形狀圖像檢測(cè)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(gè)重要參數(shù)。在機(jī)器視覺(jué)和圖像測(cè)控識(shí)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(jué)信息多數(shù)包含在運(yùn)動(dòng)之中，在一些動(dòng)態(tài)的檢測(cè)場(chǎng)合需要對(duì)序列圖像的相關(guān)性進(jìn)行分析和融合，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)特征的檢測(cè)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)估計(jì)。本文的重點(diǎn)是通過(guò)對(duì)多幀序列相關(guān)圖像進(jìn)行處理和分析，提高自動(dòng)檢測(cè)算法的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。
　　 現(xiàn)代制造業(yè)在產(chǎn)品大批量生產(chǎn)和檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量

2、和生產(chǎn)效率要求越來(lái)越高，人工檢測(cè)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(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中的風(fēng)洞飛行性能檢測(cè)作為應(yīng)用背景，對(duì)形狀序列圖像處理和分析中的一些關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行研究，通過(guò)非接觸式機(jī)器視覺(jué)圖像檢測(cè)的方法對(duì)羽毛球進(jìn)行在線性能檢測(cè)，主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)歸納如下:
　　 1.對(duì)形狀序列圖像進(jìn)行特征提取，通過(guò)形狀分割、二值化、特征點(diǎn)定位等圖像處理技術(shù)，提取羽毛球形狀信息的特征。通過(guò)圖像的幾何分布特征求得二維投影形狀圖像對(duì)稱性的度

3、量，獲得客觀反映羽毛球運(yùn)動(dòng)中偏擺傾斜程度的參數(shù)指標(biāo)，測(cè)量風(fēng)洞羽毛球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中偏擺度。
　　 2.利用序列圖像處理技術(shù)測(cè)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(jì)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(jì)算法和基于相關(guān)圖像匹配旋轉(zhuǎn)角度估計(jì)算法。從算法的實(shí)時(shí)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(duì)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(duì)具有明顯特征點(diǎn)的羽毛球進(jìn)行轉(zhuǎn)速測(cè)量，具有一定的實(shí)用參考價(jià)值。
　　 3.基于并行處理思想，本文設(shè)計(jì)一種序列圖像運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，用于羽毛球風(fēng)洞在線檢測(cè)，給出具體的硬件架構(gòu)，同時(shí)利用多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟件解決方案，借助計(jì)算機(jī)多核心處理平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)大大提高系統(tǒng)的檢測(cè)效率。通過(guò)測(cè)量羽