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实数字图像处理验四、研究性实验.ppt

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北京交通大学研究性实验四课题1:工业生产检测一家工厂生产半透明的微型聚合物方形的线。生产过程要求进行100%视觉检测来严格控制质量,工厂管理者认识到用人工检测的成本越来越昂贵,产品检测原来是一种半自动的检测装置,以降低生产成本。原来的设备工作过程是:在每个检测位置,机械装置把方形的聚合物产品放在一盏灯的上方,灯位于光学系统的下方,该光学系统产生方形产品的放大图像,图像完全落在80mm×80mm的观察屏上。缺陷以较暗的小圆点形式出现,检测者的工作是观察屏幕。如果一个样品在屏幕的测量尺度上有多个直径大于或等于0.8mm的这种小圆点,则要将该样品剔除。管理者相信,如果能找到一个全自动的处理方法,工厂的利润将提高50%。她还相信如果该研究项目成功,这也将是帮助她升迁为法人的阶梯。经过大量调研之后,管理者决定了解决这个问题的方法,即:用CCDTV摄像机去观察每个检测屏幕,并把摄像机的输出送入能够检测小圆点的图像处理系统,测量它们的直径,并触发以前由检测员操作的接收和剔除按钮。并且,可以找到一个系统,只要在数字图像中2×2像素区域最小缺陷发生,就可以完成该工作。管理者聘任你帮助她拟定摄像机和镜头系统的技术条件,但是要求尽量使用现有的元件。对于镜头来说,意味着任何25mm,35mm直至200mm的整数倍的焦距都可以。对于摄像机来说,其意思是分辨率为512×512,1024×1024或2048×2048像素。这些摄像机单个成像元素的方形尺寸为8μm×8μm,成像元素间的距离是2μm。对于这些条件,摄像机远比镜头要贵,因此,应该以镜头的选择为基础,用分辨率尽可能低的摄像机去解决这个问题。你可以对这个项目提出一些建议,详细叙述你的分析并得出结论。结合成像理论,设计您的方案,并设法实现它。研究性实验四课题2:实时监测系统的设计和画面改善一个CCD电视摄像机用于每天24小时、每月30天对同一区域进行长期观测研究。每5分钟拍取一次数字图像并传送到中心场所。场景的照明,白天为自然光,晚上为人造光,没有无照明的时间,因此,总可以获得一幅图像。由于照明的范围总是在摄像机的线性工作区,因此摄像机本身并不需要使用任何补偿装置。另外,使用数字技术对图像进行后处理并归一化,这样就使图像与恒定照明是等效的。对此,设计一种方法,可以自由地使用您所希望的任何方法,但要在设计中明确列出所做的所有假设。用C语言实现该系统。研究性实验四课题3:改善图像质量一种成熟的医学技术用于检测电子显微镜生成的某类图像。为了简化检查任务,技术人员决定采用数字图像增强技术,处理结束后,检查具有代表性的图像,发现如下问题:(1)不感兴趣的明亮的孤立点;(2)缺乏锐化;(3)一些图像对比度不够;(4)平均灰度值的改变,这时该值应该是V,以便进行正确的某种强度测量。技术人员要纠正这些问题,提出系列处理步骤,并实现之。研究性实验四课题4:直方图均衡化处理中值得思考的问题假定有64X64大小的图像,灰度为8级,概率分布如下表,试用直方图均衡化方法处理之,计算均衡化处理后的结果,并画出处理前后的直方图。分析该直方图,说明这样偏亮的图像能否采用直方图均衡化处理方法得到满意的图像,如果说,可以,为什么?如果说,不可以,为什么?采取一些方法,逐步增加灰度层次,反复验证一下,结论会有什么变化。分析实验结果,并指出是什么原因造成如此结果。通过这个实验您得到一个什么启发。rnPr0=0810.02r1=1/71220.03r2=2/72450.06r3=3/73290.08r4=4/76560.16r5=5/78500.21r6=6/710230.25r7=17900.19研究性实验四课题5:安全检测的实例我国高速列车近年来发展迅速,动车组和高速列车的运行速度已达到160/小时和380/小时,快速运行的列车的制动系统要求极高,且磨损严重,由于高低温等各种因素,使得刹车盘会产生细小的裂纹,随着列车运行里程的增加裂纹会逐渐扩大和增多,这随时影响着行车安全。目前一般的检测完全靠列检的工人或技术人员用目测的方法检测,由于人为的经验及技术熟练程度所限,很难获得准确的检测结果,而且费时费力,致使劳动强度大,隐患多。自动检测是解决该问题的关键。铁道部把该项任务交给北京交通大学,争取研制一套自动检测刹车盘裂纹的设备,它可

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