光斑图像分析系统的设计与实现-软件工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Light spot image analysis system design and implementation A Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Software Engineering Author: Dong Guanghong Advisor: Prof.Qin Kaiyu School : School of Aeronautics and Astronautics - 1 - 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 年 月 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 - II - 摘 要 摘 要 传统光斑的分析方式有明显的局限性，例如烧蚀法等，已经不能满足越来越 高的应用需求及精度要求，因此需要具有更高效率、更精确、成本低廉、操作方 便、易于分析和保存的方式，实现对光斑参数的测量和分析。随着 CCD 技术和计 算机技术的不断发展，本文基于 CCD 探测器为基础，利用成像方式间接测量光斑 特性的系统。 本文以光斑检测和分析的应用需求为背景，利用光电转换及成像技术，设计 以 CCD 设备为基础，利用数字图像处理算法完成对成像光斑数据的光强分布、光 斑质心位置等相关参数的估计和测量。 本文按照软件工程的规范，利用 UML 统一建模语言完整设计系统。从业务需 求中提取系统的功能模块，主要包括 CCD 校正、采集控制、图像去噪、增强显示、 参数计算等，并针对各模块进行了详细设计，包括具体算法和活动图等，最后在 Visual C++ 2005 平台实现各功能模块并进行单元及系统的测试。 本文的主要工作包括： 1、分析 CCD 传感器在成像过程中的非均匀性影响，设计并实现 CCD 校正算 法，包括一点校正和两点校正算法，提高成像质量和精度。 2、基于 CCD 传感器，利用 SDK 二次开发包，设计和实现了光斑图像的连续 采集和外触发采集功能，能够完成对连续、脉冲型光源的完整捕获，并提供实时 显示功能。 3、针对光斑在获取、传输过程中的噪声特性，设计并实现了包括背景去噪、 中值去噪、邻域均值去噪等算法，完成对光斑图像的预处理，为后续的分析提供 更接近真实光斑的图像数据。 4、设计并实现二维伪彩色增强算法，提供给用户更高分辨率的观察模式。利 用三维建模方式，全面立体地展现光斑各维度的分布情况。 5、基于预处理后的图像数据，计算光斑的特征参数，便于用户量化分析光斑 特性。 系统能够实现对连续光源或者脉冲光源的采集，并基于对 CCD 的校正及去噪 预处理，获取真实反映光斑特性的图像数据，对其进行相应的分析，并以二维或 者三维伪彩色变换的方式，便于用户从各个方面观察光斑的特性。 I 摘 要 本系统的工作状态良好，各测试模块均能达到设计功能要求，能够满足用户 的需求，系统可以安全、可靠、稳定的运行。 关键词：光斑图像采集，图像去噪，伪彩色变换，增强显示，图像分析 II ABSTRACT ABSTRACT The traditional way of limitations, has been unable to meet the application requirements, therefore, need to be more efficient, more accurate, low cost, convenient operation, easy analysis and conservation methods, realize the beam parameters measurement and analysis. With the CCD technology and the continuous development of computer technology, has been ba