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面向明渠液位监控的夜视图像处理技术研究

作 者: 蔡建业
导 师: 李建华
学 校: 兰州理工大学
专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: 夜视 图像增强 HALCON 液位测量 实时监控
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 23次
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内容摘要


计算机视觉是利用计算机代替人的眼睛和大脑对客观世界进行视觉感知和解释的技术,是现代学科发展的前沿领域,其图像处理方法涉及到了人工智能的很多深层问题。它是一个重要的科学领域,也是一个技术驱动的市场。对中国的教学、科研和经济均有积极意义。本文主要针对夜视条件下水渠液位观察难度大,实时性不强的问题。设计实现了夜视条件下水渠液位处理实时监控系统。通过硬件平台搭建以及软件设计实现了夜视条件下水渠液位的时候监控,是图像处理技术在具体实践中的重要应用。本文详细阐述了夜视水渠液位处理实时监控系统每一部分的工作原理,给出了具体实现方法,通过分析比较,完成了夜视水渠液位处理实际监控系统硬件的选型工作,并论证了硬件系统的组成。在完成硬件设计基础上编制出软件系统,对夜视图像增强技术中直方图增强算法、直接对比增强、混合增强、模糊最大熵四种方法做了分析对比,通过C++软件平台调用HALCON软件中的关键算子对获取的图像进行灰度化、阈值选择、字符分割、区域提取、液位计算,最终成功实现夜视水渠液位处理实时监控内容。紧接着使用所编程的程序进行了水渠的实时监控实验。并对实验结果进行了分析讨论。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 课题背景及意义  9
  1.2 国内外夜视获取感知技术及图像处理认知技术研究现状  9-14
    1.2.1 夜视图像获取感知技术  10-11
    1.2.2 数字图像处理认知技术  11-14
  1.3 课题研究主要内容及方法  14-17
  1.4 关键性问题及章节安排  17-19
    1.4.1 关键性问题  17
    1.4.2 章节安排  17-19
第2章 夜视条件下水渠液位测量系统构建  19-28
  2.1 图像采集模块  19-25
    2.1.1 图像获取方法选取及照明方案设计  20-23
    2.1.2 摄像机的选择  23-24
    2.1.3 镜头的选择  24-25
  2.2 图像处理模块  25-26
  2.3 图像传输模块  26-27
  2.4 本章小结  27-28
第3章 夜视条件下水渠液位获取软件设计  28-33
  3.1 软件选择与编程方式的确定  28-30
    3.1.1 选择软件  28-29
    3.1.2 编程方式的确定  29-30
  3.2 在VC下调用Halcon库  30-31
  3.3 软件实现流程  31-32
  3.4 本章小结  32-33
第4章 夜间图像增强技术在水渠液位测量中的应用  33-38
  4.1 图像增强算法对比分析  33-35
    4.1.1 直方图均衡与直接对比度增强算法  33-34
    4.1.2 模糊最大熵增强算法  34-35
    4.1.3 混合增强算法  35
  4.2 仿真实验结果对比分析  35-37
  4.3 本章小结  37-38
第5章 夜视条件下水渠液位获取软件实现  38-48
  5.1 图像预处理  38-40
    5.1.1 读入图像  38-40
    5.1.2 图像灰度化  40
  5.2 图像字符部分定位及分割  40-45
    5.2.1 阂值选择  40-41
    5.2.2 区域相联  41-42
    5.2.3 初步选择水尺区域  42-43
    5.2.4 确定字符区域以及对区域膨胀  43-44
    5.2.5 字符区域的最终选定  44-45
  5.3 水尺液位测量算法分析  45-47
  5.4 本章小结  47-48
第6章 夜视条件下水渠液位测量系统分析及实时监控的实现  48-55
  6.1 夜视水渠液位图像处理分析  48-49
    6.1.1 夜视条件临界点判断  48-49
    6.1.2 夜视水渠液位系统可靠性分析  49
  6.2 实时监控的实现  49-54
    6.2.1 视频采集图像捕抓及保存  49-50
    6.2.2 图像获取及处理  50-51
    6.2.3 液位高度计算及时间显示  51
    6.2.4 实现监控实现效果  51-54
  6.3 本章小结  54-55
结论与展望  55-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  61

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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