數(shù)字圖像偽彩色增強(qiáng)方法在巖土CT圖像分析中的應(yīng)用

色調(diào)是反映彩色圖像中色彩信息的重要參數(shù),為了在進(jìn)行圖像效果增強(qiáng)的同時(shí)保持色調(diào)不變,通常的做法是先把圖像從rgb轉(zhuǎn)化到his色彩空間,然后在保持h變量(色調(diào))不變的情況下,進(jìn)行i(亮度)的增強(qiáng)。但是由于這種方法需要進(jìn)行色彩空間的相互轉(zhuǎn)化,大大增加了計(jì)算量。文章通過對(duì)簡化his模型的分析,提出了一種直接對(duì)r、g、b分量進(jìn)行處理的彩色圖像增強(qiáng)方法。該方法可以運(yùn)用已有灰度圖增強(qiáng)算法進(jìn)行彩色圖像的增強(qiáng),由于不需要進(jìn)行色彩空間的轉(zhuǎn)化,大大減少了計(jì)算量。fpga可用來并行實(shí)時(shí)處理海量的圖像數(shù)據(jù),文章利用fpga的這一特點(diǎn)作為實(shí)時(shí)圖像直方圖均衡增強(qiáng)算法的解決方案,并通過改進(jìn)直方圖均衡圖像增強(qiáng)算法使其在fpga中具體實(shí)現(xiàn),可用于實(shí)時(shí)性要求高的led屏顯示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方案使彩色圖像的增強(qiáng)效果明顯,運(yùn)行效率高。

首先對(duì)計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)(ct技術(shù))原理進(jìn)行了簡單的介紹,基于圖形圖像處理技術(shù),引入了數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中圖像平移、反射、腐蝕、膨脹等運(yùn)算方法,基于定義的興趣域邊界提取算法和形狀因子實(shí)現(xiàn)了其幾何測量和空間描述,定量分析了ct圖像興趣域的空間物理特性。該方法異于以往數(shù)學(xué)建模的思路,而是借用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中空間幾何描述的思想,以實(shí)現(xiàn)對(duì)巖土體中的天然缺陷及其演化過程進(jìn)行合理刻畫。該項(xiàng)工作對(duì)于推動(dòng)巖土工程ct圖像定量化描述具有一定意義。

本文針對(duì)城市建筑密度加大,建筑日照分布日益惡化,現(xiàn)在日照分析方法比較復(fù)雜的情況,引入了一種新的日照分析方法。即基于數(shù)字圖像的分析方法,采用建筑數(shù)字模型、陰影求解分析等,擬為設(shè)計(jì)者在城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)過程中遇到建筑日照問題時(shí),提供參考。

針對(duì)夜視融合圖像通常存在細(xì)節(jié)不夠豐富、目標(biāo)對(duì)比度低的問題,為了獲得更為理想的圖像增強(qiáng)效果,提出一種新穎的基于非下采樣輪廓波變換(nsct)的夜視圖像彩色融合方法.構(gòu)建了基于s函數(shù)與子圖局部方差信息的可變加權(quán)融合策略,在nsct域內(nèi)實(shí)現(xiàn)可見光及紅外源圖像的自適應(yīng)融合;將得到的融合圖像與源圖像進(jìn)行組合并映射至yuv顏色空間,生成偽彩色融合圖像;再運(yùn)用顏色傳遞技術(shù)獲得重染色的彩色融合圖像.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法既能豐富彩色融合圖像的細(xì)節(jié),又能提高其亮度對(duì)比度和目標(biāo)的可探測性,增強(qiáng)了觀察者對(duì)場景的理解.

1 目錄 一、目的與要求————————————————————————————2 二、課程設(shè)計(jì)選題的背景意義——————————————————————3 三、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及基本原理—————————————————————4 四、總體方案設(shè)計(jì)———————————————————————————5 五、測試和調(diào)試————————————————————————————7 六、總結(jié)與體會(huì)————————————————————————————16 七、參考文獻(xiàn)—————————————————————————————17 2 一、目的與要求 1、課程設(shè)計(jì)目的 （1）、提高分析問題、解決問題的能力，進(jìn)一步鞏固數(shù)字圖像處理系統(tǒng)中的基本原理和 方法。 （2）、熟悉掌握一門計(jì)算機(jī)語言，可以進(jìn)行數(shù)字圖像應(yīng)用處理的開發(fā)設(shè)計(jì)。 2、課程設(shè)計(jì)任務(wù) （1）、對(duì)加有高斯、椒

《數(shù)字圖像處理》課程設(shè)計(jì) 班級(jí)________計(jì)科11203班________ 姓名_____張琳琳________ 學(xué)號(hào)___1104685003_________ 任課老師______李敏__________ 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、任務(wù)要求 （1）實(shí)現(xiàn)圖像處理的基本操作 學(xué)習(xí)使用matlab圖像處理工具箱，利用imread（）語句讀入圖像，例如 image=imread（flower.jpg），對(duì)圖像進(jìn)行顯示(如imshow（image）)和保存。 學(xué)習(xí)使用cimg類，調(diào)用類成員函數(shù)attachfromfile加載位圖，savetofile 保存位圖到文件。 （2）圖像處理算法的實(shí)現(xiàn)與顯示 1、圖像點(diǎn)運(yùn)算算法設(shè)計(jì) a)灰度對(duì)數(shù)變換 b)分段線性變換 c)灰度域值變換 d)直方圖均衡化 2、圖像平滑算法的設(shè)計(jì) a)高斯平滑 b)

由于空中目標(biāo)測量圖像灰度往往不均衡,采用傳統(tǒng)彩虹碼進(jìn)行偽彩色變換時(shí)往往造成色彩分布極不均勻,整幅圖像僅僅顯示一、二種顏色?；诖藛栴},本文根據(jù)測量圖像灰度分布特性,利用自適應(yīng)閾值理論,對(duì)傳統(tǒng)彩虹編碼進(jìn)行改造,提出了一種基于測量圖像的自適應(yīng)偽彩色編碼方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:變換后得到的偽彩色色彩豐富,完整地覆蓋了全部有效灰度范圍,且算法具有較好的自適應(yīng)性。

提出了一種基于數(shù)字圖像的非均質(zhì)巖土工程結(jié)構(gòu)的二維數(shù)值分析方法。以花崗巖為例,先將巖石的表面圖像導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中;然后采用基于彩色空間的數(shù)字圖像技術(shù)將組成花崗巖的幾種主要材料:長石、石英和黑云母一一分辨出來并再現(xiàn)巖石的細(xì)觀結(jié)構(gòu);再通過一個(gè)簡單的線性轉(zhuǎn)換,將圖像細(xì)觀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為矢量細(xì)觀結(jié)構(gòu);最后,巖石的矢量細(xì)觀結(jié)構(gòu)可以與數(shù)值計(jì)算方法——有限元法或有限差分法結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)非均質(zhì)巖石材料的力學(xué)分析。采用有限差分法flac程序來分析巖石的破壞過程。傳統(tǒng)室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)值模擬表明材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)力分布和破壞模式有著明顯的影響,基于數(shù)字圖像的數(shù)值分析方法可以真實(shí)地實(shí)現(xiàn)巖土工程材料的非均質(zhì)分析。

為了準(zhǔn)確高效地測量巖土體裂隙的各形態(tài)參數(shù),結(jié)合計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理技術(shù),提出一整套裂隙圖像計(jì)算機(jī)識(shí)別和定量分析方法。通過對(duì)含有裂隙的圖像進(jìn)行二值化、橋接、去雜、智能識(shí)別等操作,獲取裂隙網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以及各裂隙的主干,進(jìn)而提取裂隙的寬度、長度、方向等裂隙形態(tài)參數(shù),實(shí)現(xiàn)了裂隙圖像的計(jì)算機(jī)定量分析。在此基礎(chǔ)上提出一種評(píng)價(jià)裂隙網(wǎng)絡(luò)連通性的方法。基于該技術(shù)思路開發(fā)的巖土體裂隙圖像處理系統(tǒng)(cias)被成功應(yīng)用于土體干縮裂隙圖像的識(shí)別和形態(tài)定量分析研究中。研究表明,該方法可以更加科學(xué)、高效地提取巖土裂隙形態(tài)參數(shù),為裂隙的定量分析和評(píng)價(jià)提供了可靠依據(jù)。

本文提出了利用數(shù)字圖像處理技術(shù)即形心搜索法測量梁體局部表面位移的光力學(xué)檢測方法。并且,把形心搜索法和有限元位移模式相結(jié)合進(jìn)一步求出了梁體局部表面位移場和應(yīng)變場。較其他光學(xué)測試方法如云紋干涉法,具有較高的實(shí)用性和很高的計(jì)算速度

隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展,大型高架橋梁的建設(shè)也逐年增多,由橋梁引發(fā)的船撞橋事故也屢次發(fā)生,解決橋梁的防撞問題已經(jīng)變得極為迫切,大橋抵抗船舶撞擊的問題逐漸成為困擾橋梁工程師的一個(gè)難題.數(shù)字圖像測量方法在橋梁防撞工程中具有廣闊的應(yīng)用前景.本文提出一種以高速相機(jī)拍攝船體移動(dòng)目標(biāo),進(jìn)一步結(jié)合數(shù)字圖像處理方法測定船體運(yùn)動(dòng)軌跡的新方法,從而可以預(yù)判船撞橋的風(fēng)險(xiǎn),在船撞橋前提出預(yù)警,進(jìn)而對(duì)橋梁進(jìn)行保護(hù).

闡述了數(shù)字圖像相關(guān)測量方法的基本原理和特點(diǎn),介紹了其相關(guān)測量方法在航天器結(jié)構(gòu)微變形領(lǐng)域的應(yīng)用。設(shè)計(jì)了一種基于數(shù)字圖像相關(guān)測量原理的結(jié)構(gòu)微變形測量方法,通過測量對(duì)某相機(jī)安裝平臺(tái)相對(duì)形變和某載荷適配結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性的兩個(gè)試驗(yàn),驗(yàn)證了該測量方法的可行性與正確性,其測量精度可達(dá)到5μm。該方法在航天器大尺寸結(jié)構(gòu)微變形測量中得到了較好地應(yīng)用。

城市建筑群室外熱環(huán)境數(shù)字圖像分析——本文針對(duì)國內(nèi)城市化過程中出現(xiàn)的室外熱環(huán)境問題，以城市建筑群室外熱環(huán)境為研究對(duì)象，結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)，分析了建筑群中不同區(qū)域空氣溫度、地面溫度的分布情況，為城市建筑群室外熱環(huán)境的前期規(guī)劃工作提供參考。

利用最新研制加載設(shè)備結(jié)合醫(yī)用ct采集了單軸靜壓作用下的混凝土ct縱斷面圖像。對(duì)常用的圖像邊緣提取方法和圖像差值方法在混凝土ct圖像處理上的應(yīng)用進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)常用方法處理結(jié)果受混凝土ct圖像分辨率影響較大?；诖?提出一種基于模擬退火算法的改進(jìn)metropolis算法對(duì)混凝土ct圖像進(jìn)行分割并分析了裂紋在混凝土縱斷面破損演化的過程。結(jié)果表明,采用的算法可以有效地對(duì)混凝土ct圖像進(jìn)行分割,有助于混凝土細(xì)觀破裂研究。

結(jié)合傳統(tǒng)土地級(jí)別劃分方法的優(yōu)點(diǎn),本文研究了將定級(jí)工作中的多因素層網(wǎng)格與多波段圖像對(duì)應(yīng)起來,形成運(yùn)用圖像分析方法處理土地級(jí)別劃分的理論模型,把“監(jiān)督分類”與“非監(jiān)督分類”的思想引入到定級(jí)區(qū)域的劃分中來,充分發(fā)揮圖像分析在多維分析方面算法成熟、手段多樣的優(yōu)點(diǎn),從而能夠更加科學(xué)準(zhǔn)確地進(jìn)行定級(jí)區(qū)域劃分的工作。

巖土ct圖像中裂紋的形態(tài)學(xué)測量——利用計(jì)算機(jī)層析成像(ct)技術(shù)提供的巖土體損傷破裂演化圖像，定義每一點(diǎn)的ct數(shù)變化量為該像素點(diǎn)ct數(shù)與其后緊鄰的像素點(diǎn)、其下緊鄰的同列像素點(diǎn)的ct數(shù)差的絕對(duì)值中的較大值。

針對(duì)玻璃絕緣子的多環(huán)狀凹槽結(jié)構(gòu)在圖像中形成的光折射環(huán)帶掩蓋氣泡、裂縫等缺陷,從而降低成像清晰度及易導(dǎo)致缺陷的誤判、漏判的問題,提出通過頻域?yàn)V波實(shí)現(xiàn)玻璃絕緣子圖像增強(qiáng)的技術(shù)方案.分析氣泡和裂縫的缺陷特性,對(duì)氣泡采用同態(tài)濾波,對(duì)裂縫采用高頻加強(qiáng)濾波,以達(dá)到抑制光折射環(huán)帶所形成的復(fù)雜背景和突顯上述兩類缺陷的目的.試驗(yàn)結(jié)果證明,頻域?yàn)V波能有效增強(qiáng)圖像中缺陷部分的細(xì)節(jié)信息,利于后續(xù)的圖像分割和缺陷識(shí)別,提高玻璃絕緣子質(zhì)量檢測的正確率.

在水利樞紐視頻監(jiān)視監(jiān)控系統(tǒng)中，所采集的監(jiān)視圖像，除有一般的工業(yè)監(jiān)視圖象特點(diǎn)外，由于戶外風(fēng)塵雨霧及交流供電電源的波動(dòng)，使得圖象質(zhì)量有時(shí)很差，僅采用傳統(tǒng)的預(yù)處理方法難于奏效。粗糙集理論是一種新的處理含糊和不確定性問題的數(shù)學(xué)工具，本文提出一種基于粗糙集的圖象增強(qiáng)新方法，該方法按條件屬性，將一幅圖象劃分為不同的子圖，然后對(duì)子圖分別作對(duì)比度增強(qiáng)，增強(qiáng)圖象的效果較為理想，滿足了工程上的要求。

提出一種新的電鍍金剛石工具鍍層與基體結(jié)合強(qiáng)度測試方法。分別制備了亮鎳和添加稀土的電鍍結(jié)合劑鍍層。鍍層試件經(jīng)過制斑與加載,經(jīng)ccd采集成為數(shù)字圖像,通過數(shù)字圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算,尋找到試件加載變形后的數(shù)字圖像采集區(qū)域,從而計(jì)算出采集區(qū)域內(nèi)的位移和應(yīng)變。通過鍍層與基體界面處應(yīng)變的變化,分析鍍層的結(jié)合狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果,鎳-鑭鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng)度高于亮鎳鈹層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。研究結(jié)果表明利用數(shù)字圖像相關(guān)方法測量鍍層與基體結(jié)合強(qiáng)度是一種簡單有效的方法。

數(shù)字圖像測量技術(shù)在土工三軸試驗(yàn)中的應(yīng)用研究——將數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用于土工三軸試驗(yàn)土樣變形測量，提供了一種新的非接觸變形測量手段?？上齻鹘y(tǒng)三軸系統(tǒng)的變形測量誤差，可測量土樣任意部分的局部變形、剪切帶的形成和發(fā)展過程，可定量分析橡皮膜嵌入的影...

針對(duì)傳統(tǒng)圖像增強(qiáng)算法在處理有大量噪聲、光照不足或不均勻的圖像,尤其是實(shí)際現(xiàn)場的帶鋼表面圖像時(shí)效果較差的問題,提出基于小波變換的圖像增強(qiáng)算法,將其應(yīng)用于冷軋帶鋼表面缺陷圖像的增強(qiáng)中。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法的增強(qiáng)效果和抗噪性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)算法。

精確識(shí)別細(xì)胞的前提是細(xì)胞采樣。利用圖像矩的旋轉(zhuǎn)不變性和平移不變性,提出利用圖像矩的概念對(duì)細(xì)胞進(jìn)行采樣處理,進(jìn)而提取細(xì)胞的相關(guān)數(shù)學(xué)參數(shù)。首先利用動(dòng)態(tài)閾值的方法分割灰度化后的細(xì)胞圖像;然后利用圖像細(xì)化算法對(duì)粘連細(xì)胞進(jìn)行分割處理;最后利用圖像矩提取樣本細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)證明該方法有較好的穩(wěn)定性和魯棒性。