基于红外图像处理的电气设备故障诊断方法

由于具有非接触、被动测量的优点,红外热像仪常被用于对电气设备进行故障监测与诊断。基于红外图像处理技术,对设备红外图像进行灰度转换,建立了红外图像灰度和温度之间的映射关系,通过灰度阈值可以对设备故障区域进行二值分割、故障区域的提取,实现了对设备故障区域识别和定位,并对故障程度作出判定。     

补色法随机点立体防伪商标制作系统研究

为了满足日益增长的商品防伪需求,研究设计了一种补色法随机点立体防伪商标制作系统.将CCD拍摄的实际商标图像输入计算机,通过VC++编程提取商标像素点的灰度值作为横向视差值(对应于深度值);由此产生一幅滤去蓝绿色的红色随机点背景图(左眼图)和另一幅包含商标深度信息的绿色随机点图(右眼图);最后将两幅随机点图叠加,制作出一...     

结合多尺度视觉显著性的舰船目标检测

光学遥感图像海面舰船目标检测易受云雾,海岛,海杂波等复杂背景的干扰。本文提出了一种适用于复杂背景的舰船目标检测方法。首先为了克服目标尺度多变问题,利用视觉显著性生成多尺度显著图,然后使用基尼指数自适应选择最优显著图。考虑到全局阈值分割算法带来的漏检测问题,提出一种新的方案来分离目标和背景像素点。利用图像膨胀原理获取显著图的局部极大值点,然后使用k-means算法判断极大值点属于目标像素点还是背景像素点。接着对目标点邻近区域进行精细分割。最后引入基于径向梯度变换的旋转不变特征来进一步剔除虚警。实验结果表明,该算法能够成功检测出不同尺寸和方向的舰船目标,有效克服复杂背景的干扰。算法检测正确率93%,虚警率4%,优于其他舰船检测方法。     

基于Hu不变矩的红外图像电力设备识别

针对电力系统红外故障检测中对电力设备的人工识别效率低、实时性差等问题,提出了根据红外热图温度信息获取独立的电力设备图像,采用计算机图像处理技术实现对电力设备高效、准确识别的方法。首先,通过红外图像中的温度信息寻找设备中高温点作为种子点,采用区域生长方法有效地去除了背景,获得了整个电力设备的二值图像;然后,选取Hu不变矩作为图像特征提取方法,并对其做出了改进,计算了该二值图像的Hu不变矩,构成了电力设备的特征向量;最后,设计了BP神经网络分类器做分类识别,可用于结合温度信息实现电力系统中电力设备红外图像的故障识别。研究结果表明,该电力设备识别方法对CT、变压器、母线接头、避雷针将军帽等电力设备的识别率高、耗时少,具有良好的应用前景。     

基于视觉注意的随机游走图像分割

传统随机游走图像分割需要多次交互设置种子点以获得理想的分割结果。在视觉注意的基础上,提出了一种新的自动确定种子点的随机游走图像分割算法。首先对图像进行超像素分割,并生成概率边界图(PBM);然后基于Itti模型,通过视觉注意焦点的转移搜寻待分割的关键区域;为确定关键分割区域种子点,以当前注意焦点作为极点对概率边界图进行极坐标变换,在获得的极坐标概率边界图上建立关于焦点区域边界的能量函数,采用图论max-flow min-cut算法最小化能量函数检测焦点区域的最优边界,焦点区域边界内的超像素即为种子点;最后以超像素为节点构造图,在图上随机游走完成图像分割。在Berkeley Segmentation Data Set上的实验表明本文方法能有效分割复杂图像。     

活塞表面缺陷图像的亚像素边缘检测技术研究

针对活塞图像对比度低、缺陷区域小、缺陷种类多、人工检测效率低等问题,提出一种结合区域生长法和亚像素边缘提取的活塞表面缺陷检测方法。利用图像处理软件采集活塞图像,分析活塞表面图像中缺陷区域与正常区域灰度值的差异。使用区域生长法进行图像分割,结合Canny算子对活塞表面缺陷边缘进行初步定位。通过定位感兴趣区域的位置,进行亚像素级别提取,并平缓感兴趣区域边缘。实验表明,所提算法比传统的边缘提取方法得到的缺陷区域更精确、平滑。     

基于Hessian矩阵的手指静脉图像分割

针对灰度不均匀、对比度低、边缘信息较弱的图像中的手指静脉纹路提取问题,提出了一种基于Hessian矩阵的手指静脉图像分割方法。该方法首先将高斯滤波器的二阶导数与原图像卷积得到了各像素点的Hessian矩阵,通过Hessian矩阵的迹初次滤除了非静脉区的像素点,接着求出了余下像素点Hessian矩阵的特征值,利用静脉区特征值所要满足的条件二次滤除非静脉区像素点,最后选取了多尺度下静脉区各像素点的最大特征值作为输出特征值,将区间内所有尺度下的特征值图进行了融合,经过二值化处理、形态学滤波处理得到了手指静脉纹路。研究结果表明,该算法能够较完整地提取宽度不一的手指静脉纹路,将静脉区域和非静脉区域分开,伪静脉像素点较少;同时,不需要遍历所有像素点的Hessian矩阵求其特征值,手指静脉图像分割速度比未优化静脉纹路提取算法快了0.036 5 s。     

基于圆形梯度的手势分割算法的设计与实现

为了在复杂动态背景下分割出完整的手势目标,借鉴于Canny算子,设计一种结合复杂动态背景模型、HSV空间肤色检测和圆形梯度边缘探测的手势分割算法。该算法首先利用复杂动态背景模型提取前景区域后,在HSV空间进行肤色检测,去除非手势区域,然后在手势区域提取出边缘探测的种子点,并以种子点为中心利用圆形梯度算子进行肤色边界探测,以填补手势空洞,完善手势边缘。该算法以圆形梯度幅值作为手势边界的判断标准,极大地减小了阴影和高光等不利因素对手势分割的影响。多场景试验表明,该算法手势分割的准确度高,且实时性较好。     

基于图像融合技术的变电站二次设备热故障自主定位研究

提出基于图像融合技术的变电站二次设备热故障自主定位方法。通过非下采样Contourlet变换法融合变电站二次设备红外图像与可见光图像,运用了最大类间方差法分割融合图像,获得包含变电站二次设备热故障区域的感兴趣区域。采用了形态学开闭运算和像素统计,分别完成分割图像的预处理与结构区域划分,实现变电站二次设备热故障自主定位以及热故障等级判断。实验结果表明：该方法所得融合图像的质量明显高于融合前的2种图像质量;图像分割获得的感兴趣区域较为完整,能很好地保留设备边缘轮廓和纹理特征;各二次设备热故障自主定位区域与热故障实际区域相同,且自主定位最高用时仅为37 s。     

基于快速递推模糊2-划分熵图割的红外图像分割

考虑现有图割算法没有充分考虑红外图像的模糊特性,分割精度和运行效率低的缺点,提出了基于快速递推模糊2-划分熵图割的红外图像分割算法以实现复杂背景下红外图像的自动高效分割。该方法利用图像感兴趣区域的最大模糊熵信息设计图割能量函数的似然能,基于局部最大模糊2-划分熵值迭代检测出包含图像最大信息的感兴趣区域来确保提取目标信息的完整性。为了提高最大模糊熵寻优的效率,引入时间复杂度为O(n2)的递推算法,将模糊熵计算转化为递推过程,并保存所有递推的熵函数值用于后续的穷举寻优。针对确定的感兴趣区域,利用该区域最大模糊2-划分时隶属度函数分布设置图割能量函数的似然能,从而充分考虑图像的模糊特性。对分割结果与几种常用的算法进行了视觉比较及运行时间,错分率,F指标的量化分析。结果表明:该算法分割精度F值高达95%,运行时间较其他常用算法至少缩短了72%,基本满足自动红外图像分割对精度、效率和鲁棒性的要求。     

基于彩色图像的运动目标分割方法

针对彩色图像Hue-saturation-intensity颜色模型各分量所携带的颜色信息不同的特点,结合区域分割算法在彩色图像中提取区域颜色特征,并将区域颜色特征作为局部阈值分割方法的阈值特征,提出一种基于图像区域颜色特征的运动目标分割方法。分割试验显示了该运动目标分割方法的有效性和可行性。提出融合梯度算子和子区合并技术进行区域分割的方法,子区合并技术能够在一定程度上防止两个独立的区域被错误的合并成一个区域, 这种区域分割方法和常用的Region growing算法的对比分割试验显示该方法对灰度变化不均匀的区域进行分割的效果优于Region growing算法。     

压缩感知图像加权融合算法在热 故障监测中的应用

Aiming at tlie problems of large date in color image fusion of tlie thermal fault location of electrical equipment,researches and inductions were made for the color image fusion and compressed sensing theory,a kind of infrared and visible color image fusion algoritlim based on compressed sensing was proposed. Firstly,the infrared thermal image and visible color image date was decomposed into three channels of R,G,B,each channel of the date was represented by wavvlet-basis. Secondly,Gauss random matrix was used to sample the sparse data and get the measured value,the measurement value of the corresponding channel was fused by the weighting factors. Finally,the orthogonal matching pursuit reconstruction algorithm (OMP) was performed to reconstruct the fusion data of each channel,the reconstruction data was restored to the color fused image. The results indicate that the proposed algorithm can achieve fusion with less than 50% of the sample points. The value of AG,PSNR,SF,IE is close to the index of traditional data fusion,which maintaines the information of high temperature area and background area perfectly. [ABSTRACT FROM AUTHOR]     

基于改进多尺度分形特征的红外图像弱小目标检测

为提高红外图像弱小目标检测的准确率和实时性,在分析用于红外图像增强的分形参数K相关的多尺度分形特征(MFFK)基础上,提出了一种基于改进多尺度分形特征(IMFFK)的红外图像弱小目标检测算法。首先,将基于地毯覆盖法的分形维数计算公式代入MFFK计算公式,提出了一种改进多尺度分形特征(IMFFK)用于图像增强。其次,对IMFFK特征计算进行简化,采用自适应阈值分割得到感兴趣目标区域,提出了一种具有较高计算效率的红外图像弱小目标检测算法。最后,通过仿真图像分析了主要参数对图像增强和算法耗时的影响,采用红外真实图像进行了算法检测性能测试,并与当前基于局部对比度测度的目标检测算法进行了对比。实验结果表明,提出的算法虽然在一些检测场景具有较多虚警,但能同时适用于弱小目标和较大目标检测,且无论目标为亮目标或暗目标。提出算法对于低分辨率红外图像(320×240)检测接近30 frame/s。提出算法具有较强的适用性,能够检测出红外图像中具有较高局部对比度的目标。     

图像配准技术在红外温度检测中的应用与研究

针对电器温升检测,运用图像配准算法对红外图像和光学图像进行配准,从而借助光学图像的高分辨率来解决红外图像分辨率低的问题,在Matlab环境下配准效果较好.该配准算法已嵌入红外测温软件,多次使用表明其准确度高,能有效地综合利用光学图像的高分辨率和红外图像的温度显示功能,从而使红外测温技术在电器温升检测中发挥出更好的效果.     

基于小波的磨粒图像融合方法研究

针对油液磨粒检测需要,基于彩色空间变换和小波分析理论,研究磨粒多聚焦图像融合方法。该方法采用邻域梯度特征因子取大法来选取多聚焦图像清晰区域的低频系数,以进行低频融合系数的确定;采用建立新系数带以及系数取大法来进行高频融合小波系数的选取。分析小波基和分解层数对磨粒多聚焦图像融合效果的影响,结果表明,在分解层数为5时,采用db4、sym4、bior2.4小波基进行磨粒多聚焦图像融合均可获得较好的融合效果。     

基于云理论的生长区域图像分割方法

针对种子点的选取和不确定信息的处理问题。提出了一种基于云理论的区域生长图像分割方法。首先利用图像的全局信息获取种子点,具体是把云变换生成的正态云模型的交叉点作为生长区域的种子点,以极大判定法则作为区域生长过程中的生长准则,然后以逆向云算法实现分割区域由定量的像素集合到定性的云概念的转换过程。以云综合算法将相邻的区域进行合并,最终实现基于区域生长的不确定性图像分割。实验表明,该方法较其他方法能更好的的处理图像中的不确定性信息。且获得了较好的实验效果。     

基于加权奇异值分解截断共轭梯度的电容层析图像重建

针对电容层析成像技术(ECT)中的"软场"效应和病态问题,提出了一种基于加权奇异值分解(SVD)截断共轭梯度的电容层析(ECT)图像重建算法。阐述了电容层析成像工作原理,提出了12电极ECT系统的测量方法。在分析灵敏度矩阵的奇异值分解理论的基础上,推导出了加权SVD截断共轭梯度的数学模型,并利用Tikhonov方法进行正则化加权处理。最后,分析了算法的收敛性,并将其应用于电容层析成像系统的图像重建中。实验结果表明,对于层流,截断共轭梯度算法的平均误差能达到27.54%,全部流型平均迭代步数达到13步,与LBP、Landweber和CG算法比较,该算法具有成像效果好,成像速度快,易于实现等特点。     

结合目标提取和压缩感知的红外与可见光图像融合

针对红外与可见光图像融合易受噪声干扰从而使目标信息减弱的问题,提出了一种基于目标区域提取和压缩感知的融合算法。首先,在频率域上对红外图像进行显著区域检测得到其对应的显著度图,并在显著图指导下结合区域生长法提取红外图像的目标区域,有效抑制噪声与复杂背景的干扰。然后,用非下采样剪切波变换对待融合的图像进行分解,采用不同的融合策略分别对目标与背景区域的高、低频子带进行融合。针对背景区域提出一种新的基于多分辨率奇异值分解和压缩感知的融合规则,最后,进行非下采样剪切波逆变换得到融合图像。与其他算法的对比实验结果表明,本文算法能更好地突出目标区域,保留图像细节信息,抑制噪声干扰;图像质量评价指标中的信息熵、标准差、互信息、边缘保持度分别提高了3.94%,19.14%,9.96%和8.52%。     

基于图像处理的微装配自动调焦系统

介绍了一个基于图像处理的自动调焦系统,该系统由光学显微镜、CCD、力矩电机和齿轮传动机构等组成。调焦系统中采用粗/精结合的调焦方法,即首先采用基于Krisch边缘检测算子的清晰度评价函数对被测物体进行粗调焦,并在计算机上采集了包含目标的大致轮廓和边缘的显微图像;然后针对全景图像上的某个目标区域采用基于高频分量的清晰度评价函数进行精调焦,使得显微图像显示出更多的纹理细节。实验中清晰度评价函数算法均采用Windows下的Visual C++实现。实验结果表明,该自动调焦的系统精度可达±4.8 μm,基本上满足了微装配任务的调焦精度要求。     

基于图像处理的疲劳裂纹扩展长度在线测量方法

为了在金属疲劳裂纹扩展试验中采用直观、准确、可靠的方法获得高精度裂纹长度尺寸,提出了基于图像处理技术的疲劳裂纹扩展长度在线测量方法。首先,采用大尺寸黑白全帧面阵CCD和微距显微镜头对疲劳裂纹扩展过程中的图像进行采集,分析疲劳裂纹的图像形态特征,采用亚像素边缘定位方法对预制裂纹边缘进行检测,求出疲劳裂纹起点位置。然后,对裂纹扩展区域进行图像子区划分,对图像子区采用基于灰度统计数据的自适应分割方法进行裂纹分割,采用单区域增长算法进行二值化裂纹图像连接得到裂纹主干。最后,进行了系统标定和疲劳裂纹长度在线测量试验。试验结果表明：本方法测量精度高、抗干扰能力强、数据稳定可靠,裂纹长度测量精度为0.03mm,满足裂纹扩展试验国际标准的要求。