图像边缘检测Sobel算法的FPGA仿真与实现

针对目前数字图像处理速度不足的问题,提出一种使用硬件FPGA芯片实现Sobel边缘检测的方法.由于FPGA在并行结构和流水线结构具有天然优势,通过提高算法的并行性,可以大幅提高Sobel边缘检测速度.采用模块化方式构造了串/并转换模块、数据窗口生成模块和边缘检测模块,保证了系统的扩展性.使用Verilog HDL语言编写算法程序并成功进行了仿真和实现.     

余弦-高斯激光脉冲在单模光纤中的色散效应

首次提出了余弦-高斯激光脉冲,并证明了该脉冲可由两个相位相反的线性啁啾的高斯激光脉冲叠加得到。由NLS方程出发,对余弦-高斯激光脉冲在色散介质中的色散效应进行了详细的研究。研究结果表明,初始啁啾并不影响入射场的光强分布;当脉冲参数a=1.13时,余弦-高斯激光脉冲的初始脉宽有最小值,且比高斯激光脉冲的初始脉宽要窄;余弦-高斯激光脉冲的展宽因子与传输距离、色散长度LD、激光脉冲参数a、初始啁啾参量C和β2的符号有关,余弦-高斯激光脉冲都比高斯激光脉冲的展宽要快,且参数a越大展宽就越明显。     

6222轴承锻件毛坯开裂原因分析

采用理化检验的方法,对6222轴承锻件毛坯及其原材料圆钢进行了分析,结果表明:原材料存在白点,是造成锻件毛坯开裂的主要原因。     

基于相关性的超声合成孔径成像信号相位校正

针对超声合成孔径成像过程中,非均匀介质和检测表面不平整引起的相位聚焦畸变对成像分辨率的影响,研究了一种基于信号相关性校正相位畸变的方法。通过计算参考A扫与其他A扫的相关性,采用优化方法估计信号相位偏差量,其中考虑了线性误差、非线性误差及其叠加项对相位估计的影响,并建立了相应的优化估计目标函数。为了验证所研究方法的有效性,进行了计算机仿真和实际数据实验,计算机模拟实验中研究了随机相位屏产生非均匀介质相位畸变的方法。实际数据实验结果表明:本文所研究的方法能有效校正非均匀介质和表面不平整带来的相位畸变,提高超声合成孔径成像的峰值信噪比和横向分辨率。     

双层介质超声合成孔径空心轴检测技术

针对高速列车重要部件之一的空心轴内部斜裂纹和垂直裂纹难以检测的问题,本文研究了一种双层介质下超声合成孔径空心轴缺陷检测技术。通过费马原理和波束序列合成技术建立了双层介质下相控阵单元超声发射和接收的数值模型,并进行了实验验证,实现了对内部缺陷进行精确定量检测。其结果与直接耦合情况相对比,发现该算法还能有效抑制伪影现象并显著提高信噪比,更具有优越性。     

电力机车入库受电弓滑板磨耗检测

根据光学三角测量法的原理,设计了一套测量机车受电弓滑板磨耗的装置。该装置包括检测、电源和控制三大部分,检测部分是主体,由检测手臂、磨耗编码器、激光距离检测传感器和中心线光电传感器组成。装置在计算机的控制下对滑板进行自动检测,测量结果经软件处理后得到磨耗曲线。应用结果表明,该装置的磨耗检测精度为 0.5mm,达到了铁道部的技术指标。     

基于尺度不变特征变换的无砟轨道板钢筋检测

为实现高速铁路无砟轨道板的钢筋自动检测识别和计数功能,通过系统地对比分析高速铁路无砟轨道板的结构和主要病害类型及其原因,以及对应无损检测方法的优缺点,采用探地雷达法无疑是一种很好的方法。基于探地雷达图像,进行了无砟轨道板的钢筋检测和计数研究,采用尺度不变特征变换(SITF)算法提取和建立了特征点,并优化去除了重复和错误匹配特征点,同时结合模板匹配的方法实现了钢筋自动检测和数目计数判断功能,为后续的进一步缺陷自动检测识别工作奠定了良好的基础。     

受电弓滑板磨耗检测图像处理算法的研究及实现

由于图像检测受电弓滑板磨耗能实现在线自动检测,且检测精度较高,而该检测方法的关键是对采集到的受电弓图片进行图像处理,因此研究图像处理算法具有非常重要的意义.检测系统采用4个CCD摄像机实现受电弓前后滑板的初始图像采集.然后将获取到的图片传输并存储到检测主机上,通过后期的图像处理,实现滑板磨耗的自动检测.并输出数据报表争磨耗曲线等.图像处理算法主要包括图像预处理、边缘检测和连接、导线及滑板边缘定位等.其中,边缘检测和定位算法是关键,也是决定系统检测精度的重要因素.主要对Canny边缘检测、形态学边缘检测和小波边缘检测进行实验验证,并比较其边缘提取效果.结果表明,Canny边缘检测精度更高,而小波边缘检测虽然定位更准确,但精度较低.因此,最终选择Canny边缘检测,结合边缘连接进行处理,并给出了检测结果图.     

数字图像处理中的图像分割技术及其应用

图像分割是数字图像处理中最为困难的任务之一,到目前为止仍没有适用于所有图像的通用图像分割方法.从图像分割技术的基本原理出发,比较全面地总结了有代表性的图像分割方法,在此基础之上,给出了在机车检测领域、生物医学领域和遥感图像领域中这些图像分割方法的应用,最后对图像分割的发展趋势给予了展望.