基于机器视觉的工件尺寸和角度的测量

针对一款手机U盘芯片的二维尺寸的测量问题,提出运用图像处理的方法,实现手机U盘芯片长度和偏角的非接触式测量。通过COMS工业相机采集到U盘芯片的背光图像,在边缘检测的基础上,用Hough变换检测和定位U盘芯片边缘直线。针对在一条边上Hough变换对应检测到多条直线的情况,本文提出采用直线参数平均法拟合边缘直线,从而获得较精准的边缘位置。通过对已知尺寸的标准块进行相机标定,由此计算出精确的U盘芯片的尺寸和倾斜角度。实验表明：该算法能够满足工程上较高精度的检测要求。     

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。     

基于边缘方向图的建筑物直线特征提取

从建筑物图像中提取直线是视觉导航、特征识别和遥感影像处理等很多应用中的关键步骤。针对复杂建筑物图像,提出了一种基于边缘方向图的直线特征提取算法。该算法在Canny边缘的基础上,提出边缘方向编码策略,能过检测9×9局部窗口内的直线,将边缘拆分成直线、曲线和点的组合,生成了一种新的直线检测辅助图像——边缘方向图,并通过分析边缘方向图中连续线边缘的方向分布,结合直线误差判别准则和稀疏直线拟合识别直线。实验结果表明:该算法的直线检测性能优于Hough变换和相位编组等经典方法,对建筑物图像的直线检测准确率高,误判率、漏检率低,算法稳健性强。     

基于空间矩的随机Hough变换检测直线

为解决随机Hough变换中无效采样和累积问题,研究了一种基于空间矩的随机Hough变换直线检测方法;利用空间矩方法进行随机采样并求取出参数空间点,将计算参数空间点的随机采样点减少到一个,最后利用随机Hough变换原理来确定真实直线;实验结果表明,基于空间矩的随机Hough变换直线检测方法相对于传统的随机Hough变换具有更好的准确性、鲁棒性和稳定性,实时性得到了较大的提高。     

根据边缘梯度方向的十字丝目标快速自动检测

根据图像中直线轮廓边缘点的灰度梯度方向一致的特性,提出了有向线段的概念并给出了限制性定义,将直线检测转化为有向线段的检测提高了检测精度和可靠性。将十字丝轮廓抽象成两组相交的有向线段,提出了一种基于随机Hough变换(RHT)的十字丝自动检测算法。实验结果表明该算法对十字丝目标的灰度、大小、形状变化具有鲁棒性,达到了十字丝目标的快速识别。     

基于模糊快速Hough变换的盘孔边界识别方法

为了快速准确地识别出某型航空发动机篦齿盘均压孔的边界,提出一种新的模糊快速Hough变换.利用局部梯度信息将检测圆所需的3D Hough变换转化为一个2D Hough变换检测圆心位置和一个1D Hough变换检测圆的半径.在检测圆心位置时,对2D参量空间进行多分辨率分级,通过迭代计算由粗到精逐步细化参量空间.采用模糊投票的方法来处理边缘像素位置和梯度方向的不确定性.通过实验对比了模糊快速Hough变换与标准Hough变换、随机Hough变换进行盘孔边界识别的效果,结果表明模糊快速Hough变换可以快速准确地识别出盘孔的边界,性能优于另外两种算法.     

印刷电路板圆孔光电图像的同心圆检测方法

为了有效地检测印刷电路板(PCB)圆孔光电图像同心圆的圆心与边缘,在Hough变换的基础上提出了一种新的同心圆检测方法。利用同心圆的几何特点对点Hough变换边缘点的点组选取方法和搜索点组的图像扫描方向进行了改进:首先由累加阵列确定同心圆的圆心,然后由圆心到各个有效边缘点距离的均值求出半径,从而检测出同心圆的圆心与边缘。对实际采集的PCB定位圆孔光电图像进行对比实验,在提高检测精度、降低内存空间、减少计算时间方面,该检测方法的优势明显。     

基于改进的概率Hough变换的直线检测优化算法

针对概率Hough变换耗费大量内存以及直线端点搜索容易受到网状聚集点干扰的缺陷,提出一种基于概率的局部Hough变换优化算法。将边界分为有序和无序两类,前者通过随机抽取采样点并结合其相邻点进行直线搜索,后者采用在随机抽取点周围建立感兴趣区域并进行局部Hough变换,检测到直线后进行全局搜索并实时修正直线斜率,对因网状聚集点产生的错误直线采用间隔计数和限制总间隔长度的方法进行排除。使用500张图片进行实验验证,算法耗时均低于概率Hough变换耗时的1/3,且对网状聚集边界点的直线错检具有较高抵抗性,检测结果比概率Hough变换直线检测更加准确,内存消耗减少超过90%以上。     

基于CCD的无接触式的物体测量

基于CCD的物体测量平台，首先对物体图像进行预处理，继而利用Canny算子提取物体边缘，再通过本文改进的Hough变换实现对被测物体边界直线检测和重构，最后通过多项式插值算法实现物体像素尺寸到物体实际尺寸的转换．实验证明，此方法能够实现无接触式物体尺寸较高精度的测量．     

基于灰度特性的海天背景小目标检测

针对复杂海天背景下的小目标检测存在海浪、云层干扰等问题,提出了先提取海天线,然后利用一维最大熵阈值分割法对出现在天空、海面或者海天线附近特定区域的目标进行检测的算法。该算法主要利用天空海面行灰度均值特性,结合梯度运算和形态学运算在海天线的潜在位置中检测边缘,进而用强鲁棒性的Hough变换直线检测法拟合海天线,实现对海天线的准确定位。实验处理分辨率为：256pixel×256pixel的位图时,定位海天线需时4．1ms,检测到目标需时5．3ms,完全满足高帧频图像处理的实时性要求。实验结果表明,该算法能够快速、准确地检测出小目标,大大降低了虚警率。     

基于Hough变换的金刚石颗粒测量方法研究

针对金刚石颗粒图像分析时的颗粒边缘非闭合性问题,本文提出了一种基于Hough变换的金刚石颗粒测量新方法。该方法首先对图像进行形态学去噪、平滑滤波和Canny边缘检测等预处理,得到金刚石颗粒图像的初始边缘曲线,然后采用Hough变换提取边缘曲线的直线特征,并通过极径和极角对多个直线特征进行判断和图形识别,得到确定的金刚石颗粒边缘轮廓,最后对得到的边缘轮廓进行拟合,测量出金刚石颗粒的粒径、椭圆度和圆度等参数大小。该方法在VC+ 环境下,用OpenCV编程技术对其进行了实验验证,结果表明：该方法可以准确快速地测量出金刚石颗粒特征参数,为金刚石颗粒的等级评定提供了技术支持。     

复杂工况下视觉AGV导航标识带中心线的提取研究

针对光照不均匀、导航标识带破损、少量杂物干扰的复杂工况条件下,对视觉AGV采集到的路面导航标识带图片进行特征提取,采用灰度化、中值滤波进行了图像预处理,研究了Otsu法和迭代法等动态阈值分割算法以及形态学在图像分割中的应用,并对预处理图像作了分割对比实验。然后对分割后的图像进行边缘提取,分析了基于最小二乘法和Hough变换算法的直线拟合原原理,提出了Hough算法下基于边缘线的中心线拟合算法,并作了直线拟合对比试验。实验表明,复杂工况下,采用基于形态学和Otsu算法相结合的方法对图像进行分割,得到的二值图像边界更完整,效果更好,基于Hough变换算法较最小二乘法能更精确有效地提取出导航标识带中心线及其方程。     

基于改进的概率Hough变换的转鼓装校技术研究

为解决裂隙灯转鼓装校时人眼对转鼓图像中的十字叉丝的中心距离计算存在的不确定性问题,提出一种基于改进的概率Hough变换的转鼓数字化装校技术。通过对原图像预处理、改进概率Hough直线检测、制定直线交点筛选规则,实现了高精度的转鼓图像十字叉丝直线检测和叉丝中心距离计算。实验表明,改进的概率Hough变换能够准确地检测图像中的十字叉丝,并将多余直线100%拟合成4条直线;利用交点筛选规则可以准确筛选出2个有效交点。该装校技术能够实现转鼓数字化装校,以数字信息来提示工人转鼓装校优劣,且能够满足转鼓生产线上的实际需求。     

利用小波降噪提高检测举重图像杠铃位置的准确性

举重是广西重点开展的一项体育运动项目。采用小波变换软阈值降噪方法对举重序列图像进行预处理,然后使用Hough变换自动检测杠铃位置,将降噪处理后自动检测的杠铃位置、没有进行降噪处理自动检测的杠铃位置分别与人工检测的杠铃位置比较,研究小波变换降噪法对提高举重序列图像杠铃位置准确性的作用。结果表明,应用小波变换软阈值法对举重图像进行降噪预处理,可以将Hough变换检测举重序列图像杠铃位置的误差由5%左右降到1%左右,可以减少Hough变换检测杠铃圆形边缘时受随机噪声点的干扰,从而减少Hough变换的运算量和计算时间。     

基于Hough变换的高精度机器视觉对准系统的研究

随着集成电路特征尺寸的不断减小,I/O引脚数日益增加。对于高密度封装,尤其是2.5D/3D封装中,电子元件和基底快速而准确的对准十分关键。利用高性能CCD搭建了一套精密的光学视觉对准系统,并采用Hough变换算法对芯片和基底进行对准试验。采集的图像经过去噪预处理后采用形态学边缘检测方法提取对齐标记,并通过Hough变换得到4组平行直线,然后计算基底的位移和旋转角度并完成对准。使用Matlab编程配准,程序运行时间约为4.2 s,旋转参数的误差小于1.2°,x和y轴的平移误差均小于1 pixel。试验结果表明基于Hough变换算法的光学视觉对准系统可以快速而精确地实现芯片和基底对准,满足IC封装需求。     

实时提取直线参数的两步算法

跑道直线参数的实时提取是反机场子弹末敏器进行末端修正的前提条件。提出了实时提取直线参数的两步法:通过采用Sobel算子细化边缘的方法来提取图像中的边缘点,计算边缘点的梯度方向直方图,确定最大的响应方向,即跑道的法线方向,同时将梯度方向不在最大响应方向的边缘点剔除;在确定了跑道方向之后,通过采用一维参数的Hough变换法来把跑道的直线参数提取出来。试验结果表明,在保证精度的情况下两步直线提取法计算量小,在DSP芯片上运行,其处理帧频可达到50帧/s,满足了实际的作战要求。     

高能闪光照相中Sobel算子的边缘检测方法

 针对高能闪光照相中投影图像的特点,对数字图像处理中具有代表性的Sobel边缘检测算法进行了分析,发现该算法存在检测出的边缘粗和人为进行阈值的选取会造成边缘点的误判的缺点;为此提出了一种阈值确定方法和基于最大梯度的定位准则算法。改进的算法实测结果表明：该方法有效地解决了Sobel算子检测出的边缘过粗的问题,得到的边缘较细,定位精确,提高了边缘检测精度,可用于高能辐射照相中的边缘提取。     

基于机器视觉的自然环境下作物行识别与导航线提取

针对基于机器视觉的农业导航机器人在图像处理时易受光照变化影响和常规导航线检测算法实时性、稳健性不高等问题,提出了YCrCg颜色模型,选择该颜色模型中与光照无关的Cg分量进行后续图像处理,采用基于二维直方图的模糊C均值聚类法(FCM)进行图像分割,并根据图像中作物行的特点,提出了基于直线扫描的作物行直线检测算法。该算法将图像底边和顶边像素点作为直线的两个端点,通过移动上下端点位置产生不同斜率直线,选择包含目标点最多的直线作为作物行中心线。实验表明,不同光照下基于YCrCg颜色模型的图像分割可以有效地识别出作物行,处理一幅640pixel×480pixel图片耗时约为16.5ms,直线扫描算法能快速准确的检测出导航线,与最小二乘法、Hough变换等算法相比具有速度快、抗干扰性强等优点。     

应用在高性能贴片机上的一种快速视觉定位算法

针对高性能贴片机须具有快速、准确的视觉定位的要求,通过改进一种混合空间增强的预处理方法,采用Hough变换与最小二乘法相结合的方法提取出了较为精确的边缘直线,实现了一种利用十字叉标记几何信息,并能进行快速对准的算法。实验结果表明,该算法具有较快的速度,对比例变化和局部残缺不敏感。     

复杂背景下钢索图像的纹理分割与边界识别

 针对复杂背景下钢索图像难以准确分割的问题,提出一种基于纹理分析的钢索图像分割与边界识别方法.采用基于模糊Hough变换的纹理方向检测方法确定钢索走向,利用边缘方向密度直方图作为纹理特征,对与钢索纹理方向相应的边缘方向赋予不同权重,抑制纹理分割中背景的干扰,对钢丝绳图像进行聚类分割,采用检测平行直线的方法确定其边界,并根据算法参量对边界进行修正.在实验中,对比了边缘方向密度直方图特征与灰度共生矩阵、局部二值模式在钢索图像纹理分割中的结果与计算时间,结果表明边缘方向密度直方图特征计算速度快、受背景干扰小,分割准确率高.本文方法无须预先训练,受背景干扰小,可以准确地识别出钢索并确定其边界,能满足钢丝绳视觉检测的要求.