基于螺旋相位的運動物體邊緣提取技術研究.pdf

1、邊緣提取技術是光信息處理中的一項重要的技術。常用的運動物體邊緣提取方法有計算機處理法和傳統(tǒng)光學濾波法等。常規(guī)的計算機處理法是將運動目標從連續(xù)的視頻圖像中提取出來，并利用大量的算法進行試驗，對目標物體進行邊緣提取，系統(tǒng)簡單，但計算過程復雜，運算量大，實時性差。傳統(tǒng)的光學濾波法是在攝像機鏡頭前放置恰當?shù)母咄V波片，有利于突出樣品的細節(jié)部分，實時強，但受外界環(huán)境影響嚴重，且在不同環(huán)境下對不同物體進行邊緣提取時，需要更換不同的濾波片。
　

2、　課題“基于螺旋相位的運動物體邊緣提取技術研究”的目的是綜合計算機處理法和光學濾波法的優(yōu)點，將多媒體視頻分解成圖片，利用計算機構造螺旋相位虛擬光學環(huán)境對運動目標進行邊緣提取，為高效、實時的運動物體邊緣提取方法提供理論依據(jù)和前期準備工作。本課題主要研究內(nèi)容如下：
　　課題從圖像邊緣提取的基本理論入手，利用傳統(tǒng)圖像邊緣檢測算子進行仿真實驗，實驗結(jié)果顯示這些方法存在對噪聲敏感、受到外界條件限制、需要人為設定閾值、容易發(fā)生錯檢、漏檢等缺點

3、，因此本文提出構造基于徑向希爾伯特理論的螺旋相位虛擬光學系統(tǒng)對運動物體進行邊緣提取，這是由于徑向希爾伯特變換的螺旋相位濾波器可以對圖像進行各個方向的均勻的邊緣提取。在給出傳統(tǒng)螺旋相位濾波器基本理論及輸出特性基礎上，基于液晶空間光調(diào)制器構造了螺旋相位濾波成像系統(tǒng)，通過光學實驗驗證各螺旋相位濾波器對靜態(tài)目標邊緣檢測特性。由于傳統(tǒng)螺旋相位濾波器存在次級大的原因?qū)⒏倪M型螺旋相位濾波理論與數(shù)字圖像處理方法相結(jié)合，在VC++(Microsoft V

4、isual C++)編程環(huán)境下編寫可執(zhí)行文件，過程如下：先將視頻進行分解獲得單張圖像、對圖像進行預處理、提取目標物體、分別利用高通螺旋相位濾波器、升余弦螺旋相位濾波器對各幀圖像進行頻譜濾波，實現(xiàn)對任意形狀的物體等方向上二維邊緣提取，獲得清晰連續(xù)的物體邊緣圖像，并將所得圖像進行合成，進而獲得具有邊緣信息的運動物體的視頻資料。該方法具有非接觸、操作簡便、測量速度快、易于在計算機控制下實行自動化測量等優(yōu)點。實驗證明了利用該方法可以有效獲取圖像