高速摄像机水下防护结构抗爆性能仿真验证

高速摄像机水下拍摄气泡脉动图像时需要安装在防护结构中以保证其抗爆性能满足试验要求。文中首先基于流体力学理论设计摄像机水下防护结构外部线型,然后利用声固耦合法计算了考核工况为60kgTNT当量、冲击因子0.5时的冲击响应,并结合实际使用对其抗爆性能进行仿真验证。结果表明:防护结构流体力学上稳定且无振动产生,抗爆设计满足摄像机安全防护要求,可用于中小当量炸药气泡脉动图像的拍摄。该方法可推广应用于其它水下结构抗爆抗冲击性能设计。     

线结构光点云粗拼接方法研究

针对点云拼接需借助点云信息几何特征的问题,基于结构光测量系统模型,提出一种通过提取图像站位信息的方法,解算两图像站位下点云信息的相对位置关系来完成点云的粗拼接。首先,介绍了结构光测量系统的模型,并采用平面靶标的方法对测量系统中的摄像机与激光器的光平面进行精确标定;然后,对光条信息的提取和无约束点云拼接算法进行了研究,通过对二维图像特征点的处理计算出测量系统不同站位下的坐标变换关系;实验结果表明,该方法可对物体表面信息进行有效测量,可将误差降至6.052 mm。为点云精拼接技术提供了支持,并为点云拼接技术在逆向工程检测、三维形貌恢复及目标识别等方面的应用提供了理论依据。     

基于图像拼接的直线轴承长度测量方法

针对远心镜头因自身特性无法调节视场大小,难以适应直线轴承测量时一次性获取零件完整图像的问题,利用HALCON图像处理软件通过图像拼接方法进行直线轴承的长度测量。综合考虑特征点提取和边缘轮廓获取效果,采用背光与正向照明相结合的方案,建立了基于组合照明的直线轴承测量系统;在图像拼接中,提出了一种在图像近似重合区域内使用图像金字塔分层搜索的方法进行特征点检测与匹配,以提高图像拼接效率;最后通过Canny算子和最小二乘法拟合进行图像边缘定位,完成长度测量。实验结果表明：组合光源能更好地兼顾图像表面特征点与边缘轮廓提取效果;提出的拼接方法检测时间在0.2S左右,相比于传统方法检测时间减少了88%;基于图像拼接的视觉测量误差小于0.1mm,测量重复性上相比于传统方法更稳定,测量最大标准差为0.005。因此,保证了视觉系统的检测效率、精度以及稳定性,在工业自动化检测方面具有一定的理论依据和实用价值。     

基于相位相关法的图像拼接系统设计

图像拼接技术可以将一组相关的图像碎片依据一定的方法进行拼接使其形成一幅完整的、高清的图像技术。为了快速、准确的对这些图像碎片进行拼接,研究了大量的图像拼接算法,并对这些算法进行实验测试,通过对各种算法进行比较、分析发现基于相位相关法的图像拼接算法其程序实现简单且具有好的鲁棒性。最后利用MATLAB语言开发了基于相位相关法的图像拼接系统,通过仿真、测试表明开发的系统与现有的图像拼接系统相比较具有较好的稳定性和准确性。可推广到实际生活中,具有一定的应用价值。     

一种CNG储气井井壁腐蚀的视频检测系统

本文将光学成像和图像处理技术应用于压缩天然气（CNG）储气井的井壁腐蚀检测,介绍了检测系统的基本组成和测井的基本方法,并对摄像头近距离相对运动造成的模糊图像进行了矫正,通过滤波、锐化等处理提高图像质量。在此基础上,本文针对CNG储气井检测的特点,采用了一种图像拼接算法——相位相关算法,把多幅图像拼接成连续的井内壁图像。实验表明,本文的检测系统和方法有助于在役CNG储气井内壁腐蚀的检测。     

基于篡改区域轮廓的图像拼接篡改盲取证算法

为了解决传统图像拼接篡改检测方法特征单一、检测方法固化、篡改区域定位偏差大等问题,提出了一种基于篡改轮廓的图像拼接篡改检测方法。该方法对图像拼接篡改痕迹进行分析,在频域中建模,提取多步马尔可夫特征表征系数转移特性,并提取局部信息熵与差分激励表征当前位置系数分布变化情况。该算法将三种特征进行融合,并采用Real_Adaboost分类器进行训练,以输出每个像素属于轮廓或者其他区域的概率。最后,采用条件随机场(CRF)对分类器输出结果进行后处理,以获得更加准确的篡改轮廓线。根据标准数据集CASIA2、Columbia上的测试结果显示,该算法的分类与定位性能均优于传统的基于手工设计特征的拼接检测算法。     

基于线性阵列的多目全景成像系统研究

在拍摄一个大视场高分辨率的场景时,普通相机无法满足两个目标,只能形成大视场低分辨率或者高分辨率小视场的场景图.虽然有广角摄像头等专业的拍摄仪器,但是往往拍摄出的场景图会产生无法避免的变形和扭曲, 在特定的场合无法使用.为了解决这些问题,文章提出了图像拼接技术,以满足大视场高分辨率的需求.基于线性阵列的多目全景成像,采用了四张图像的拼接,每相邻图像间都存在一定的冗余,进而进行拼接融合,从而达到大视场 高分辨率的效果。     

基于特征点概率模型与匹配的图像拼接算法

为了解决图像内容单一、特征点不明显且数量少而导致其难以拼接准确的问题,提出了基于特征点概率与匹配的图像拼接算法.首先,利用图像重叠区域特征的单应性,开发出对旋转、尺度及光照不变的可靠特征几何结构,计算焦距矩阵与旋转矩阵,实现特征点检测;利用随机抽样一致性算法,完成特征点匹配.然后,利用伯努利分布特性和贝叶斯计算,建立内点和离群点的模型概率,剔除错误匹配点,从而提高图像匹配精度,准确完成图像拼接.最后以条码对接是否准确为图像拼接质量判断基准,实验测试结果显示:与当前图像拼接技术相比,该算法拥有更高的拼接准确率与鲁棒性.     

基于L-GMSD的图像通道检测技术

图像通道作为电视吊舱的主要模块是联系制导导弹和飞机之间的通信桥梁，是吊舱检测过程中的主要检测点。为实现图像通道的快速准确检测，采用模块化的设计思想，设计出一种方便快捷的图像通道检测系统。硬件系统以工控机为主控制器，基于PCI总线技术，实现图像信号的发送与采集，并提出一种基于梯度相似度偏差和亮度相结合的全参考客观图像质量评价算法(L GMSD)，将其嵌入到检测系统中，通过计算得出相关的质量评价参数与预先设置的阈值进行对比，来判断图像通道的好坏。实验结果表明，该系统能够很好实现对图像通道的检测，提高了测试效率，满足了测试需求。     

基于人脸检测技术的司机工作状态监控系统设计

文章提出了一种在实时视频图像国快速检测人脸并检测司机工作状态的的方案。利用VC设计了软件其实现。对摄像机采集的日间图像，先进行光线补偿和中值滤波，然后采用肤色检测定位人脸，最后运用双眼模板判断司机的工作状态；对于夜间图像，采用差分方法进行处理。实验证明该方法快速，准确率高，有效适用于实际工作环境。     

航天遥感TDICCD相机星上振动实时检测

为了对航天遥感相机焦平面振动进行实时检测,提出了一种利用CMOS图像传感器和快速灰度投影算法的振动实时检测方案。首先,分析了航天遥感相机焦面振动检测系统要满足的条件,提出了一种在焦面空闲处安装CMOS图像传感器的结构来获取图像序列,然后对传统灰度投影算法进行了改进并利用该算法计算了图像序列间的振动量,最后,利用FPGA对算法进行了实现。理论分析和实验结果均表明,提出的方案能满足航天遥感相机对焦面振动检测的要求。     

基于TOF相机的俯视行人检测

在计算机视觉领域，行人检测是一项艰巨的任务。利用TOF（time-of-flight）相机提供的深度信息进行俯视行人的高精度检测。当TOF相机处于俯视角度时，作为人体的一部分，人的头部具有非常丰富的特征信息，并且能在很长的时间里不被遮挡。鉴于此，提出了一种头部检测与注水算法相结合的俯视行人检测方法。该方法首先利用混合高斯背景模型来寻找图像中的感兴趣区域；然后采用注水算法对候选头部区域进行过滤；最后，结合深度信息等先验条件来确定场景中行人的真实头部。为了验证算法的有效性，分别在两种实时采集的深度图像数据集上进行了实验，与其他算法相比，本文所提出的方法具有更好的性能，能够实现实时、准确的行人检测。     

基于Harris的棋盘格角点检测改进算法

角点作为含有图像重要信息的一种特征点,运用角点计算可以有效减少图像运算量.正因为如此,角点检测在机器视觉中更是起着不可忽略的作用,并广泛应用于视觉测量、图像匹配和摄像机标定中.针对Harris的棋盘格角点检测的优劣性,综合尺度空间、Harris算子、Fonster算子和SVD算子的思想,提出一种由粗到精的多层策略,快速自动实现棋盘格角点检测与提取,既采用了Harris算子良好的定位性能和鲁棒性,又结合了其他算子良好的优越性,克服了单种算子的局限性.实验证明,该方法针对棋盘格角点有较高的检测精度、准确率和稳定性,可以满足实时性要求.     

基于FPGA和磁传感器阵列的磁场扫描系统

为实现铁磁性物体的无损检测,设计了一种基于FPGA和磁传感器阵列的磁场扫描系统。本系统采用了FPGA作为主控器,其中包含了AD配置模块、AD接口模块和数据缓存模块,FPGA控制传动装置进行扫描,通过磁传感器阵列扫描将磁场转换为对应的电压信号,通过以AD7768为核心的模数转换模块将电压信号传送给FPGA,实现8路并行高速磁场数据采集,然后在FPGA中通过双线性插值和伪彩色转换算法的处理,把采集的磁场数据转换成磁场分布的图像,存储在SD卡中并在LCD中实时显示。实验中,使用磁场扫描系统对环型磁铁、磁化后的铁丝、内嵌于木板中的铁钉、剥线钳和尖嘴钳进行了磁场扫描,采用基于磁通量与大津法为基础的程序处理,对物体进行定位与识别,定位的均方根误差平均值为3 mm,测量的长度接近实际物体的长度,能够辨别磁性物体的位置和方向,能够通过物体的特征磁场识别磁性物体,达到对铁磁性目标的无损检测和识别的目的。本系统采用了以FPGA ZYNQ7010、AD7768、HMC1001为主的电路采集磁场数据,具有采集速率高、扩展方便、功耗低,能获取磁场空间分布图像等优点,可以应用于铁磁性目标的定位和识别等领域,如安全检测、地下水下的磁性目标探测等。     

基于区域颜色分割的交通标志检测和识别

现在的高端汽车市场上汽车驾驶辅助摄像系统是一大亮点,研究工作致力于提供一个软件算法来实现驾驶辅助系统中实时交通标志检测和识别的功能。算法的每一步设计都尽量不影响其实时性,基于HSI颜色空间,使用了新型的基于区域的快速颜色分割,结合分层技术和简单阈值处理,可以快速地按颜色分层得到采样图像中可能含有标志的感兴趣区域;再在此区域结合数学形态学的膨胀运算以便识别区域形状。最终基于最后输出的感兴趣区域掩模原图像的亮度分量,用边缘方法提取边缘方向的统计特征,进行基于内容的图像检索(CBIR)。初步实验结果,对感兴趣区域的检测准确率在90%以上。并且算法可以扩展到大部分目前标志数据图库中涉及的绝大部分标志使用形状。     

基于超声波散射分析的富余水深检测系统

为了防止升船机船厢搁浅事故的发生,开发了一套基于超声波散射分析的富余水深检测系统.该系统基于水下超声波传输时遇到障碍物发生散射的特性,通过FPGA控制超声波发射阵列在升船机船厢内构建多个横向的超声波相对路径,并通过接收阵列采集声压数据,将数据发送给富裕水深检测软件进行数据的线性回归分析及富余水深的计算.该系统已应用于向家坝升船机船厢内,具有稳定性强、安装方便、实时性高等优点.     

水下主动激光扫描系统中光场记录及散射背景分离研究

传统水下主动激光扫描系统采用普通相机对反射光接收记录,反射激光点被掩埋在背景噪声中无法分离,影响成像质量。该文在水下激光主动扫描成像系统中采用光场相机记录了包括激光反射光线和各种散射背景杂光的位置和方向信息,为抑制散射背景杂光提供了可能。在后续光场记录图像处理中,首先,对记录的光场图像进行前后两次重聚焦,第一次是对激光照射到物面激光光点的重聚焦,第二次是对激光光点前景散射光的重聚焦,再对两幅图像进行差分处理;提出一种计算机自动判断流程,使得差分所得图像上激光点的衬度最大,或足够大。实验结果表明,上述方法可以达到较好的散射背景抑制作用,是对现有同步扫描主动激光成像系统空间分离散射背景抑制技术的必要补充。     

便携式TDICCD遥感相机成像检测系统设计

针对原有TDICCD相机成像检测系统的体积庞大、移动困难、功耗大、不利于外场实验的问题,设计了一套便携式航天遥感相机成像检测系统。首先给出了TDICCD相机的结构以及图像输出时序,然后具体介绍了便携式成像检测系统的硬件设计以及软件设计,最后对某TDICCD相机进行了检测试验,处理10 min遥感图像的时间为10 s,系统现已稳定工作时间为3 000 h,实现了对图像数据和辅助数据的全自动判读,对相机的工作异常进行自动报错处理,判读准确、快速,节省了人力并降低了误判率。本文所研制的便携式成像检测系统工作稳定,适合外场实验,可靠性高。     

面向水下管网的视觉检测系统研究

针对水下管网定期需要检修和维护的实际需求,设计一套水下管网视觉跟踪检测系统;针对水下光学图像特点和管网铺设特征,提出一种管线跟踪方法。方法通过自适应直方图均衡化将光照不均水下图像转换为匀光图像,结合色彩空间变换方式进行图像增强并完成管道区域分割,通过支持向量机的模式识别方法依据水下机器人跟踪策略对管道图像进行分类,并根据管线分类特征建立管线提取策略,基于Kalman滤波对管线进行跟踪处理。在实验水池进行管道跟踪检测实验,管网路径识别正确率达93.7%,验证了视觉检测系统的有效性和稳定性,能够满足水下管网检测实际需求。