活塞环缺陷检测实验的图像评价

在活塞环缺陷检测过程中,数据采集是缺陷分析处理的第一步,图像质量的优劣直接影响后续图像处理的准确性。相机的曝光时间以及相机与活塞环之间的相对运动速度直接影响图像的质量。实验从曝光时间与转台转速两个方面着手,应用图像质量评价函数分析获取的图片,得到适合的曝光时间及转台转速,作为整个活塞环缺陷检测系统的实验基础。     

运动模糊图像快速递推复原算法研究

在运动模糊图像恢复中,常用的方法都是基于滤波算法,这些方法计算比较复杂.针对图像模糊参数未知情况,对其频谱图采用Radon变换,然后分别基于MRT和IPM方法得到模糊方向和模糊尺度,最后采用基于Z变换的离散递推算法恢复出图像,得到了质量较高的恢复图像.     

基于运动模糊特征分割的空间移变降质复原

针对一类由动机座上的相机对运动目标拍摄得到的空间移变降质图像,提出基于像素运动模糊特征分割的图像复原方法。首先分析由于运动模糊的卷积作用,该类图像中的运动目标和背景产生相对位移,两者的像素发生叠加,发现若背景灰度均匀,则叠加区相邻像素灰度值的变化程度相似。根据该灰度变化特征检测运动模糊方向上的目标边缘,并结合canny算子检测平行于模糊方向的边缘,两部分边缘图像进行求或运算,然后利用形态学操作处理,从而分割得到完整的目标模糊图像。对该目标图像剔除叠加区的背景灰度信息,并补零扩充为完全卷积的模糊图像,最后利用反卷积复原算法去除模糊。实际复原结果证明,该方法能够有效地解决该类空间移变降质图像的复原问题。     

匀速直线运动模糊图像的模糊参数鲁棒识别

针对摄像机成像时经常产生匀速直线运动模糊,导致图像退化的现象,提出了恢复图像涉及的精确辨识运动模糊尺度的方法.由于利用Radon变换可以精确地识别运动模糊方向,通过图像旋转可以将运动模糊的方向旋转到水平轴,因此,只对水平方向的运动模糊图像进行研究.对于不带噪声的运动模糊图像,对其进行Fourier变换转化到频率域,使用BP神经网络检测运动模糊尺度;BP神经网络的输入量为频谱图中央区域的幅度加和.对于带噪声的运动模糊图像,先对其进行双谱变换,再使用BP神经网络检测运动模糊尺度;双谱中每列的最大值为BP神经网络的输入量.最后通过仿真实验验证了本文方法的正确性和有效性.验证结果显示,当噪声图像的信噪比SNR≥23 dB时,本文方法的模糊参数辨识平均误差≤5％,优于传统的运动模糊参数辨识方法.     

基于维纳滤波的运动模糊消除算法及其在航空成像系统中的应用

分析了航空成像系统运动模糊产生的机理,通过建立运动模糊数学模型,进行了消除运动模糊仿真实验。研究表明,由于成像系统与地面目标景物的相对运动,在目标图像上产生运动模糊,图像复原技术可以消除图像模糊。在图像复原技术中,点扩散函数(PSF)是影响图像恢复结果的关键因素,文中给出了估计点扩散函数的一般方法。虽然维纳滤波可以解决在逆滤波中H(u,v)零点噪声放大问题,但是在图像边缘附近误差较大。采用带最优窗的维纳滤波方法可有效抑制噪声和减小边缘误差。对实验平台获取的运动模糊图像进行实验,结果表明在图像边缘像素灰度平滑条件下,可以收到近乎完美的恢复效果。     

含噪径向运动图像复原技术的研究

当摄像机随载体作高速运动时,由于成像曝光时间、摄像机与目标间的纵向相对运动等因素使目标图像产生从中心到边缘的辐射状径向模糊,而且越靠近图像的边缘模糊程度越大。针对这一典型的空间变化运动模糊情形,通过坐标变换,使模糊在变换后的坐标系中是空间不变的,从而建立模糊的卷积模型,并提出采用FFT-正则化算法对含噪径向运动退化图像进行复原。试验表明该方法减少了计算的复杂度,可较好地再现原图像的重要信息。     

基于降质图像-光流场复原的智能轮椅测速

提出一种运动图像去模糊复原和基于仿射运动模型的光流场去抖动方法,以提高智能轮椅中光流里程计测速方法的精度。当轮椅线速度或角速度较大时,导致机载相机成像产生显著的运动模糊;且轮椅机器人的机械抖动也易产生光流场的偏差,进而影响速度估计的精度。针对于此,首先利用一种基于自适应模糊核的运动图像去模糊方法实现图像复原,以改善视频帧质量;其次,针对智能轮椅在行进中的机械抖动,利用随机抽样一致(RANSAC)排异后的光流场,在卡尔曼滤波框架下估计同名像点的仿射运动模型参数,进而实现光流补偿。实验结果表明所提方法能够提升基于光流场的智能轮椅视觉测速精度。     

基于稀疏表示和Weber定律的运动图像盲复原

针对运动过程中视觉图像易产生运动模糊的问题,提出了一种基于稀疏表示和Weber定律相结合的图像盲复原方法。该方法利用冲击滤波器预测模糊图像的显著边缘梯度,并用多尺度策略由粗到细进行模糊核的估计。然后,对图像盲复原模型进行稀疏正则化约束,并结合反映人类视觉特性的Weber定律对合成模糊图像和真实模糊图像进行盲复原。实验结果表明,本文采用的盲复原算法的性能指标和图像的纹理都达到了较优的复原效果。与近年较好的Rob Fergus去模糊方法和Xu Li去模糊方法相比,对Lena模糊图去模糊后的结构相似度(SSIM)为0.762 4,峰值信噪比(PSNR)提高了1.82~2.99dB;对Cameraman模糊图去模糊后的结构相似度(SSIM)为0.8589,PSNR提高了2.46~5.58dB。另外,本文方法降低了复原图像的边界伪影,符合人的视觉感知特性。     

散斑运动模糊复原的直线电机动子位置检测

图像测量技术具有非接触性、抗干扰性等优点被越来越多地应用到双次级永磁直线电机动子位置检测中。针对图像采集过程中所产生的图像模糊问题,提出了一种精确辨识运动模糊参数的方法,实现了直线电机动子位置的精确测量。采用数字散斑图像作为原始拍摄面,通过相机获得包含动子位置信息的序列运动模糊图像。利用奇异值分解对运动模糊图像进行去噪重构预处理,降低噪声对运动模糊参数辨识精度的影响。求取预处理后图像的倒谱图,通过主成分分析找到倒谱图二值化后亮线的主矢量方向即为模糊方向;同时作出倒谱三维图,利用其负峰值中两个最小值坐标求出模糊长度。根据计算的模糊参数值复原模糊散斑图像,再利用图像亚像素测量方法获得动子位置。实验结果表明:本文算法的计算耗时比Radon算法缩短了5倍多,不同位移下的平均绝对误差仅为0.084 7mm,满足直线电机动子位置检测的实时性和高精度要求。     

结合Bresenham直线算法的运动模糊方向判断方法

图像复原是一个以改善图像质量为目的,利用退化现象的某种先验知识尝试重建或恢复退化图像的学科领域。运动模糊图像的恢复就属于图像复原这个领域。在恢复模糊图像时,很多时候都是不知道退化模型或者退化信息的,这让恢复过程难以实现或得到的恢复效果不理想。对于模糊运动方向未知的匀速直线运动模糊图像,本文提出一种结合计算机图形学中Bresenham直线生成算法的运动角度估计方法。实验结果表明,这种方法判别模糊运动角度简单可行,判断比较准确,速度较快。     

含噪声模糊图像的点扩展函数参数辨识

针对运动模糊和散焦模糊,提出了一种基于双谱的对含有噪声的模糊图像点扩展函数参数辨识的方法。首先计算出一幅标准测试图像经模糊后的双谱,之后通过曲线拟合出双谱中的统计特性与模糊尺度之间的函数关系,由此训练出的BP神经网络可以完成对其它含有噪声的模糊图像的点扩展函数的参数辨识。实验结果表明,本方法适用于含有噪声的一定模糊参数范围内的散焦模糊和运动模糊图像,在信噪比为25dB的情况下,辨别出模糊尺度的偏差不超过0.5个像素。     

基于3D机器视觉动力电池焊缝质量检测方法

为了解决动力电池在生产过程中人工检测焊缝缺陷容易产生误检、漏检和无法实现自动化检测的问题,设计了一种基于3D机器视觉技术和机器学习的焊缝质量检测方法。采用支持向量机SVM学习焊缝关键特征值,得到最优分类超平面,训练完成后,相机采集图像,通过高斯滤波降噪、图像纠正和缺陷特征提取,然后SVM对缺陷特征值进行分类,判断产品是否存在缺陷。实验证明,该方法实现了100%在线自动化检测焊缝质量,并具有快速、准确的优点,成功地解决了动力电池生产过程中焊缝质量自动化检测难题。     

运动模糊图像点扩展函数的参数鉴别

为了更加准确地鉴别出运动模糊图像的点扩展函数参数,提出了一种在倒谱域鉴别模糊参数的方法。该方法通过对运动模糊图像的倒谱图实施灰度变换,运用Canny边缘检测精确提取出倒谱,进而计算出运动模糊的尺度;对倒谱实施RADON变换确定运动模糊的方向。对130幅不同模糊程度的计算机仿真图像和相机实拍的图像鉴别结果表明:该方法鉴别PSF参数准确,且具有较强的鲁棒性。使用鉴别出的PSF参数,运用维纳滤波对运动模糊图像进行了复原,复原结果也证实了本方法鉴别PSF参数的有效性和准确性。     

基于单幅运动模糊图像的车速测量方法研究

针对车速测量的问题,对利用单幅运动模糊图像提取运动目标的运动信息进行了分析,基于局部运动模糊与透明度之间的关系,对基于单幅运动模糊图像进行车速测量的方法提出改进意见,在模糊尺度估算中从运动方向中分离出散焦模糊对运动模糊的影响,改进隔行扫描的方法去估算车速及车辆的加减速情况.对比现有基于局部运动模糊图像的测速方法,本方法通过人行横道标记巧妙地获取了目标与相机的距离,并将测得的车速和瞬时车速进行对比.     

基于显微图像的在线润滑油中磨粒识别

针对现有润滑油磨粒监测技术的不足,提出一种将微流控技术与铁谱技术相结合的磨粒在线检测方法。该系统用微流控芯片取代传统铁谱片并显微成像;在图像的模糊恢复上,采用基于运动模糊图像微分与自相关的方法进行模糊尺度计算,应用维纳滤波方法对模糊图像进行模糊恢复,得到纹理及边界更加清晰的图像;在磨粒特征的提取上,运用颜色特征用来识别磨粒的成分,包括铁质磨粒、有色金属磨粒和氧化物磨粒,运用尺度和形状等特征识别磨粒产生的磨损机制;在颗粒的识别上,应用灰色关联分析方法实现磨粒的自动识别。该磨粒在线监测系统不仅能对磨粒进行计数,也可以对磨粒类型进行判断,其准确率达到90%。     

航空光电成像电子稳像技术

介绍了一种电子稳像技术,解决了航空平台光电成像系统视频图像帧内运动模糊和帧间不稳定问题。通过建立运动模糊的数学模型,构建二维运动模糊点扩散函数,采用维纳滤波方法,消除图像帧内运动模糊;通过灰度投影算法,检测序列图像当前帧和参考帧之间的运动矢量,采用图像补偿方法,实现序列图像稳定输出。实验结果表明,本文方法能提高信噪比,实现1 pixel的稳定精度,有效改善图像质量,输出清晰稳定的视频图像, 具有精确、快速、实用的特点。     

基于多尺度效应的坯布缺陷边缘检测算法

生产线上运动产品缺陷图像的边缘具有模糊和不确定性,采用多尺度方法来描述和分析可以获得更多信息.为了满足当前坯布检验过程中对于产品表面缺陷进行快速准确检测的要求,文中提出了一种基于多尺度效应的图像边缘检测与分割方法,结合小波变换的图像频带分解与重构、粗糙集的图像区域分割增强、多结构元素的形态学边缘提取方法为一体,应用于坯布表面质量检测,取得了较为理想的分割效果.     

激光聚焦线扫描法测量KDP晶体坯片的体缺陷

为了快速准确测量磷酸二氢钾(KDP)晶体坯片的体缺陷,提出了高速激光聚焦线扫描散射成像方法,并建立了相应的测量系统。研究了该系统的测量原理和图像采集、图像处理和体缺陷信息提取方法。基于激光散射技术,结合高速运动装置对晶体坯片内部进行三维扫描,用线阵CCD探测器接收气泡、包裹物等体缺陷产生的散射光。然后利用折射率匹配液消除粗糙表面带来的不利影响。最后结合数字图像处理技术,对采集的图像进行实时处理。通过去除背景后与设定阈值比较得到具有体缺陷特征的图像,再对其进行二值化处理,提取得到体缺陷的位置和尺寸信息。利用该检测装置对KDP晶体坯片体缺陷进行了测量,结果显示其检测分辨率优于40μm,能够为晶体坯片的精确切割和最大程度的利用提供依据,从而节省了大量成本。     

工业CT图像的缺陷检测研究

铸造过程由于其自身生产工艺的特点,常常会产生缩孔和气孔等缺陷,这些内部缺陷会对零件质量产生不好的影响,也会缩短零件寿命,因此需要准确地识别出这些内部缺陷。通过工业CT设备对铸件进行扫描,可以获得了一系列工业CT切片图像。为了快速提取工业CT图像的孔类缺陷,首先使用二维Otsu自适应阈值算法进行阈值分割,以区分工业CT图像中的物体与背景,然后通过Sobel算子得到图像的初始边缘轮廓,再基于拉格朗日插值法进行亚像素边缘检测。实验表明,该方法可以有效地识别铸件工业CT图像中的缩孔和气孔缺陷。     

机床动态检测中的高速图像运动去模糊还原

五轴数控机床在运行过程中由于伺服系统滞后会产生动态轮廓误差,利用视觉系统测量其误差过程中,机床的高速运动会导致拍摄的图像产生模糊,影响定位信息的提取精度,需要对运动模糊图像进行去模糊研究。首先介绍视觉测量系统的测量原理,及运动模糊对测量的影响,根据较为精确的视觉测量系统的先验信息提出求运动模糊核的方法,并研究改善振铃效应的非盲去模糊算法,最后建立去模糊处理在测量领域的评价方法。实验结果表明,模糊序列图像视觉测量的平均误差为30μm,经过去模糊还原算法的平均误差为25.3μm,相比提升15.67%,建立的评价函数由0.727 0提高至0.785 1,提高了7.99%,有效地改善了视觉测量系统测量机床动态轮廓误差的过程中由于运动模糊造成的影响。