透射电镜微观组织图像处理定量分析系统设计

本文基于LabVIEW的图像处理与可视化编程分析模块,建立微观形貌目标测量和微观组织定量分析系统,以拓展软件功能和提高测试分析效率.对于方形和圆形微孔组织形貌像进行灰度变换,对阈值分割图像进行边缘检测和轮廓提取,利用卡钳测量模块对方格尺寸和圆孔直径进行测量并与标准值进行比对,测量误差均在允许误差范围内,证明图像处理与分...     

基于最大Gabor相似度的多光谱人脸识别系统

以精准识别不同特征维数以及噪声情况下的多光谱人脸为目标,设计基于最大Gabor相似度的多光谱人脸识别系统.原始可见光光谱图像以及热红外光谱图像分别输入系统的可见光光谱图像处理模块以及热红外光谱图像处理模块,图像处理模块分别提取原始可见光光谱图像以及热红外光谱图像特征并建立特征集,多光谱图像融合模块基于特征集内特征利用双...     

基于图像识别的立定跳远自动测距系统设计

目前市场上的立定跳远自动测距系统的种类较少,主要分为压力传感器测距、红外传感器测距.其所需传感器数量繁多,导致价格昂贵,且在测量过程中对仪器进行移动十分不便.针对该问题,设计了一种基于图像识别的立定跳远自动测距系统.该系统采用ARM微处理器为核心,外部接入射频识别、图像采集、报警提示等多个模块.以射频识别模块对用户身份进行检测,以高清高速自动对焦摄像头为图像采集设备,通过算法进行图像处理,实现成绩测量.实验表明:该立定跳远自动测距系统设计能够实现对用户立定跳远成绩的准确测量,系统稳定可靠,输出的成绩在理论误差范围之内.该自动测距系统具有低成本、低功耗的特点,能够应用在多种应用场合中.     

铁路机车限界激光检测仪及标定技术研究

为了实现铁路机车限界的高效率、高精度测量,建立了一套基于激光扫描的限界检测仪.该检测仪通过固定在支撑框架四周的测距传感器来完成机车截面各部分扫描测量,重点研究了现场高精度标定方法,通过自行设计的标定卡规,借助激光跟踪仪完成系统参量标定.由测距传感器测得结果,结合系统参量标定数据,解算出所有被测点在铁轨坐标系下的3维坐标,进而求得截面轮廓到标准限界的距离,完成限界测量.结果表明,该系统测量效率高、测量精度达到0.5mm,满足限界测量需要.     

基于空域变换的超分辨成像系统

传统的超分辨成像系统易受外界环境影响,抗噪效果差,输出的超分辨图像清晰度较低,基于此设计基于空域变换的超分辨成像系统,系统先将激光集中在孔径光栏上射出,通过聚光镜汇聚激光,根据分光镜和辅助镜将激光聚焦在显微镜焦平面上,依照物镜将激光束转变成平型光,使平行光能够均匀照射测量样品上,采用显微镜和辅助物镜处理从样品表面反射的带有样品信息的激光,最后通过分光镜反射带有信息的激光,反射光束在CCD上显示成像,核心处理器是FPGAWie的图像采集模块,采集CCD传输的视频图像后,通过通用并行接口将采集的视频图像数据传输到图像处理模块,该模块通过空域变换方法处理图像,获取超分辨图像,最终传输到计算机上进行显示。经过实验分析发现,该系统图像稳定性和图像清晰度平均值分别是98.538%和99.19%,干扰信噪比为16 d B时,该系统成像时间最短为6.57 ms,说明该系统成像清晰度高、抗干扰性能优。     

一种应用于精密测量的二维激光检测仪的研究与设计

现代安装工艺以及工程方面对于精确度提出了更高的要求。在铁轨平直度、矿井施工等多个方面都依赖激光检测来提高测量精度。二维激光检测仪采用水平以及垂直两个方向实现面向测量的方案,有效提升了激光测量的精度。论述了二维激光检测仪的工作原理,分析了其测量方案以及实现的电路,结果表明,基于硅光电池实现的四象限检测在实现精确测量等领域具有重要的具有广泛的应用。     

基于莫尔条纹的自准直测角方法研究

提出了一种基于莫尔条纹的自准直测角方法.该方法将成像式光栅方法、基于莫尔条纹的扭转测量技术、自准直测角技术相结合,利用标尺光栅像和指示光栅形成的光栅副夹角变化所引起的莫尔条纹宽度变化来反映平台棱镜的角度变化,建立了平台棱镜旋转角度、光栅栅线夹角及莫尔条纹宽度之间的关系式.有别于传统莫尔条纹的计数处理,通过图像处理获得了莫尔条纹宽度信息.实验结果表明,该系统接收到的莫尔条纹对比度清晰,满足莫尔条纹图像处理的要求,在±7′范围内,与0.2″自准直仪的比对误差在0.2″以内.     

基于TDC7201芯片的高精度激光脉冲飞行时间测量模块研究

设计了一种高精度、高线性度、轻小型激光脉冲飞行时间测量模块。结合TDC7201芯片在时间测量方面的优势,将其作为时间测量核心部分,并将STM32F103RET6微控制器作为主控芯片来控制整个模块的工作。实验结果表明,该模块在12 ns~100 μs时间间隔范围内的时间测量精度最高可达4.1 ps;测量结果的线性拟合相关系数为1,且能够测量激光脉冲主波与5个回波之间的时间间隔。该模块可满足基于硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier, SiPM)的脉冲式激光测距系统的高精度、高线性度、多回波、轻量化等实际应用需求。     

提高CCD激光自准直测量系统精度的一种方法

为了提高经纬仪的测量和跟踪精度,采用了一种CCD激光自准直系统对光电经纬仪车载平台变形进行实时测量;对测量系统的精度进行了分析,其精度很大程度上取决于CCD图像传感器输出信号的精度;研究了影响CCD精度的各种因素,并对CCD图像进行消噪处理,结果表明CCD图像的质量明显提高,从而提高了CCD激光自准直系统的测量精度。     

基于三维成像技术的激光图像处理系统

采用图像处理技术处理后的激光三维图像能够显著提升图像精度,为刑事侦查、工业部件生产提供可靠的图像依据。通过设计基于三维成像技术的激光图像处理系统解决三维成像技术精度低、耗时长的问题。系统主要包括激光三维成像模块、DDR外接存储模块、FPGA模块、上位机等部分;激光三维成像模块增加转镜获取高精度的激光三维图像,DDR外接存储模块负责存储激光数据,分散FPGA模块资源损耗,通信电路模块负责传输DSP和上位机、DSP和FPGA之间的激光数据;软件部分依据激光三维成像原理获取激光数据,基于OpenGL软件接口重构激光三维图像表面。实验结果显示,系统成像精度高,处理激光三维图像效率和可靠性强,在激光三维图像处理方面的应用前景广阔。     

电梯导轨直线度和扭曲度检验系统的研制

为了解决电梯导轨直线度和扭曲度检验中需要的直线和角度基准问题,采用十字线激光束和图像处理技术开发了电梯导轨直线度和扭曲度检验系统.激光源固定在导轨的一端,移动光靶在导轨上移动并在指定位置摄取十字线激光束图像,图像经处理后获得十字线交叉点坐标和横线倾角.介绍了移动光靶的设计方法和交点坐标和扭曲角的计算方法,并对由扭曲产生的误差进行修正.用波长658 nm的激光器、640×480 pixel摄像机,光靶分辨率为0.055 66 mm/pixel,在5 m处摄取50 frame图像,标准偏差横向为0.022 3 mm、纵向为0.008 30 mm和角度为1.17′.实验结果表明,采用该方法的电梯导轨直线度和扭曲度检验系统,结构简单,操作方便,测量准确.     

基于图像式传感器的铁路轨距检测系统研究

传感器在铁路安全维护方面应用广泛。为了实现实时在线轨距测量,将激光技术与CCD图像式传感器相结合,建立车载轨距机器视觉检测系统。首先介绍系统的构成与工作原理,并提出基于去噪前置与距离变换算法的快速轨道轮廓中心线提取方法。然后采用强对比度拉伸和指数变换的方法进行图像增强,并结合高斯平滑与动态感兴趣区域对图像进行快速去噪前置处理。最后对图像进行精确阈值分割处理,采用距离变换的方法得到轨道轮廓中心线并定位轨距测量点。结果表明,该系统检测精度满足-1mm~+1mm,图像帧处理速率为14.35m/s。轨距机器视觉检测系统满足实时在线轨距检测对系统鲁棒性、检测速度和精度的要求。     

图像边缘检测系统的硬件设计

介绍了一种视频检测系统中图像边缘检测子系统的设计方案及其实现过程。选择Sobe!算子作为设计系统的核心算子。该系统采用Ahera公司的FPGA（现场可编程门阵列）芯片作为中央处理器,由帧数据接收模块、像素值串入并出模块、像素窗口刷新模块、数据处理模块及相关配置电路组成。像素窗口刷新模块本质为一个移位寄存器,用于实现像素处理窗口的更新,并将更新后的数据送入数据处理模块实现Sobel算法和整个图像边缘检测的过程。系统在QuartusII软件平台下开发,通过仿真证明符合设计要求,并被成功下载到Cyclone系列FPGA中。本系统还可应用在需要对图像进行高速处理的场合。     

激光投影虚拟键盘的研究与设计

针对激光投影虚拟键盘的实际需求,结合嵌入式技术和图像处理技术,研究设计了一套激光投影虚拟键盘设备.硬件模块以ARM Cortex-M4架构的微处理器作为主控器,采用数字型CMOS摄像头;软件模块的处理过程中利用MATLAB进行部分数字图像的处理并将处理结果导入到微控制器中进行嵌入式图像处理.在完成系统的软硬件设计后,对整个系统的功能进行测试,由测试结果表明整个系统达到了预期的目的.     

DSP图像处理技术在板带纠偏系统中的应用

运用DSP图像处理的解决办法,设计了一套基于DSP数字图像处理技术的板带纠偏电视检测可视化系统.DSP计算速度快、可并行处理,成功解决了视频检测数据处理量大、系统实时性要求高之间的矛盾.设计中所选取的TMS320DM642芯片作为一款专用的数字多媒体处理芯片,具有丰富的外围接口和特色的视频图像采集功能,这就使该图像处理模块集成了图像的采集回放与图像处理的功能,摒弃了单独的图像采集卡,避免了数据传输过程中所出现的问题.在深入研究DSP系统的基础上,制定了系统实现的方法并在实验室条件下实现了板带纠偏与视频检测,检验结果完全能够满足实时性和精度要求.     

一种激光标刻图像验证装置的研究与设计

为了解决激光打标控制卡在开发制作过程中标刻图像验证困难的问题,设计了一种激光标刻图像验证装置。该装置首先是通过主控模块FPGA来控制串口线进行激光打标卡的数据采集,然后经过数据检测、判别和存储后筛选出振镜坐标数据和激光器开关光数据,通过USB总线将数据传输至PC上位机,最终由上位机还原数据实现图像的模拟标刻,该装置的数据采集遵循XY2-100协议,FPGA主控模块选用Cyclone III芯片,USB传输模块选用FT2232H芯片。该装置能够快速、完整的获取激光打标控制卡在进行图像标刻过程中的实时数据,并能在上位机模拟绘制出实际标刻的图案。实验结果表明,该硬件装置运行稳定、精度较高、图案验证性强。     

获取钢轨断面图像的光学系统设计

钢轨磨损实时监测系统需要一种分布均匀的大功率线状近红外激光光源。本文介绍 钢轨轨道扫描和断面图像获取原理,讲述了利用圆柱双面散射元件对光进行色散的设计方法,进行了理论分析并进行了试验测试,包括说明它在获取钢轨断面图像中的应用。     

实时视频信号的Sobel边缘检测的FPGA实现

在实时视频信号处理中,由于边缘检测等图像处理算法的数据量大,系统采用FPGA+DSP的图像处理方案。利用FPGA可对数据并行处理的特点,在FPGA中实现数据量大、处理速度要求高,但算法结构简单的低层处理算法。文中介绍了在FPGA中实现Sobel边缘检测算法的方法,并提出了自适应阈值的处理方案。实验结果证明,FPGA能够对实时视频信号完成Sobel边缘检测,且自适应阈值模块保证了系统在环境亮度变化的情况下,得到良好的边缘检测效果。     

基于FPGA的光条中心线实时提取方法

随着高铁的普及,列车螺钉松动、车身变形等安全问题渐渐引起了人们的重视,如何检测高铁车身是本文要研究的问题。本文采用激光三角法测量模型,当线结构光扫描高铁车身时,可以根据激光条纹的畸变程度,判断高铁列车是否存在安全隐患,而如何快速、精确地提取激光条纹中心线是首先要解决的问题。在考虑了光源选择、环境噪声、被测物反射等因素的基础上,首先对图像进行预处理,选择中值滤波去除噪声,然后用最大类间方差法将目标区域与背景区域分割;最后,用改进的灰度重心法对目标区域进行中心线提取。本文在FPGA上实现了对分辨率为1 024 pixel×200 pixel图像的处理,实验结果表明,提取光带中心线用时不超过0.97 ms,能够满足高铁检测系统对光带中心线提取实时性和准确性的要求。