數(shù)字圖像處理技術(shù)簡述論文(2)
數(shù)字圖像處理技術(shù)簡述論文篇二
《淺談數(shù)字化圖像處理系統(tǒng)》
[摘要]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和光電技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，其中數(shù)字圖像檢測就是其重要應(yīng)用。采用這種自動(dòng)成像檢測系統(tǒng)能克服人工檢測帶來的不利因素，提高檢測精度和效率，降低生產(chǎn)成本。
[關(guān)鍵詞]數(shù)字圖像處理;數(shù)字圖像檢測;精度;效率隨著工業(yè)技術(shù)的高速發(fā)展，零部件尺寸檢測和質(zhì)量評(píng)價(jià)已成為工業(yè)生產(chǎn)中極為重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，而且對尺寸檢測技術(shù)水平的要求也越來越高。
一、數(shù)字圖像處理技術(shù)研究背景
當(dāng)前，工業(yè)零部件尺寸有多種測量方法，但檢測過程中都存在一些問題。工業(yè)零部件的加工質(zhì)量直接影響工業(yè)的正常生產(chǎn)，由于尺寸的檢測缺陷，會(huì)影響生產(chǎn)并產(chǎn)生安全隱患。因此如何采用一種行之有效的尺寸檢測方法，是目前急需解決的問題，這不僅要求檢測效果好，而且還要求檢測速度快。
二、數(shù)字圖像處理系統(tǒng)概述
數(shù)字圖像處理的英文名稱為“Digital Image Processing”。通常所說的數(shù)字圖像處理是指用計(jì)算機(jī)進(jìn)行的處理，因此也稱為計(jì)算機(jī)圖像處理(Computer Image Processing)。數(shù)字圖像處理就是利用數(shù)字計(jì)算機(jī)或者其他數(shù)字硬件，對從圖像信息轉(zhuǎn)換而得的電信號(hào)進(jìn)行某些數(shù)學(xué)運(yùn)算，以提高圖像的使用性。總的來說，數(shù)字圖像處理包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：
1.點(diǎn)運(yùn)算。主要是針對圖像的像素進(jìn)行加、減、乘、除等運(yùn)算。圖像的點(diǎn)運(yùn)算可以有效地改變圖像的直方圖分布，這對提高圖像的分辨率以及圖像均衡都是非常有益的。
2.幾何處理。主要包括圖像的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，圖像的移動(dòng)、縮小、放大、旋轉(zhuǎn)，多個(gè)圖像的配準(zhǔn)以及圖像扭曲校正等，幾何處理是最常見的圖像處理手段，幾乎任何圖像處理軟件都提供了最基本的圖像縮放功能。圖像的扭曲校正功能可以將變形的圖像進(jìn)行幾何校正，從而得出準(zhǔn)確的圖像。
3.圖像增強(qiáng)。圖像增強(qiáng)的作用主要是突出圖像重要的信息，同時(shí)減弱或者去除不需要的信息。常用方法有直方圖增強(qiáng)和偽色彩增強(qiáng)等。
4.圖像復(fù)原。主要目的是去除干擾和模糊，從而恢復(fù)圖像的本來面目，例如去噪聲復(fù)原處理。
5.圖像形態(tài)學(xué)處理。圖像形態(tài)學(xué)是數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的延伸，是一門獨(dú)立的研究學(xué)科，利用圖像形態(tài)學(xué)處理技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)圖像的腐蝕、細(xì)化和分割等效果。
6.圖像編碼。圖像編碼研究屬于信息論中信源編碼的范疇，其主要宗旨是利用圖像信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性及人類視覺特性對圖像進(jìn)行高效編碼，從而達(dá)到壓縮圖像的目的，圖像編碼是數(shù)字圖像處理中一個(gè)經(jīng)典的研究范疇，有60多年研究歷史，目前已經(jīng)制定了多種編碼標(biāo)準(zhǔn)。
7.圖像重建。圖像的重建起源于CT技術(shù)的發(fā)展，是一門新興的數(shù)字圖像處理技術(shù)，主要是利用采集的數(shù)據(jù)來重建出圖像，圖像重建的主要算法有代數(shù)法、迭代法、傅立葉反投影法和使用最廣泛的卷積反投影等。
8.模式識(shí)別。模式識(shí)別也是數(shù)字圖像處理的一個(gè)新興的研究方向，當(dāng)今的模式識(shí)別方法通常有3種：統(tǒng)計(jì)識(shí)別法、句法結(jié)構(gòu)模式識(shí)別法和模糊識(shí)別法，目前應(yīng)用廣泛的文字識(shí)別(OCR)技術(shù)就是應(yīng)用模式識(shí)別技術(shù)開發(fā)出來的。
三、數(shù)字圖像處理的應(yīng)用
到今天，數(shù)字圖像處理已經(jīng)滲透到工業(yè)、醫(yī)療保健、航空航天、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮越來越大的作用。其中最典型的應(yīng)用有：
1.遙感技術(shù)中應(yīng)用。遙感圖像處理的用處已越來越大，并且其效率和分辨率也越來越高。它被廣泛地應(yīng)用于土地測繪、資源調(diào)查、氣象檢測、環(huán)境污染監(jiān)督、農(nóng)作物估產(chǎn)和軍事偵查等領(lǐng)域。目前遙感技術(shù)已經(jīng)比較成熟，單數(shù)還必須解決其數(shù)據(jù)量龐大、處理速度慢的缺點(diǎn)。
2.醫(yī)學(xué)應(yīng)用。圖像處理在醫(yī)學(xué)上有著廣泛的應(yīng)用，其中最突出的臨床應(yīng)用就是超聲、核磁共振和CT等技術(shù)。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域利用圖像處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對疾病的直觀診斷和無痛、安全方便的診斷和治療。
3.安全領(lǐng)域。利用圖像處理的模式識(shí)別等技術(shù)，可以應(yīng)用在控制、指紋檔案管理等安全領(lǐng)域中。
4.工業(yè)生產(chǎn)。產(chǎn)品的無損檢測也是圖像處理技術(shù)的一項(xiàng)廣泛的應(yīng)用。
四、數(shù)字圖像檢測技術(shù)
數(shù)字圖像檢測技術(shù)就是將數(shù)字圖像處理技術(shù)應(yīng)用到精密測量領(lǐng)域，它的原理是通過對被測物體圖像邊緣的處理而獲得物體的幾何參數(shù)。
工業(yè)上的檢測方法多種多樣，從測量方式上分為接觸式和非接觸式兩種。接觸式測量大都使用不同類型的探頭，通過探頭在物體表面滑動(dòng)感知物體形貌的變化。這類檢測系統(tǒng)主要用于精密表面的輪廓檢測。而非接觸式測量以光測為主，該方法目前都是與圖像處理技術(shù)相結(jié)合，利用光學(xué)方法對目標(biāo)的位置、尺寸、形狀、方位和目標(biāo)間相互關(guān)系等進(jìn)行測定，在工業(yè)檢測方面具有廣泛應(yīng)用。
五、數(shù)字圖像檢測技術(shù)的應(yīng)用
由于視覺信息獨(dú)特的空間及結(jié)構(gòu)特性，伴隨著近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字圖像技術(shù)在許多領(lǐng)域里發(fā)揮作用，如電子工業(yè)中印刷電路板、集成電路和光掩膜等的生產(chǎn)工藝流程中，通過對所獲得的圖像進(jìn)行處理和識(shí)別來判斷制作線路的正誤，從而來保證產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量;冶金工業(yè)中鋼板表面的自動(dòng)探傷、赤熱鋼板切割位置定位;農(nóng)業(yè)中農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)檢測，如水果、蔬菜、煙葉、谷物等的缺陷、類別及等級(jí)檢測;林業(yè)生產(chǎn)中木材品質(zhì)的檢測，如板材厚度檢測、板材表面粗糙度檢測、木材材質(zhì)及微觀構(gòu)造分析、板材表面缺陷檢測、樹種的識(shí)別和苗木參數(shù)測量等;玻璃制品行業(yè)中的產(chǎn)品檢測，如產(chǎn)品外形尺寸檢測(高度、直徑、不規(guī)則程度等)、內(nèi)部缺陷檢測(裂紋、氣泡等);公路裂紋檢測等;機(jī)械零件的自動(dòng)識(shí)別及幾何尺寸測量、表面粗糙度和表面缺陷檢測等，從而提高了產(chǎn)品的檢測精度，同時(shí)也提高了生產(chǎn)效率。數(shù)字圖像檢測已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)的基本應(yīng)用領(lǐng)域。國外數(shù)字圖像檢測技術(shù)自上世紀(jì)八十年代初開始已經(jīng)得到了廣泛的研究。將數(shù)字圖像檢測技術(shù)用于工業(yè)產(chǎn)品的檢測在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)非常普遍。國內(nèi)的視覺檢測研究從上世紀(jì)九十年代才開始得到重視，最近幾年有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
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