数字图像处理digitalimageprocessing电气与自动化工程学院.ppt

数字图像处理（Digital Image Processing） 数字图像处理与模式识别研究所 山东科技大学信息与电气工程学院 第八章 数字图像技术应用系统设计 8.1 引言 8.2 数字图像技术应用系统 8.3 在线玻璃瓶口缺陷检测系统设计 8.3.1 基于视频的图像获取 8.3.2 缺陷检测识别 8.4 指纹识别系统设计 8.4.1 指纹图像获取 8.4.2 指纹分类 8.4.3 指纹识别 8.5 无线视频监控系统设计 8.5.1 图像通信系统的基本构成 8.5.2 无线视频监控系统的设计 8.5.3 系统实现 8.2 数字图像技术应用系统 数字图像应用系统设计要结合应用要求，综合考虑图像获取、图像处理、图像识别、系统控制等技术。从系统结构设计考虑，主要流程包括：（1）图像获取设备的选取，包括多个成像设备的组网（如图8.1）、光照系统的设置等；（2）图像处理，包括去噪、增强、压缩、传输等；（3）图像识别，包括特征提取与模式分类；（4）系统控制，包括报警、筛选等。在算法的选择上，还要考虑系统对时间和精度的要求。 8.3 在线玻璃瓶口缺陷检测系统设计 在线检测广泛用于草莓、大米、火腿肠塑料包装、玻璃瓶等的在线检测。玻璃瓶生产过程中，玻璃瓶会出现裂纹、缺损、气泡等缺陷。玻璃瓶生产流水线最大生产速率为200瓶/分钟，玻璃瓶在生产线上无旋转，呈近似匀速直线运动，瓶间距基本相等，允许有空缺位置（如倒瓶等）。 8.3.1 基于视频的图像获取 系统由位于流水线两端的两个顶拍摄像机（4）和遮光箱内的六个俯拍摄像机（1，2，3），两个剃瓶器和一个旋转电机构成，如下图所示。 8.3.2 缺陷检测识别 8.4 　指纹识别系统设计 8.4.1 指纹图像获取 8.4.2 指纹分类 8.4.3 指纹识别 常用的指纹识别系统主要包括指纹图像获取、指纹图像增强、指纹特征提取、指纹匹配四个部分。 8.4.1 指纹图像获取 获取指纹图像的途径有两种：印泥按捺、活体扫描。 按捺指纹是一种早期的获取指纹的方式：在手指上均匀地涂抹印泥，然后在白纸上滚动，就可以得到比较清晰的滚动指纹图像。传统的指纹卡，就包括了全部十指的滚动指纹图。滚动指纹图像经扫描仪或视频相机录入、数字化后，存储在磁盘或光盘中。 活体扫描指纹是直接从个体获得指纹图像。它采用传感机制感知指纹的脊和沟的纹理，无须经过中间数字化过程，速度快且容易控制。目前得到应用的方法有：1）光全反射；2）超声全反射；3）温差感应；4）电容感应等。活体扫描指纹与滚动指纹图不同，它仅仅获得与传感器表面接触的那一部分脊和沟的图像。 8.4.2 指纹分类 传统上，依据指纹图的全局模式信息，可以将指纹分为五类：旋，左箕，右箕，弓，尖弓。指纹分类方法必须具备旋转、平移不变性并对指纹变形等不敏感。 分类算法一般都是基于奇异点的分布形态，这种算法容易用计算机程序描述，比较容易实现。奇异点有两种：中心点和三角区，用来标识指纹的宏特征。基于奇异点的分类算法本质是把指纹的“宏特征”用寻找奇异点的方法找出来，并用奇异点表示。 所谓“宏特征”，是指脊线的一种特定结构，如下图所示： 算法步骤如下： (1) 方向场估计：将指纹纹理看作是一种有向的流场，即指纹的方向场，可以很容易地确定出有着明确脊结构的指纹图像区域(感兴趣区域)。 (2) 脊线提取：指纹灰度图像中，在沿着垂直于局部方向场的方向，脊结构有局部极值，依据此特性，相应的像素就可以被标定为脊线或沟线，进行二值化处理。 (3) 细节提取：二值指纹图像经细化后，得到单像素的脊线骨架。考察每个像素的八邻域，如果满足一定的条件就可以判断是细节点。一种细节提取算法作用于NIST.4。 (4) 细节点后处理：从上面步骤提取出的指纹细节特征往往包含了很多的伪特征，还需一定的后处理，对特征进行过滤筛选。事实上，指纹细节的出现往往都遵循一定的规则，人们可以利用这些启发性规则来纠正错误细节。 8.5 无线视频监控系统设计 8.5.1 图像通信系统的基本构成 8.5.2 无线视频监控系统的设计 8.5.3 系统实现 目前的压缩传输技术已有飞速的发展，产生了许多新的应用，如（1）数字电视：演播、传输、接收，制作、存档、检索、编辑、交换全数字化，交互式（ITV，VOD），多媒体，能在有限带宽内提供更多的电视节目、提供更高的图像质量（HDTV）、提供上网等新的业务；（2）电视会议：提供更高的图像质量；（3）可视电话：（4）网络多媒体：多媒体信息浏览、检索；（5）移动多媒体：低码率，低功耗，小体积、低成本。 关键问题主要有：摄像机、显示器；视频信号的有效存储和传输；传输体制；传输带宽和比特率要求。 8.