临着实时性问题。本课题针对传统智能视频监控系统实时性问题,研发了基于达芬奇处理器的智能视频终端软件,实现了图像的采集、视频降噪、视频分析等功能。根据达芬奇特点将视频处理按模块划分给各个子处理器,并研发了基于Mailbox的多核任务通讯机制用于模块间消息交互,采用下采样块匹配法对视频3d降噪算法进行改进,在保证图像质量的同时降低算法处理时间。视频分析框架采用了多线程设计将业务层和算法层进行分离,保证系统的实时性,在该视频分析框架下利用背景差分法实现了固定场景下的运动人体检测。为避免传统服务器在管理多路智能设备时存在的性能瓶颈问题,研发了基于Storm流处理框架的监控信息处理平台,减小消息的处理延时。测试结果表明,该系统能满足高清智能视频监控的实时性需求,可实现30帧/秒的1080P视频输出以及85ms的终端处理延时,并能够对大量的监控信息进行实时处理。

关键词：智能视频监控视频分析达芬奇平台运动目标检测 3d降噪

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基于Hi3519A的4K显微相机的设计与实现

基于Hi3519A的4K显微相机的设计与实现

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作者：周芮浙江大学

学位级别：硕士

随着显微相机在生命科学、文物修缮、工业制造等领域的应用越来越广泛,对其性能的要求也越来越高。目前,国内显微相机的研发与国外知名企业还有一定的差距;因此,本文基于Hi3519A平台研发一款拥有自主知识产权的高性能的4K显微相机,具有... 详细信息

随着显微相机在生命科学、文物修缮、工业制造等领域的应用越来越广泛,对其性能的要求也越来越高。目前,国内显微相机的研发与国外知名企业还有一定的差距;因此,本文基于Hi3519A平台研发一款拥有自主知识产权的高性能的4K显微相机,具有很大的研究价值。论文在相机硬件方面,完成了主控芯片、RAM、Flash、图像传感器等硬件的选型以及连接方式的设计。在相机软件方面,完成了从内核空间到用户空间的整体设计和功能开发。在相机视频流处理方面,从亮度、色彩、通透性和清晰度等四个维度分析了图像质量优化算法,并实现了适用于4K显微相机的图像质量优化算法。论文设计的相机视频预览支持HdMI和千兆以太网两种模式。其中HdMI模式不仅支持4K分辨率的显示屏,而且兼容1080P分辨率的显示屏,相机在该模式下可以自动识别HdMI显示器的EdId信息并自动切换至最佳输出分辨率;千兆以太网模式不仅支持相机通过网线直接连接电脑,还支持相机与电脑连到同一台路由器上实现图像数据的交互。论文采用Qt开发相机HdMI模式的图形用户界面,其中的测量功能极其丰富,图像比较、画中画等功能满足客户实际需求。论文设计的相机图像编解码支持分辨率为3840×2160的图像编解码和4K@60fps的视频编解码。图像编码时,支持保存缩略图和将所有测量信息融入图像中;图像解码时,优化了解码速度;视频解码时,实现的逐帧功能是本设计结合显微相机的应用领域需求而开发的特色功能,常用于显微镜下目标物体的瞬态变化分析。针对相机的自动曝光模块,论文对自动曝光策略进行优化,将最大曝光时间由原来的0.033秒扩大至7秒,同时提供了四种自动曝光策略供用户灵活选择,并利用灰度直方图进行客观分析,据此可自动调整图像亮度至适宜程度。针对相机的白平衡模块,论文利用Bayer数据校正R、G、B三通道的增益值,通过对数据的匹配校验,避免了由于数据错误而导致的时间浪费,增强了白平衡算法的鲁棒性。结合对图像U、V分量的平均值的客观分析和运行时间统计,证明了本文优化算法的高效性。针对相机的视频降噪模块,论文提出了基于曝光增益的3d降噪算法,并通过测试大量的静态场景与动态场景以及分析对应的PSNR值,证明优化算法在静态场景和动态场景均能实现良好的降噪效果。论文对相机的视频进行了边缘锐化,通过改进传统的反锐化掩模算法,根据ISO值的大小调节边缘锐化强度,并通过Tenengrad梯度函数的客观评价,证明了优化算法相比于传统的反锐化掩模算法锐化效果更好。

关键词：显微相机 HdMI 编解码自动曝光白平衡 3d降噪边缘锐化

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