形狀圖像檢測技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、在日常生活中，形狀是描述物體信息的一個重要參數(shù)。在機(jī)器視覺和圖像測控識別領(lǐng)域中，形狀是圖像中最顯著的核心特征之一，本文主要研究和討論形狀圖像。圖像形狀中有意義的視覺信息多數(shù)包含在運動之中，在一些動態(tài)的檢測場合需要對序列圖像的相關(guān)性進(jìn)行分析和融合，來實現(xiàn)對運動目標(biāo)特征的檢測和運動參數(shù)估計。本文的重點是通過對多幀序列相關(guān)圖像進(jìn)行處理和分析，提高自動檢測算法的準(zhǔn)確性和實時性。
　　 現(xiàn)代制造業(yè)在產(chǎn)品大批量生產(chǎn)和檢測過程中，對產(chǎn)品的質(zhì)量

2、和生產(chǎn)效率要求越來越高，人工檢測等傳統(tǒng)手段已不能滿足企業(yè)的需要。本文以羽毛球在自動化生產(chǎn)過程中的風(fēng)洞飛行性能檢測作為應(yīng)用背景，對形狀序列圖像處理和分析中的一些關(guān)鍵問題進(jìn)行研究，通過非接觸式機(jī)器視覺圖像檢測的方法對羽毛球進(jìn)行在線性能檢測，主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點歸納如下:
　　 1.對形狀序列圖像進(jìn)行特征提取，通過形狀分割、二值化、特征點定位等圖像處理技術(shù)，提取羽毛球形狀信息的特征。通過圖像的幾何分布特征求得二維投影形狀圖像對稱性的度

3、量，獲得客觀反映羽毛球運動中偏擺傾斜程度的參數(shù)指標(biāo)，測量風(fēng)洞羽毛球運動過程中偏擺度。
　　 2.利用序列圖像處理技術(shù)測量目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)速，提出相關(guān)圖像目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角度估計的幾種算法并進(jìn)行分析比較，即基于形狀幾何物理意義的主軸質(zhì)心法、基于Zernike矩的角度估計算法和基于相關(guān)圖像匹配旋轉(zhuǎn)角度估計算法。從算法的實時性和準(zhǔn)確性方面考慮，先用低階矩的主軸質(zhì)心法確定夾角的大致范圍，進(jìn)行粗匹配，再在極坐標(biāo)映射下對形狀區(qū)域進(jìn)行等間距采樣，提取形

4、狀的特征曲線函數(shù)，然后用歸一化積相關(guān)的匹配度量函數(shù)進(jìn)行平移精匹配，在設(shè)定角度范圍內(nèi)，匹配搜索局部最優(yōu)解，確定目標(biāo)的旋轉(zhuǎn)夾角。本算法在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能對具有明顯特征點的羽毛球進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量，具有一定的實用參考價值。
　　 3.基于并行處理思想，本文設(shè)計一種序列圖像運動目標(biāo)檢測系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，用于羽毛球風(fēng)洞在線檢測，給出具體的硬件架構(gòu)，同時利用多線程技術(shù)實現(xiàn)軟件解決方案，借助計算機(jī)多核心處理平臺的優(yōu)勢大大提高系統(tǒng)的檢測效率。通過測量羽