计算机视觉技术的发展及应用

计算机视觉技术的发展及应用作者：陈丹，CHENDan作者单位：武汉软件工程职业学院,湖北,武汉,430205刊名：电脑知识与技术英文刊名：COMPUTERKNOWLEDGEANDTECHNOLOGY年，卷(期)：2008，4(35)被引用次数：0次参考文献(10条)1.朱虹数字图像处理基础20052.夏良正数字图像处理19993.贾云得机器视觉20004.陈兵旗.孙明VisualC++实用图像处理20045.王永强工业图像在线识别中的一种有效方法19986.毛文华.王一鸣.张小超实时识别行间杂草的机器视觉系统[期刊论文]-农业工程学报2003(05)7.杨枝灵.王开VisuMC++数字图像获取处理及实践应用20038.李炜.黄心汉.王敏一种快速Hough变换改进算法及其在图像边缘检测中的应用1999(06)9.邓继忠.张秦岭.罗锡文计算机视觉技术在农产品品质检测中的应用2002(02)10.吴冰.秦志远自动确定图像二值化最佳阀值的新方法[期刊论文]-测绘学院学报2001(12)相似文献(10条)1.学位论文陈世哲基于计算机视觉的HIFU技术中肿瘤图像处理及定位的研究2002在高强度超声聚焦（High-intensityfocusedultrasound,简称HIFU）技术中,对超声图像进行清晰化处理和图像分析是其基础和关键技术,它对于HIFU设备的后续工作,如医生对病情的诊断、治疗,起着重要的作用.该文首先概述了高强度超声聚焦技术治疗肿瘤的基本机理及其在治疗过程中常用的几种肿瘤定位方法,并在此基础上综合比较分析,确定了该文所采用的一种适用于HIFU设备的全新肿瘤定位方法--图像三维重构方法.根据图像三维重构方法,该文首先研究了超声图像的特性和图像处理的理论、算法,并在此基础上,运用计算机视觉和数字图像处理的理论知识和方法,对超声图像进行了平滑、滤波、图像增强、对比度调整、二值化及边缘检测等一系列的图像处理和分析工作,最后得到了各个扫描切片上的较清晰的超声图像和其上的大致的肿瘤轮廓边缘.接下来,该文对于计算机辅助设计中的反求问题（ReverseEngineering）做了研究,并运用基于图像的重组方法对上述得到的肿瘤图像在合理的人机交互下,进行了三维重构,得到了肿瘤的三维立体图像,使医生对病情有一个总体的把握,并进而确定出了治疗切片和治疗点,实现了治疗肿瘤的目的.此外,该文对于医疗信息化管理做了研究,并在上述研究结果的基础上,初步建立了病人病历管理系统数据库,实现了病历管理的数字化.2.学位论文沈满德基于计算机视觉的破片参数精密测量技术研究2008破片参数测量是武器研发与定型时不可缺少的环节。弹丸爆炸后产生的破片数量大，待测参数多，测量任务非常繁重。传统的人工测量法和光电测量法效率低、人为误差大、自动化程度低，难以满足不断发展的测量需求。计算机视觉检测技术是以现代光学为基础，融光电子学、计算机图像学、信息处理、计算机视觉等科学技术为一体的现代检测技术，具有非接触、全视场、速度快、精度高等优点，具备在线检测、实时分析、实时控制的能力，在军工、机械、电子、农业、医学等领域得到了广泛的应用。计算机视觉检测技术的相关原理与算法可用于破片参数测量系统，从而有效提高系统的测量速度和测量精度。br　　本研究论文根据南京理工大学机械工程学院实验室建设项目“破片参数测量系统的研制”立题，旨在研制一套高速度、高精度的破片参数测量系统。本文通过对计算机视觉检测技术的研究，将该技术中的先进算法与原理用于破片参数测量系统中，以达到系统对测量速度和测量精度的要求。br　　研究过程中参阅了大量文献，对破片参数测量系统的国内外研究状况进行了调研，深入分析了研制该系统的难点，提出了将计算机视觉检测技术的先进算法和原理用于破片参数测量系统的研制思路。概述了计算机视觉检测技术的发展历程、国内外研究现状及发展趋势，明确了检测精度和检测速度两大关键因素对视觉检测系统的重要影响。论文内容主要涉及破片参数测量模型、测量方法、系统组成、精度分析，以及计算机视觉检测中的图像处理、系统标定等关键技术。br　　本文建立了破片迎风面积的测量模型，以正二十面半空间的16个特定方向模拟破片飞行过程中迎风面的取样方向，分别测量破片在这16个方向的投影面积。根据测量模型，构建了基于计算机视觉的破片参数测量系统，该系统由目标照明单元、载物台单元、机械传动单元、光学成像单元、电控单元、软件单元六大模块组成。摄像机在取样方向上采集破片的投影图像，经图像处理求得图像面积，最后根据像素的面积当量将图像面积换算成破片的迎风面积。为了达到单个破片测量时间小于35秒的技术要求，本文采用了四台摄像机并行工作的方式，大大节省了摄像机移动时间。系统软件中采用了多线程技术，使系统主线程与图像处理线程并行，大幅提高了测量速度。br　　数字图像处理是计算机视觉检测的核心内容，对系统的测量精度和测量速度具有决定性的作用。本文着重论述了图像处理中的滤波、阈值分割和边缘检测三方面的内容，提出了适用于破片参数测量系统的图像处理方法。由于景深的限制，系统所采集的图像普遍存在离焦模糊现象，此模糊量会引起较大的面积测量误差。本文提出了两种图像处理方法用来修正离焦图像引起的面积测量误差，一种基于图像梯度最大值，另一种基于边缘检测。实验结果表明，两种修正方法均能达到系统要求的测量精度。br　　在计算机视觉检测中，摄像机标定是一项非常关键的内容。由于摄像机光学系统并不是精确地按小孔成像模型工作，存在着图像畸变。在高精度测量时，需要对图像畸变进行校正。本文分析了镜头畸变产生的原因，介绍了用网格法校正图像畸变的原理。传统摄像机标定方法实时性差，在实际应用中较难实现。本文针对待测物的特点，提出了一种简便、实用而又不失精度的标定方法——特征参照物标定法。该方法不需要标定摄像机内外13个参数，只需标定CCD像元的物理面积当量。实验结果表明，该标定方法具有很高的精度，且不增加图像处理的时间。br　　测量精度是破片参数测量系统最重要的技术指标之一。本文采用不确定度理论对系统精度进行了分析。系统的随机误差主要有系统噪声、测量模型原理误差、旋转台定位误差、离焦成像引起的误差和图像分割误差。对上述各随机误差进行了详细分析，计算了各种误差的不确定度，通过不确定度的合成得到了系统的总不确定度。br　　本文采用实验的方法对系统的测量精度和重复精度进行了验证。按不同的长细比和不同的最大迎风面积设计了四个实验。实验结果表明：平均迎风面积的最大误差小于1.38％，重复测量的最大偏差小于0.03％，测量精度符合并优于技术指标要求。测量结果还表明：破片长细比越小，测量精度越高。br　　最后总结了本课题的研究成果及创新点，并对今后的工作提出了建议。3.期刊论文刘洁.冯贵玉.张汗灵.LiuJie.FengGui-yu.ZhangHan-ling一种图像处理和计算机视觉的开发工具-计算机仿真2006,23(11)该文探讨了可用于图像处理与计算机视觉编程的强大类库OpenCV,该类库使用起来极为方便,利用OpenCV中的数字图处理和计算机视觉的函数处理相关问题变得很简单.该文首先介绍OpenCV的强大功能以及研究的意义,然后介绍了OpenCV新版本的一些特点,并且讨论在VC++环境下的软件设置问题,最后给出了典型的图像处理的实例.随着计算机视觉和数字图像处理技术不断深入各个领域,OpenCV为VC++编程处理数字图像提供了极大的方便,具有广阔的应用前景,该文对于图像处理与计算机视觉方面的应用设计以及研究开发都将具有重要参考价值.4.学位论文杨海英基于图像处理的体表损伤测量系统的研究2009在体表损伤司法鉴定中，由于人体表面及其损伤的形态极不规则，目前尚无统一规范的测算方法。传统测算方法操作繁琐、结果不准确且易受主观或人为因素干扰，常导致多家法医重复鉴定，在一定程度上影响了有关标准和法律的正确执行。另外，传统的测量方法多为接触性操作，对新型创伤不符合临床诊疗常规，对某些部位损伤的测定也不方便。目前已有的基于图像处理技术的非接触性测量多为二维测量，精确度不高。鉴于此，本文开展了基于计算机视觉的三维测量的体表损伤测量系统的研究。本文借助基于计算机视觉的三维测量中立体视觉测量技术，用VC++2008开发出测量体表损伤面积和长度的软件系统，包含了图像预处理、数码相机内外部参数标定、图像特征提取和匹配、图像分割、特征点三维坐标计算、损伤部位的面积和长度计算等多项功能。通过计算损伤部位匹配点的三维空间坐标来计算损伤部位的参数，为体表损伤三维测量作了初步探索。图像分割是图像处理过程中最困难也最为关键的环节，也是本文体表损伤测量系中至关重要的一步，是本文研究的重点。基于活动轮廓模型的目标分割、物体跟踪方法是近十几年来图像和视频领域研究的热点，因为活动轮廓模型可以将待处理问题的先验知识与各种图像处理算法有效地融合在一起，所以比以往的计算机视觉理论有更强的实用性。C—V方法是几何活动轮廓模型里的一类，是一种变分水平集分割方法，它结合区域信息使分割结果全局最优，同时采用水平集函数的表达方式，可以非常自然地处理轮廓线拓扑结构的变化。针对体表损伤图像边界模糊、损伤部位象素和背景象素的灰度值互有交叉相等等特点，本文认真研究了活动轮廓模型和水平集图像分割方法，改进了C—V方法中符号距离函数的快速生成方法，并把它应用到体表损伤图像分割中，取得了不错的分割效果。采集图像的设备的标定、图像特征匹配、匹配点三维空间坐标的计算、以及损伤面积和长度的测量是基于计算机视觉的体表损伤测量系统的重要组成部分。立体匹配是计算机视觉和数字图像处理中的一个很重要的研究内容，本文深入分析了区域匹配、特征匹配和相位匹配，以及各种常用的特征匹配算法，选择了SIFT特征匹配算法，试验表明，SIFT算法对于体表损伤图像匹配有较好的适用性；由于价格上优势以及可直接与计算机通讯等快捷、方便、适用性，本文采用数码相机作为体表损伤图像的采集设备，在深入分析数码相机成像原理和认真比较国内外诸多标定方法的基础上，本文选择基于直角三角形的数码相机标定方法；根据数码相机成像模型，本文采取从两个方向拍摄体表损伤部位，得到两幅体表损伤图像，对两幅图像进行匹配后，分割第一幅图像，然后采取利用矩阵运算解方程组的形式求解分割目标内匹配点的三维空间坐标；最后对这些点进行Delaunay三角剖分，利用所有三角形面积加和计算出损伤部位的面积及长度。5.学位论文刘康华基于计算机视觉的钻尖参数检测系统的研究2009钻尖几何参数的检测是钻头制造和重磨中的重要工序，钻尖的几何参数决定了钻尖切削部分的形状，是保证钻尖切削性能和产品加工质量的关键。多刃多尖钻尖因其结构复杂、角度较多，采用传统的万能工具显微镜已不能完全满足其测量要求。随着计算机视觉技术和数字图像处理技术的不断发展，使得采用计算机视觉技术和图像处理技术对物体几何参数进行非接触测量成为现代精密测量的发展方向。本文分析了钻尖视觉检测的原理，同时对钻尖的视觉检测方法和系统结构进行了分析，提出了基于计算机视觉钻尖参数检测方法。在此基础上对钻头参数视觉检测中的图像处理关键技术进行了研究，介绍了数字图像处理技术的研究内容及其在工程应用中的优点。对钻尖图像灰度化处理、中值滤波、边缘提取和细化处理中的各种算法进行了分析，尤其对与检测精度和钻尖几何参数计算密切相关的边缘提取算法进行了重点分析，并从中总结出了适用于钻尖参数视觉检测的一整套图像处理方法。最后对摄像机的像素尺寸当量进行了标定，对影响钻尖视觉检测精度的因素进行了分析，并提出了相关解决方法。根据钻尖视觉检测原理和相关图像处理算法，本文设计了基于计算机视觉与图像处理的非接触式多刃多尖钻尖几何参数测量系统。结合VisualC++和OpenCV编写了相应的便捷的软件操作界面。被测钻尖放在带有回转工作台的V型块上，该系统利用光学变倍镜头、CCD摄像机和图像采集卡，将钻尖被测部分图象实时显示在计算机屏幕上。操作软件进行图像处理，提取钻尖图像中被测要