基于导向滤波Retinex和自适应Canny的图像边缘检测

机器视觉识别常用金属制品边缘时,表面亮度不均易导致边缘误识别,且传统的边缘检测算法去噪的同时也抑制了大量边缘信息,降低了边缘检测质量。本文提出一种基于导向滤波Retinex和自适应Canny的图像边缘检测算法。该算法采用基于导向滤波的Retinex法得到金属制品图像的反射分量,通过加权分布的自适应伽马校正提升反射分量图像对比度;然后,采用自适应各向异性扩散滤波对增强后图像进行去噪处理,抑制增强后图像的噪声及低对比度纹理,再采用改进四方向Sobel梯度模板提取图像边缘;最后沿用传统Canny算法的非极大值抑制及双阈值分割进一步细化边缘。实验结果表明,新算法检测典型金属小零件时,图像锐度指标由原图的47.11提升至68.39,金属表面的亮度标准差从原图的44.76下降至20.16;噪声指标从原图的1.1下降到0.15左右,并且在去噪的同时较好地保留了图像边缘锐度。新方法有效改善了金属表面图像因亮度不均导致的边缘误识别问题,并且提取的边缘连接性较好。     

基于PCA-DBSCAN聚类的焊缝提取研究

针对焊接之后的焊缝提取误差大、不易提取的问题,文章提出了一种DBSCAN聚类（densitybased spatial clustering of applications with noise）与改进主成分分析（principal component analysis,PCA）算法融合的焊缝提取算法。首先对焊缝图像进行灰度化、自适应中值滤波等预处理;其次对图像应用Canny边缘检测算法提取焊缝边缘,并使用DBSCAN密度聚类算法聚类焊缝边缘;之后依据改进的PCA算法寻找焊缝的主成分,将焊缝向主向量映射统计,根据图像分辨率自动分配一个阈值获取焊缝的左右边界,再将焊缝的左右边界反映射到次主向量获取焊缝的上下边界;最后按照文章提出的算法完成了三组对比实验,分析了算法受分辨率、焊接方式、光照强度等因素的影响。实验证明,文章提出的算法对直缝提取效果良好,提取精度超过了95%。     

改进Canny算法在码垛机器人视觉图像处理中的应用研究

针对实际应用过程中码垛机器人视觉图像处理易受车间光照不足、噪声干扰等因素影响的问题,对码垛机器人视觉系统视觉图像检测原理进行了研究。通过对比常用边缘检测算法的检测性能,提出了一种改进的Canny算法;通过改进梯度幅值的计算方法,提高了去噪效果和边缘定位精度,并通过双阈值的自适应提取的方法,实现了自适应设定阈值对图像进行边缘检测;通过实验,对边缘检测算法的检测效果进行了测试分析。研究结果表明:改进的Canny算法能有效克服光照不足、噪声干扰等因素影响,避免边缘检测过程中出现的断边和虚假边缘,其检测效果优于传统的Canny算法以及其他几种边缘检测方法。     

X波段雷达图像同频干扰的抑制方法研究

X波段雷达图像中,数据是按线存储的,同频干扰在图像上表现为射线状噪声或斑点噪声.为去除雷达图像中的同频干扰噪声,根据同频干扰在雷达回波图像中的特性,提出一种基于拉普拉斯边缘检测算子的噪声检测算法.首先利用基于拉普拉斯边缘检测算子改进的检测方法,将雷达图像分为灰度值渐变区域和突变区域;接下来通过设定阈值检测到同频干扰的位置;最后利用临近非噪声点线性插值噪声点.利用本文方法对32幅随机的雷达图像进行处理,实验结果说明该方法能有效滤除同频干扰.与传统的滤波算法进行对比,实验结果表明本算法不仅能很好地检测到同频干扰噪声,还能更有效地去除噪声,尽可能地保留原来海浪的回波信息.     

强噪声下自适应Canny算子边缘检测

针对传统Canny算子不能有效滤除图像在解码处理和传输过程产生的椒盐噪声、无法保留边缘细节的问题,提出强噪声下Canny算子图像边缘检测算法.依据椒盐噪声的极值性、灰度差值性,将像元点划分为噪声点、疑似噪声点;根据分类之后的像元点自适应地改变滤波器窗口的大小和权值,在降低噪声影响的同时能较好地保留图像细节.引入8个方向...     

高频直缝焊管焊缝表面形貌图像特征研究

高频直缝焊管的性能很大程度上取决于焊缝的质量,焊缝表面的质量成为了判别焊缝质量的重要因素。为了定量评价高频直缝焊管生产过程中焊缝表面形质量,采集了高频直缝焊管不同质量评级对应焊缝表面的图像信息,基于MATLAB平台,利用图像处理方法对不同质量焊缝表面图像进行了预处理,提取样本图像的几何形状及纹理特征等11维图像特征参数,经过对这些参数的动态变化建立了用于焊缝表面质量判别的BP神经网络模型。结果表明:缺陷边界周长﹑圆形度﹑矩形度等焊缝表面形貌图像特征参数可以作为描述焊缝表面形貌质量的定量指标,并可用BP网络模型对焊缝表面形貌进行识别预测。本研究为建立焊缝表面形貌的定量评价体系提供了新途径。     

基于改进Sobel算法的实时图像边缘检测系统设计

针对传统Sobel边缘检测算法需要人为指定阈值而且检测出的边缘较宽等问题,提出一种自适应阈值和非极大值抑制相结合的边缘检测算法。引入中值滤波的思想生成自适应动态阈值,将该值作为二值化处理的阈值,并采用非极大值抑制的方法细化梯度图像,同时通过增加梯度检测方向提高了算法对复杂纹理的识别能力。将改进后的算法在FPGA平台上实现,实验验证了其有效性。     

结合改进Hough变换的在线工件直线特征提取研究

为提高轴类零件在线非接触检测的可靠性和实时性,通过对现有图像处理算法的分析,在对现有方法应用的同时,虽其中的部分算法进行了改进,提出了一种基于改进Canny算子与改进Hough变换相结合的直线特征提取算法。通过对获得的零件轴图像预处理,增强图像信息;用改进的算法对图像进行边缘直线的特征提取。通过实验表明,改进的算法自适应能力较强,能够有效抑制噪声,并可以快速准确地提取零件轴的边缘信息,能够满足工件在线检测的要求。     

一种改进的Canny自适应边缘检测算法

针对原始的Canny边缘检测算法高低阈值不利于选择的问题,提出一种改进的Canny自适应边缘检测算法。该方法采用3×3的Sobel边缘算子模板代替2×2邻域内求有限差分来计算梯度幅值;利用梯度直方图来选取高低阈值,提高了算法的自适应性;在边缘的连接上采用边界追踪的方法,来保证边缘的连续性和唯一性。以20m m量块图像边缘检测为例进行了实验。结果表明,该算法在保证实时性的同时,具有更好的检测精度和准确度,细化图像边缘和抑制伪边缘噪声方面的性能也得到了提高,是一种有益的边缘检测改善方法。     

基于改进小波变换的多方向图像边缘检测算法

在对图像的小波变换原理讨论的基础上,针对传统小波变换在图像边缘检测中的不足,提出了基于改进小波变换的图像边缘检测算法.该算法从多个方向对图像进行多尺度小波变换;采用相邻尺度小波系数相乘的方法去除噪声,提取小波系数乘积的极大值点;将这多个方向上的极大点进行融合,形成图像的边缘.仿真实验表明,该算法具有较好的边缘检测和抑制噪声的能力,边缘检测效果明显优于传统的边缘检测方法.     

复杂场景中航天器靶标的快速识别

基于靶标的几何特征提出了一种快速识别算法来解决目前航天器靶标识别存在的问题。设计了一款带有线段与圆环图案的合作靶标。利用高斯滤波去除图像中的噪声,运用Canny检测算子得到边缘图像,并跟踪得到单像素边缘序列。然后,通过判断非共线四点是否共圆排除大部分不可能构成圆的边缘,利用同一圆周的两段子弧对应相同圆心和半径的几何特征实现圆检测。最后根据靶标圆与线段的几何关系排除干扰,实现靶标的准确识别。实验结果表明,该靶标识别算法对噪声、光照、旋转等不敏感,能够在多种复杂场景中快速、准确地识别靶标,处理时间小于125ms,满足实时位姿测量8帧的需要。目前,该算法已经成功应用于工程样机。     

一种改进自适应阈值的 Ｃａｎｎｙ算法

针对传统Canny算法在滤波时无差别平滑降噪、边缘信息丢失及模糊的现象,且人工选取梯度高低阈值存在局限性的问题,提出了综合考虑图像位置信息与亮度信息的双边滤波代替传统高斯滤波方法,结合最优化阈值分割法和Otsu法分别计算出图像高低阈值,采用边缘信噪比SNR函数对比验证边缘检测效果。改进后的Canny算法有效提高了边缘完整性,且伪边缘更少,对图像中相对较弱的边缘部分也有良好的提取效果,改进后的算法具有更高的信噪比。采用工业机械臂视觉采集零件边缘为背景,实验结果表明,改进后的Canny算法可以有效保留真实边缘信息,边缘更加连续且完整。     

迭代式自适应法在Canny算子中的应用与研究

为了增提高业机器人的智能水平,需要加装视觉系统,但因其工作环境复杂所以需要对现有机器视觉算法进行改进才能满足工业机器人的实际需要。边缘检测中广泛采用Canny算法,但因为其本身存在一些天然的缺陷不能直接应用于工业机器人上。第一,在进行高低阈值选取时需要人为设定,适应性差并且依赖人的经验。第二,在判断经非极大值处理后处于两阈值中间点是否为边缘点时,判断依据单一,容易混入更多的假边缘。通过研究现有机器视觉成果提出了相应的解决方案。第一,将迭代式自适应阈值法应用于Canny算法中,使算法有自主选择阈值的能力。第二,因为相邻边缘点处于相似的梯度环境中因此,使用梯度方向和(Sum of Gradient Direction简写为SGD)进行辅助判断边缘点。经仿真改进的方法,其结果表明改进的方法在检测精度和自适应方面要优于Canny算法,满足工业机器人对视觉方面的需求。     

一种改进的Canny边缘检测算法

针对Canny边缘检测算法存在的缺陷,提出了一种改进型Canny边缘检测算法。首先采用非线性扩散滤波减少了图像噪声,同时保持图像的边缘信息;在邻域梯度幅值计算中,考虑像素对角线方向的梯度,进一步抑制了噪声的影响;最后采用平均方差阈值法选取阈值,从而提高了对不同图像的自适应性。通过对实验图像的分析表明,该改进算法对含噪图像的边缘提取具有较好的检测精度和准确性。     

X射线焊缝底片数字化图像边缘检测方法

从X射线焊缝底片数字化图像缺陷识别的实际需求出发,针对焊缝缺陷图像边缘提取,进行不同边缘检测方法的对比研究,分析各类边缘检测算子边缘提取效果的特点及阈值的取值对边缘检测算子的边缘提取效果的影响,提出基于数学形态学的多方位结构元素边缘检测方法.实验表明：综合采用阈值优化的Canny算子和基于改进的形态学梯度算子及多方位结构元素的数学形态学边缘检测方法,能够获得完整全面的边缘信息,有利于对焊缝缺陷的分类及缺陷等级识别.     

基于MATLAB的改进Canny算子的图像边缘检测研究

边缘检测是图像处理一个重要的环节,为了有效提取目标边缘,提出一种基于canny算法的改进算法,主要从两方面进行的改进,采用中值滤波代替高斯滤波对图像的噪声进行滤除和采用迭代法计算高低双阈值。实验的仿真结果很好地验证了改进算法的性能:在保留边缘信息的同时,很好地抑制了噪声的干扰,可以提高图像边缘检测效果。     

融合Canny算子和形态学的 齿轮图像边缘检测研究

针对含噪齿轮图像边缘检测中存在的难以有效抑制噪声和准确检测出更多真实边缘等问题,将改进的Canny算子和数学形态学算法应用到含噪齿轮图像边缘检测中,提出了一种融合Canny算子和数学形态学的含噪图像边缘检测算法。首先利用了改进的Canny算子边缘检测,接着运用了多尺度多结构数学形态学边缘检测;然后对两幅边缘图像进行了小波分解,得到各层子图像;最后分别对子图像采用了自适应加权融合,并使用小波逆变换重构图像得到了最终的边缘检测图像。实验及研究结果表明:融合算法比单独使用改进的Canny算子、数学形态学去噪效果好、定位精度高、边缘连续清晰,并且当噪声浓度升高时依然具有良好的去噪效果,是一种可行的无监督融合算法。     

离焦模糊图像清晰度评价函数的分析与改进

传统的基于梯度的图像清晰度评价函数(调焦函数)对噪声敏感,在实际应用中易引入过多的非边缘信息,影响系统的稳定性。本文基于光学成像系统离焦模型分析了系统离焦对图像清晰度的影响,并提出了一种改进的图像清晰度评价方法。该方法利用最大灰度差提取细节信息来评价图像清晰度;引入阈值区分边缘点和非边缘点来减小图像平坦区域对评价函数灵敏度的影响,同时有效抑制噪声的干扰。进行了仿真实验和实际测试并与传统的清晰度评价函数进行了比较。结果显示,提出的方法具有更好的灵敏度和抗噪性能,能够准确而稳定地评价离焦模糊图像的清晰度,可用于实际光学系统的自动调焦。     

基于工业机器人弧焊的焊缝识别研究

从视频或图像序列中准确有效提取出焊缝位置信息是实现工业机器人自主弧焊的基础和研究关键。根据主动视觉识别技术,利用CCD摄像机和激光视觉传感器搭建硬件系统,进行焊缝图像采集,提出了一种基于图像预处理与后处理相结合的焊缝检测方法,以适应于复杂焊接环境情况下的焊缝识别。对原始采集图像做图像滤波等预处理工作滤除噪声和提高焊缝图像清晰度,通过改进图像分割和孤点滤波滤等图像后处理提取出焊缝感兴趣区域,最后通过几何分析法和斜率法提取出焊缝中心线和特征点,得到准确的焊缝位置特征信息,从而完成图像信息到焊缝位置信息转换。实验仿真结果表明,所提出算法在搭建硬件系统上的焊缝识别率达到92%,能够把误检率控制在11%左右,能够在复杂背景情景下准确提取出焊缝位置信息,满足工程应用要求。     

基于Canny算子改进的图像边缘检测算法研究

针对Canny算法的图像边缘检测技术,提出用中值滤波和均值滤波合成的混合滤波器代替传统高斯滤波器,加强了对复杂噪声的平滑降噪;在边缘连接细化中,采用基于Ostu提出的最大类间方差法的自适应阈值选择法,提高了效率和适应性。并进行MATLAB仿真,结果表明提出的改进算法明显提高了图像边缘检测的精度。