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基于机器视觉技术在烟花爆竹发射高度检测中的研究

作　者: 韩金芬
导　师: 陈曦
学　校: 河北工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 烟花爆竹炸点 自适应背景 目标检测 目标定位 目标轨迹
分类号: TP274.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


机器视觉主要研究用计算机来模拟人的视觉功能,用图像来创建和恢复现实世界模型,最终用于实际检测、测量和控制,它作为一种新兴的检测技术,现代工业为其提供了巨大的需求空间。针对烟花爆竹炸点目标飞行高度检测,本文提出了采用机器视觉技术进行测量。对炸点目标的检测属于对运动目标的检测范畴。在炸点目标检测过程中,背景提取、运动目标检测和运动目标定位跟踪是主要研究内容,基于此,本文作了大量的研究工作,提出了可行的算法。在背景提取阶段,提出了一种依赖于标记矩阵的背景生成和更新算法;在炸点目标的检测阶段,采用当前帧和前一帧图像差分,当前帧和背景帧图像的差分,两者结果相与运算得到可靠的目标区域;并根据中值滤波和数学形态学的方法去除图像中的噪声点;在炸点定位跟踪阶段,依据一种改进的基于区域灰度差的区域生长分割算法来定位目标点,然后通过对目标图像梯度化,目标边缘特征提取,目标边缘细化、去除目标区域离散点以及求取目标几何中心等一系列图像分割算法得到炸点目标的中心点像素,为绘制炸点目标运动轨迹提供了依据。试验证明,通过该方法能够有效地从烟花爆竹炸点序列图像中提取出各个炸点目标,然后根据由序列炸点的中心点绘制的轨迹中成功地找出最高点像素,为进一步确定烟花爆竹炸点发射的最高点提出了可靠的依据。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-15
  §1-1 课题研究背景及意义  8-10
    1-1-1 课题背景  8-9
    1-1-2 课题研究的意义  9
    1-1-3 课题来源  9-10
  §1-2 基于机器视觉技术的研究与发展  10-12
    1-2-1 机器视觉的概念  10
    1-2-2 机器视觉的研究范畴  10
    1-2-3 机器视觉的研究现状  10-11
    1-2-4 机器视觉的应用  11-12
  §1-3 基于机器视觉技术的运动目标检测与跟踪  12-13
    1-3-1 运动目标检测与跟踪概述  12
    1-3-2 国内外研究现状  12-13
  §1-4 本文工作内容与创新点  13-15
第二章 系统组成及图像处理知识  15-30
  §2-1 烟花爆竹检测系统组成  15-20
    2-1-1 高速摄像系统的体系结构  15
    2-1-2 高速摄像系统的硬件平台  15-18
    2-1-3 烟花爆竹检测高速摄像系统的采集系统  18-19
    2-1-4 图像存储  19
    2-1-5 系统框图  19-20
  §2-2 数字图像处理知识  20-29
    2-2-1 有关数字图像的基本概念  20-21
    2-2-2 数字图像的基本性质  21-22
    2-2-3 数字图像处理的特点及主要内容  22-23
    2-2-4 相关图像处理知识  23-29
  §2-3 本章小结  29-30
第三章 烟花爆竹炸点目标检测  30-37
  §3-1 烟花爆竹炸点目标检测的研究内容和方法  30-32
    3-1-1 炸点检测技术的研究对象  30
    3-1-2 运动目标检测常用研究方法  30-32
    3-1-3 炸点目标检测技术的研究内容  32
  §3-2 自适应背景的生成  32-33
  §3-3 炸点目标运动检测  33-36
    3-3-1 噪声去除  35-36
  §3-4 本章小结  36-37
第四章 烟花爆竹炸点目标的定位与跟踪  37-44
  §4-1 图像目标定位方法概述  37
  §4-2 区域生长法定位炸点目标  37-38
  §4-3 烟花爆竹炸点目标跟踪  38-43
    4-3-1 提取炸点边缘轮廓  39-40
    4-3-2 细化炸点目标图像  40-41
    4-3-3 炸点目标图像去离散点  41
    4-3-4 获取炸点目标中心点  41-42
    4-3-5 炸点目标轨迹的绘制  42
    4-3-6 炸点目标最高点判定  42-43
  §4-４本章小结  43-44
第五章 烟花爆竹炸点目标检测系统的软件设计  44-53
  §5-1 软件开发环境  44-45
    5-1-1 Windows编程的特点  44
    5-1-2 Visual C++ 6.0 开发环境  44-45
    5-1-3 本文所采用的开发环境  45
  §5-2 程序实现基础知识  45-49
    5-2-1 位图操作基本知识  45
    5-2-2 图像文件格式  45-47
    5-2-3 CDib类  47-49
  §5-3 程序流程图  49-51
    5-3-1 炸点目标检测系统总的流程图  49-50
    5-3-2 炸点目标检测的具体流程图  50-51
  §5-4 软件界面  51-52
  §5-5 本章小结  52-53
第六章 结论  53-54
参考文献  54-56
致谢  56-57
攻读学位期间所取得的相关科研成果  57

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 采用各种新技术的自动检测系统
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