提升识别河道倾斜流凌图像准确度的理论基础与实践

针对黄河什四份子弯道远程监测视频中流凌图像存在倾斜变形问题，基于摄影测量学原理对倾斜变形图像进行校正，建立一种考虑相机安装高度、相机倾斜角度及河道水位变动影响的图像像点比例尺校正方法。以2021—2022年凌汛期什四份子弯道监测图像为例，结合现场测量数据与雷达数据，拟合水平比例尺和竖直比例尺表达式，根据图像信息和水位信息实时计算流凌真实位置信息，公式拟合图像比例尺的相对误差在±6%以内；采用比例尺表达式对图像进行校正，获得校正后流凌密集度、流速等参数，统计流凌密集度与流速关系，证明了倾斜流凌图像校正的必要性。     

二维PIV图像处理算法

在二维PIV的图像处理中，本文从互相关技术出发，建立了相应的连续两幅图像之间的粒子对应方法，提出了误差对应速度向量的判断和消除准则。通过粒子的标定、粒子的对应、误对应粒子速度向量的判断和消除等步骤建立了相应的二维射流的PIV图像处理方法。利用日本可视化协会（VSJ）提供的二维射流标准图像的处理，可以发现本文建立的方法是切实可行的。     

基于DCGAN的水下结构物表面缺陷图像生成

为提升水下结构物表面缺陷图像数据集的质量和规模，促进深度学习相关方法在水下检测领域中的应用，开展数据增强方法研究，提出一种基于深度卷积生成对抗网络(DCGAN)的水下结构物表面缺陷图像生成方法。首先，设计了一种水下结构物表面缺陷图像采集装置，通过改变拍摄距离和补充光照强度，探究出一种保证水下图像质量的采集方式；其次，通过改进损失函数优化DCGAN,建立水下结构物表面裂缝图像生成模型，实现了水下结构物表面缺陷图像的生成；最后，利用YOLOv5检测网络验证生成图像的有效性。结果表明：生成的水下结构物表面裂缝图像平均峰值信噪比为25.142 6 dB,平均结构相似性为0.716 8,将生成图像和真实图像共同输入检测模型可有效提高检测精度。研究成果为大坝和引水隧洞等水工结构物的健康检测提供技术支撑。     

适用致密颗粒团流动的DPIV测试图像处理方法

利用DPIV技术即利用高速摄影和连续激光拍摄获得冷态循环流化床致密颗粒团连续的数字图像,致密颗粒团图像具有曝光过度,灰阶分布不均,颗粒边缘模糊等特点。通过图像分析,在图像前处理、网格划分,匹配原则方面分别采用了色阶调整、边缘增强、多种互相关算法相结合的适用于致密颗粒团DPIV测试图像的处理方法,获得了更高的速度矢量分辨率和精度,并且成功捕捉到了致密颗粒团的聚集和抛散过程中出现的松散小颗粒团的速度矢量。     

图像阈值计算方法及岩石薄片中矿物信息提取

从灰度图像阈值化（二值图像）的定义入手，介绍灰度图像阈值化的基本理论，在此基础上总结目前应用较广的几种灰度图像阈值化计算方法。应用花岗岩薄片的灰度图像，以黑云母粒子的提取为实例，用自编ＴＵＲＢＯＰａｓｃａｌ计算程序对几种不同的数值方法进行计算，对黑云母提取的阈值进行比较，认为用互级方差最大值法提取黑云母粒子较为有效。     

基于CT 图像灰度水平的孔隙率计算及应用

基于CT图像的材料孔隙率分析是评价岩土多孔介质的重要手段。当前孔隙率的计算主要针对CT单张图像采用阈值分割法计算,然而,由于阈值分割法在确定孔洞与固体基质灰度门槛值时的不确定性,即便针对相同的CT图像由于不同的阈值分割方法而使计算结果相差较大。为了克服阈值分割法确定材料孔隙率的缺陷,探索一种基于CT图像确定岩土介质孔隙的新方法。首先,借助于数字地面高程基本思路,提出基于CT图像灰度水平的孔隙率计算方法,从图像的CT数出发将CT数分成两类,一类属于孔洞,另一类属于基质,对孔隙计算相关公式进行推导。其次,将灰度水平法应用于土石混合体材料的CT单张图像孔隙率计算当中,所得计算结果并与两种阈值分割法进行对比研究,证明了灰度水平方法的优势与可行性。最后,在得到试样孔隙率的基础上,从试样细观孔隙演化角度对试样的变形破坏机理进行了分析。     

一种基于互相关的三维PIV图像处理方法

本文建立了一种基于互相关技术的三维PIV图像处理方法，在该方法中，建立了粒子图像坐标与空间坐标的关系式；利用互相关技术构成连续两时刻三维空间粒子的对应方法；通过图像粒子的标定，照相机系统的标定，粒子空间坐标的确定，连续两时刻空间粒子的对应，误对应速度向量的判断和消除步骤，形成了一个完整的三维PIV图像处理系统。将本方法运用于日本可视化协会（VSJ）提供的三维标准图像的处理，结果表明，无论是低粒子浓度图像还是高粒子浓度图都具有精度高，可靠性强的特点。     

变电站电气设备双通道图像在线监测方法

为了实现对电气设备的远程、实时、在线的红外温度图像和可见光图像监测，设计并实现了双通道系统。给出了以红外传感器和可见光电荷耦合器件（CCD）为核心器件的系统总体方案，描述了变电站端监测系统的具体硬件组成和工作原理，采用面向对象的思想和模块化程序设计开发了系统的服务器端软件及客户端软件，研究了基于傅里叶变换的红外与可见光图像的自动匹配方法及工程上易实现的手动匹配方法。该系统实现了对电气设备的双通道图像的远程、实时、在线监测，可及时发现设备外部问题以及过热、环境问题。现场运行表明，该系统稳定可靠、效果良好。     

水利工程图像监视系统抗干扰技术探讨

介绍了水利工程图像监视系统应用中存在的主要干扰现象，分析其产生原因并探讨解决方法。     

混凝土CT 图像中等效裂纹区域的定量分析

从细观尺度观察,混凝土材料可看作由骨料、砂浆及其结合面构成的不均匀复合材料.为研究加载时裂纹在混凝土内部结构中扩展的过程,采用X射线CT扫描技术获得单轴动载条件下混凝土破裂过程的系列CT图像.对于CT图像中裂纹信息的提取,传统的方法是将CT图像中的低密度区作为裂纹区域,无法准确地识别裂纹和判定裂纹具体形态.本文根据差值CT图像是否出现线状或环状影像判断裂纹的存在.通过变换差值CT图像中像素值的阈值范围分析裂纹的分布特点.根据CT物理原理确定等效裂纹区域.探讨了混凝土CT图像中裂纹及其形态的判定时存在的问题.     

基于全景展开图像的隧道围岩节理识别方法

为了解决目前节理信息识别方法仅适用于局部岩体图像的问题,采用全景展开图像方法,将采集到的局部洞壁围岩图像进行特征点提取、点云模型重建、矫正拼接处理,获得高分辨率的隧道洞壁围岩全景展开图像。通过图像预处理、小尺寸特征图片的smaAt-Unet神经网络识别、小尺寸图片识别结果的融合拼接,对洞壁围岩全景展开图像的节理信息进行了区域粗略分割识别。采用Zhang-Suen算法和8邻域连通域分析方法,从骨架化与骨架线分离、毛刺剔除、骨架线连接方面进行了算法分析计算,完成了节理信息的细化提取。对体积节理数和节理空间产状信息进行了量化分析,最终建立了一种基于全景展开图像的隧道洞壁围岩节理信息识别方法。工程应用结果表明,洞壁围岩全景展开图像识别后,节理面空间方程的平均拟合误差为0.90,说明该识别方法能够较好地识别全景展开图像中的节理信息。另外,洞壁围岩图像采集具有时间短、易操作、灵活性较高的优点,对现场施工影响较小,该识别方法能够较为快速地完成节理信息识别,给现场施工与动态设计提供参考。     

系统图像控件在VB开发中的应用

系统图像控件Kodak是随操作系统发布的一个图像控件，它能够进行图像的缩放，简单地编辑操作，扫描工作，与其它商业图像控件相比，它具有更为实用、更易于安装部署及降低客户成本的优点。     

东河水利枢纽图像监视系统远程传输方案

对东河水利枢纽图像监视系统远程传输技术进行分析和介绍，重点介绍设备选型和系统工作平台，并提供了一种提高图像质量的方法。     

水处理过程中的絮体图像纹理特征分析及应用

通过对混凝试验中絮体图像特征值的计算分析，发现纹理学特征中的熵可以表征图像中絮体的密实程度，絮体图像的熵越高则絮体越密实；纹理学特征中的相关性可以表征图像中絮体分布的均匀程度，絮体图像的相关性越高则絮体分布越均匀。使用该结论分析某城镇净水厂工艺中絮体图像在不同工况下的变化，结果表明：通过分析絮凝池末端及沉淀池出水絮体图像的纹理熵和纹理相关性，可以反映不同工况下絮体的生长状况。通过使用沉淀池出水絮体图像纹理特征数据训练的出水预警模型准确率要普遍高于使用形态特征的模型，且二者结合进行训练的模型准确率可以进一步提高，最高准确率为81.8%。     

三个泉图像干扰分析及处理

本文简要介绍了北疆供水工程三个泉图像监控系统图像干扰原因分析、试验及解决办法情况，首次对多系统综合机房的多干扰源处理办法提出了自己的观点，对今后同行业工程设计、施工及运维具有一定的借鉴作用。     

基于星载SAR图像的一次黄海溢油事件分析

以发生于黄海的一次溢油事件为例，基于2007年10月11日的欧洲环境卫星ENVISAT ASAR图像，首先通过先验知识和其他多源卫星数据对海面溢油事件的发生进行验证，[JP2]然后采用神经网络方法对该图像进行分割，提取出溢油发生时间、形状、面积、周长、位置等信息，最后结合油膜形状、风场资料等信息初步估计油膜的可能成因和最小存在时间。从SAR图像得到的溢油信息与水动力数值模型以及溢油扩散模型相结合可以预测溢油扩散轨迹，为海洋灾害应急部门提供必要信息。     

黄河下游应急图像传输方案及应用前景

“数字黄河”工程建设对图像通信提出了多方面的应用需求，特别是对今后黄河两岸工情、险情的抢护和处理提出了应急图像传输的要求。根据对图像传输技术的市场调查，今后黄河下游应急图像传输可以采用的方案有：①采用会议电视技术和微波接入电路；②采用会议电视技术和宽带无线接入电路；③采用便携式卫星通信终端进行通信连接。其中，方案1、2以黄河下游现有的微波通信干线作为主要的通信通道，具有较强的通信可靠性，没有信道使用费，设备总费用较低，但二者不能保证在黄河下游两岸任意地方都能实现应急图像通信；方案3符合今后移动图像传输技术的发展和黄河应急图像传输快速、可靠和不受地点限制的要求，但系统造价较高，而且卫星通道的使用要付一定的费用。     

显著性特征融合的热红外图像光伏组件热斑检测

利用无人机搭载热成像仪对光伏组件的巡检有着很大的应用价值，但热红外图像往往具有图像特征对比度较弱、边缘不清晰的特点，影响了热斑的检测精度。因此，提出通过显著图像对光伏组件的热红外图像进行增强，作为对缺陷目标检测的注意力机制，以此来提高光伏组件热斑检测的精度。并针对YOLOv5在光伏航拍红外图像上测精度不高的问题，设计了基于注意力机制的CT-YOLOv5网络模型。首先通过U2-Net生成显著图像，再采用替换图像RGB中某一通道的融合方式将显著图与热红外图像融合，并在设计的CT-YOLOv5网络模型上验证其检测性能。实验表明使用显著图与红外图像融合的方式对光伏组件热斑检测精度有明显提升。     

曝气池中气液两相流粒子图像测速技术

在粒子图像测速原理的基础上研究了基于快速傅立叶变换的粒子图像测速算法,并编制算法程序进行验证。通过试验研究了气液两相流在曝气池试验装置中的流动情况,应用粒子图像测速技术对装置中3种状态下气液两相流的运动参量进行测量,获得了各种流体运动参数,并应用粒子图像测速程序进行计算分析。试验结果表明当气液两相流处于状态3时,气泡在装置中具有最长的停留时间和较大的速度紊动强度,氧转移速率和效率大大提高,这为曝气池选型提供了依据。     

图像监控系统与SCADA系统互联实践

根据黑板模型设计了图像监控系统与监控和数据采集（SCADA）系统互联的基本模型。在图像监控系统与SCADA系统之间建立接口，使图像监控系统可以利用SCADA系统转发的远动数据，从而实现对SCADA系统的联动。提出了系统互联的软件和硬件实现方案，讨论了系统互联的关键性技术。结合山西某供电公司的工程实际，设计了具体技术方案，并以模拟屏通信协议为例说明了系统互联的软件实现过程。