近红外钢轨磨耗检测中的图像处理

对近红外钢轨磨耗检测中实时图像处理方法进行了研究.在断面磨耗检测中,要获取较高精度的磨耗数值,起始点(或称坐标基准)的定位必须准确且误差小.考虑到标准钢轨轨形和实际钢轨磨耗情况,得出了起始点两种可行的定位方式,并就其中的一种用编程实现,仿真处理效果良好,所获取的两关键点的磨耗数值与实测值吻合较好.为了进行实采钢轨轨形与标准轨形的模板比较,讨论了钢轨断面图像的细化问题.这里并没有采用通常的细化算法,而是先利用Roberts算子进行图像的边缘检测,再抽取出光带中心线,大大减少了运算量,提高了运算速度,同时也满足了对轨形细化的要求.断面图像的起始点定位与轨形细化兼顾了处理精度和速度的要求,满足了本系统实时检测的要求.     

高光谱RX异常检测的多DSP并行化处理技术

为达到高光谱图像数据RX异常检测处理的高速、实时、海量存储等要求,本文提出了一种基于 CPCI Express 标准总线架构的多DSP高光谱图像并行处理系统的解决方案。系统采用4片DSP共享数据总线和存储器的紧耦合与Link口互联相结合的硬件拓扑架构。在该硬件平台上,针对光谱RX异常检测算法以及光谱图像三维数据的特点,分配各DSP并行处理任务,提出了一种利用图像空间分块计算并求整个图像的均值矩阵与协方差矩阵的4DSP并行处理技术。结果表明,在保证同等探测效果的条件下,采用本文的RX异常检测算法4DSP并行处理技术,可以达到单DSP处理4倍的时间效率,解决了DSP内存容量对大数据量图像处理的限制,并较好的完成了光谱数据的实时处理要求。     

基于机器视觉的发动机喷嘴检测系统的设计

以检测发动机喷嘴上几何尺寸为目的,设计了以TMS320DM642DSP为处理器,利用机器视觉技术进行检测的系统;通过CCD摄像机采集被测喷嘴的数字图像,在DSP中进行图像去噪、边缘检测、图像识别等图像处理过程,识别出被测尺寸并计算出值;阐述了该系统的工作原理和图像处理的算法,流程及实验结果。     

空间雷电探测实时采集定位系统

星载雷电探测定位系统是利用光学探测器探测闪电事件的地理位置和光脉冲波形，系统采用CPLD+DSP的数字图像处理方案，利用了CPLD复杂逻辑可编程特性将系统的部分或全部功能集成在一片CPLD上，减小了系统硬件复杂程度，节省了印制版空间.利用DSP高速数字信号处理特性完成实时处理图像数据的功能.系统用CPLD完成图像信号的采集、编码和存储控制,缩小了星载设备体积，简化了电路结构；用DSP完成大量图像数据处理工作，提高了系统工作的实时性.     

基于DSP的天文导航数据处理平台

根据天文导航系统数据量大、实时性要求高、数据接口多的特点,设计了由2片定点型DSP TMS320C6416和2片浮点型DSP TMS320C6711组成并行的MIMD系统用作天文导航数据处理平台,其中TMS320C6416完成通讯、随动控制解算、灰度图像处理和指令处理,TMS320C6711完成星历计算、天文解算和星点亚像素提取。该平台具有体积小、功耗低、重量轻等特点,能有效提高天文导航系统图像处理能力、系统实时性和数据输出率,具有功能强大、运算能力强、实时性好的特点。     

基于DSP和FPGA的图像选别系统设计

色选设备是集光、电、气、机及图像处理为一体的高科技综合技术。基于DSP和FPGA的图像选别系统具有精度高、处理速度快、集成度高、功耗小等优点。首先介绍图像选别系统的硬件组成,然后以破损花生检测为研究对象,通过Matlab编程研究不同处理算法的优缺点,最后移植到DSP上测试编写的程序,提出破损花生的检测算法,实现了依据破损面积大小对花生的选别。在花生筛选中,除了破损花生检测,还有花生的大小检测,因此在上述基础上进一步提出花生几何参数的计算方法。     

深空背景弱小目标实时检测算法研究

根据深空背景的特点,提出一种基于FPGA和DSP的检测算法,并设计相应的硬件系统,能对大小为512×512像素、帧频率为40帧/s的视频图像进行实时处理。先在FPGA中用最大中值滤波抑制空间成像噪声,解决了图像预处理运算量大对处理速度要求高的难题,再在DSP中用使用改进的双差分法进行运动目标分割,克服了单差分提取目标轮廓不准的缺点,最后结合候选目标的特征,采用基于逻辑的最近邻关联方法提取目标航迹。试验结果证明该算法满足了深空背景弱小目标实时检测的要求。     

基于FPGA和DSP的图像压缩系统设计

针对图像采集系统数据传输压力大、误码率高的问题,设计了基于FPGA和DSP的图像压缩系统;设计以FPGA为中心控制单元控制图像采集以及与上位机之间进行数据通信,DSP完成对图像数据的压缩处理;并在此基础上,设计了模拟视频接口和数字视频接口;通过大量的实验证明,该系统稳定性很高,在较高的压缩比下,图像失真率极低,在工业控制领域具有一定的参考价值。     

数字投影三维数字成像的并行DSP实现

提出一种基于数字白光投影的三维数字成像嵌入式DSP处理系统.该系统根据时序变频条纹投影原理,利用TMS320DM642定点DSP和FPGA硬件电路以及多线程软件技术实现了条纹编码、编码图像采集和条纹分析的流水线处理过程.为了提高相位解调算法的速度,使用软件流水对其进行了优化.对于512×512像素图像,五步相移时的条纹图处理速度可达到39.7 fps,能满足快速条纹图处理的要求.测量实验表明,该系统可以实现快速、准确的三维轮廓测量.     

线状目标实时检测算法的研究

提出了一种基于FPGA和DSP的算法并设计了相应的硬件系统,能对大小为256×256像素、帧频为25帧/s的视频图像进行实时处理。即先对输入图像采用改进的Sobel算子提取边缘,再用改进的Hough变换算法进行直线检测。解决了传统的Sobel算子提取的边缘较粗及Hough变换算法计算量大、难以实时实现的难题。     

轮对轮缘磨耗的光电图像检测方法

提出用光电图像方法非接触检测车辆轮对的轮缘磨耗。用高精度激光位移传感器实现轮缘内侧面的定位,用激光线光源和高分辨率CCD探测器获取轮缘轮廓,通过与光源波长相匹配的窄带滤波片减少背景光干扰,再结合数字图像处理技术获得轮缘厚度、轮缘高度、垂直磨耗等轮缘磨耗参数。现场使用表明,该方法重复性较好,测量精度和稳定性可满足车辆段修现场的自动检测要求。     

工业CT图像轮廓提取与优化系统设计

为了有效地提高面向逆向工程的工业CT图像轮廓处理的精准性和计算效率,开发了工业CT图像轮廓提取与优化系统。该系统主要包括图像处理模块、轮廓识别与提取模块、轮廓拟合与优化模块、图像处理经典算法库和数据接口等功能模块,实现了从工业CT图像到轮廓数据的三维点云与轮廓线的标准格式输出,并与逆向工程软件对接。同时,在轮廓拟合与优化模块中,提出了基于全局约束模型的轮廓拟合策略,并采用有向图分解和数值代数相结合的计算方法,提高了轮廓拟合的计算精度和效率。最后通过实例验证了系统的有效性和正确性。     

基于OPENCV的手势识别系统的设计与实现

人与计算机的交互技术是一种新型的计算机技术,且逐渐演变为一种主流技术和计算机领域的技术热点。为了能够更好的识别手势和跟踪手势的运动轨迹,提出了基于OPENCV的手势识别系统,系统引入了OPENCV计算机视觉库,OPENCV作为优秀的计算机视觉库,为设计的实现提供了便捷的代码,利用OPENCV技术中的图像处理算法,首现通过摄像头采集数据图像,并对采集到的图像进行一系列的缩放,去噪以及锐化等处理,然后对人体手势建立肤色模型,然后经过灰度阈值化来转换成二值图像,得到手轮廓的数据图像后,采用轮廓匹配方法识别出手型。最后通过10种基本的手势模型对比验证了本系统具有一定的实时性,并且识别率可以达到95%以上。     

Study on the method of automatic measurement of flexible material processing path based on computer vision and wavelet

Straightness, roundness, and primitive angle error of contour are important indicators of evaluating path precision during flexible material path processing. As processing path is composed of small arc or small line segment primitives, also the deformation of the flexible material during the processing path, making the captured image of processing path not clear, the edge of processing image over local uneven gray, the pixels of boundaries between the processing path image edge and background organizations not obvious. In order to extract the flexible material path contour effectively, mosaic method for flexible material processing path image is studied, next fast positioning strategy is introduced, and then we puts forward the search algorithm which taking processing path corner search as the cut-in-point, designing slope angle curve of starting and terminal point of each primitive and conducting slope angle curve for multiple scales wavelet transform by regarding DB(4) as wavelet operator based on wavelet edge modulus maxima extract principle. By judging whether one point of the curve appears at wavelet transform extremum, it can be determined whether the point is a corner one. In order to accelerate wavelet transform computing speed, FPGA IP core is 8-tap transpose is used to design the decomposition and reconfigurable of DB(4). The total time consumed by IP core wavelet decomposition increased only 2.802% compared to the PC computation time; path angle relative error is 8%, and the average measurement time is 198.22 ms.     

电极圆锥内螺纹的无损检测

将CT技术和图像处理技术相结合,提出了电极圆锥内螺纹的无损检测方法。目前普通螺纹常用的测量方法大多为接触测量,有关文献介绍了非接触检测方法,但它们仅限于圆柱内螺纹,圆锥内螺纹的图像处理及非接触测量未见报道。从CT技术入手,探讨了电极圆锥内螺纹的图像检测方法,即在一个系统中实现对工件内部缺陷的检测及几何参数的测量。通过使用图像预处理、阈值选取及二值化、边缘检测及提取等方法,提取了螺纹轴截面齿形轮廓,并对不同处理方法进行了比较。使用自编程序测量计算了内螺纹的螺距、牙型角和锥角,测量精度分别达到了0 03mm,0 24°和0 02°。分析了误差产生的原因。理论分析及实验结果表明该方法正确可行。     

车辆轮对踏面缺陷的光电检测方法研究

铁路车辆轮对踏面的擦伤与剥离是车辆在运行过程中形成的一种常见的不规则表面缺陷,是轮对检修过程中必须检测的一个项目。提出了一种利用光电技术非接触测量此表面缺陷的方法。该方法在轮对旋转条件下,用精密激光位移传感器对踏面进行快速扫描,采集值经处理后被转换为数字图像,再通过图像处理识别是否存在表面缺陷。必要时通过对缺陷部位的往复扫描,更准确识别出擦伤与剥离是否超出段修限度。该方法可有效检测出踏面缺陷,重复性好,可满足车辆段修现场使用要求。     

基于几何差异的目标识别算法

为降低目标识别算法复杂性且提高其抗噪能力,提出一种基于几何特征差异的目标识别算法。将获取到的目标图片经图像处理后提取轮廓,并以最小周长多边形算法构造目标轮廓的近似多边形;然后根据模板库标准目标做放大或缩小处理后使其面积与模板面积相等;再使用摆放算法使其与模板库图形部分重合;并提出一种改进型双向链表算法求多边形相交部分,通过计算相交部分面积大小达到识别图像的目的。经过仿真实验验证了此方法简单易行,能够快速识别目标。     

Whole field spatial frequency analysis of double-or multiple-exposed PIV images

Speckle Velocimetry or high-image density PIV gives a velocity vector map of a twodimensional flow field by point-by-point spatial frequency analysis of local pattern at an interrogation spot in a double- or a multiple-exposed image of laser speckle or pseudo-speckle pattern generated by pulsed laser-light-sheet illuminations of a plane in the flow densely seeded with fine particles. The whole field spatial frequency analysis of the double- or multiple-exposed PIV image gives more useful information of the flow field. Optical Fourier transform is a conventional technique not only for the local spatial frequency analysis but for the whole field analysis. Filtering of spatial frequency is one of the typical techniques for the latter which can reconstruct a velocity contour or a component velocity contour map of the flow. Fundamentally this technique is a simple and efficient analogue method to get more information in the velocity field analysis of the flow than a digital image processing, but in practical applications the measurement is restricted to simple flows because of optical noise and low spatial resolution. In order to improve the technique, the fundamental characteristics of the filtering and the noise yielded in the filtering process must be investigated. Meanwhile, wavelet analysis can also be applied to the whole field spatial frequency analysis of PIV image. In this paper the filtering technique is examined by numerical convolution integral, and the results obtained are compared with ones obtained by the wavelet analysis.     

基于海面可见光图像的海界线快速检测

针对海面运动载体的可见光序列图像,紧密结合海面图像的特点,提出了一种适用于海天背景和海岸背景的海界线检测方法。根据量化子图像的区域复杂度以及单元区域上下邻域的灰度差异,来判断海界线区域是否存在,若存在则预测海界线区域的位置,若不存在则放弃后续处理。由于海界线是自然视野中最长的连续性最好的直线,所以先利用周围纹理抑制的改进Canny算子提取轮廓边缘,然后对Hough变换进行投票加权,精细检测水平或倾斜的海界线。实验证明,该方法能够快速定位海界线区域,并得出既包含有效信息又大幅缩减了无意义信息的二值图像,可在轮廓边缘中准确找到海界线,具有很好的稳健性和实时性,可以应用于需要精确的海界线信息的工程任务中。