数字图像处理系统及应用实例

图像 预处理
目标 分割
目标 识别
图像处理流程
目标 跟踪
视频 合成
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9.2.2 DSP组成的目标检测与识别系 统
3．算法中的关键技术
1） 空域高通滤波将小目标进行增强，提高它的信噪比。 2） 自适应门限分割技术。 3） 图像特征匹配，通过多帧检测，识别出真正的目标。
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9.2.1 生物医学图像的处理
边缘检测
目标定位
区域生长
目标分割
Leabharlann Baidu细胞图像自动分割流程图
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9.2.1 生物医学图像的处理
a)
b)
c)
d)
e)
f)
免疫细胞图像自动分割的过程示意图
a)一幅免疫细胞图像 b)边缘检测的结果 c)目标定位并与b)叠加的结果
d) 计算目标中心点 e) 计算目标所在矩形 f) 在矩形框内分割图像
低档的计算机图像处理系统由计算机加上图像采集卡 构成，其结构简单，是一种便于普及和推广的图像处 理系统
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9.1.1 数字图像处理系统的分类
从图像传感器的敏感区看
可分成可见光、红外、近红外、X射线、雷达、伽玛射线、 超声波等图像处理系统
从采集部件与景物的距离上来分
可分为遥感、宏观和微观图像处理系统
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9.1.2 计算机图像处理系统的基本构成
1．图像采集部件 2．图像处理部件 3．识别结果的输出部件
一种是根据图像处理的结果做出判断 另一种则是以图像为输出形式 。输出方式有屏幕
输出、打印输出和视频硬拷贝输出
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9.2 应用实例
9.2.1 生物医学图像的处理 9.2.2 DSP组成的目标检测与识别系统 9.2.3 高分辨率遥感影像道路提取 9.2.4 立体视觉系统
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9.2.4 立体视觉系统
边缘检测
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立体视觉系统的硬件结构
特征融合 计算视差
障碍物检测流程
计算距离
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9.2.4 立体视觉系统
2）利用立体视觉原理进行地图绘制
边缘检测 轮廓匹配
精细匹配
计算视差 计算距离
地图绘制算法流程
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9.2.4 立体视觉系统
输出设备 激光打印机
绘图仪 显示器
……
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9.1.1 数字图像处理系统的分类
通用和专用:
通用系统主要用于方法研究、大型计算、多媒体技 术研究、视频制作等
专用型处理系统一般用于特殊用途，处理任务单一 ，但对系统体积、重量、处理速度、功耗、成本等 有特定的要求，数字信号处理器（DSP）
第9章 数字图像处理系统及应用实例
9.1 数字图像处理系统 9.2 应用实例
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9.1 数字图像处理系统
监视器
图像通信接口
通信网络
输入设备 摄像机 扫描仪 CD-ROM ……
医学图像 卫星遥感图像
雷达图像
高档微机系统 图像采集 图像处理
A/D 图像数据库
硬盘、光盘、磁带机 存储设备
数字图像处理系统结构框图
0
w(, q)
0,
N 0
其中，M＝1 N
N-1 i0
fi (x,
y)，fi (x,
y)是图像上所有满足y
=tg(θ)x+q的点
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9.2.3 高分辨率遥感影像道路提取
该变换的原理如图所示
y
y
q0
o
xo
q
l
( 0 , q 0 )
45
(xN1, yN1)
o
q
q
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a)图像空间 b) 在方向上投影 c)映射方差特征到参数空间
轮廓匹配结果
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9.2.4 立体视觉系统
边缘精细匹配结果
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9.2.4 立体视觉系统
带纹理的重建三维建筑图像
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9.2.4 立体视觉系统
结合GIS系统的三维建筑重建图像
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视频合成 视频输出
视频输出
数模转换
Cameralink 接口
FPGA 双口RAM 逻辑控制
EMIFA BUS
FLASH DSP
TMS320C6416
通信双口 RAM
EMIFB BUS
同步动态RAM SDRAM
串口通信接口
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9.2.2 DSP组成的目标检测与识别系 统
2．图像算法的处理流程
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9.2.3 高分辨率遥感影像道路提取
1．用灰度级标准差检测直线
假设图像空间中的一条角度为 、截距为 的q 直线 ytg(，)映xq
射其灰度级标准方差到参数空间上的一点 ，(该, q点) 的值
可由w以(下, q公) 式, 求得
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1 N
N-1 i0
fi (x,
y) -
M2
255，N
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9.2.3 高分辨率遥感影像道路提取
2．梯度矢量均值约束的线目标检测
对原始图像进行梯度变换，对梯度矢量进行统计，用梯度矢量均 值来代替上一节 ( , q处) 的值，就得到了梯度矢量在参数空间中的 统计特性。
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9.2.4 立体视觉系统
1）视觉导航
智能视觉导航越野车
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9.1.1 数字图像处理系统的分类
高、中、低档
高速信号处理芯片设计而成，采用多CPU或多机结构 ，具有适合图像和信号处理特有规律的并行阵列图像 处理器
中档系统以小型机或工作站为主控计算机，加上图像 处理器构成。这类系统具有较强的交互处理能力，同 时，由于用通用机做主控机，因而在系统环境下，具 有较好的再开发能力
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9.2.1 生物医学图像的处理
a)原图
b)边缘检测的结果
c)从边缘点沿梯度 方向做扇形
d)累加器累加的结果
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e)对d取阈值并与b叠加
f )计算中心点
椭圆目标的位置检测过程示意图
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9.2.2 DSP组成的目标检测与识别系 统
1．DSP实现目标检测识别的基本框图
视频解码 视频输入