(完整版)数字图像处理系统及应用实例
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
特征融合 计算视差
障碍物检测流程
计算距离
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
2.4 立体视觉系统
轮廓匹配结果
2.4 立体视觉系统
边缘精细匹配结果
2.4 立体视觉系统
带纹理的重建三维建筑图像
2.4 立体视觉系统
结合GIS系统的三维建筑重建图像
EMIFB BUS
同步动态RAM SDRAM
串口通信接口
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
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
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。
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
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
e)对d取阈值并与b叠加
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
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
第11章 数字图像处理系统及应用实例
1 数字图像处理系统 2 应用实例
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
输出设备 激光打印机
输出、打印输出和视频硬拷贝输出
2 应用实例
2.1 生物医学图像的处理 2.2 DSP组成的目标检测与识别系统 2.3 高分辨率遥感影像道路提取 2.4 立体视觉系统 2.5 车牌识别
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
细胞图像自动分割流程图
2.1 生物医学图像的处理
a)
b)
0
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
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
l
(0 , q0 )
q0
45
(xN 1, yN 1)
o百度文库
q
q
o
xo
q
45
a)图像空间 b) 在方向上投影 c)映射方差特征到参数空间
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
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
2、图像采集 两种触发采集方式：
（1）外设触发。采用线圈、红外等检测器检测车辆到 达信号，触发采集设备抓拍。
（2）视频触发。采用运动目标序列图像分析处理技术， 实时监控车道上车辆的运动状况，当发现车辆通过时，触 发抓拍。
3、车牌定位 （1）灰度转换
（2）边缘检测及二值化 （y方向梯度；二值化）
f )计算中心点
椭圆目标的位置检测过程示意图
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
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
2、条形码技术 通过在车辆的侧面印刷条形码(其中包括地区、车
型、车牌号码等基本信息)，当条形码扫描器阅读出这 些信息后，就可以完成识别任务。
缺点：（1）条形码识别技术对于扫描器要求很高； （3）须在全国范围有统一的标准，推广起来也很困难。
3、图像处理技术
二、基于图像分析的车牌识别技术研究
（谭志标，硕士论文） 1、识别流程
绘图仪 显示器
……
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）
1.1 数字图像处理系统的分类
高、中、低档
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。
2.4 立体视觉系统
1）视觉导航
智能视觉导航越野车
2.4 立体视觉系统
边缘检测
立体视觉系统的硬件结构
2.5 车牌识别
一、研究意义
主要用于高速公路收费系统，大大提高车辆 过关的速度。
二、车牌识别技术
1、IC卡识别技术 IC卡卡内存储了该车的车牌号码以及其他一些信息， 当汽车通过设有车辆检测装置的路口时，IC卡系统将与路 口的计算机系统进行对话，使之辨识出该汽车的车牌号码 和其它相关内容，从而可以实现监督和管理。 缺点：（1）整套装置价格昂贵，硬件设计复杂；（2） 不适合异地作业，且须制定全国统一的标准；（3）无法核 对车、卡是否相符，也是IC卡技术存在的缺点。
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 y tg(， )映x q
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
-
w(
,
q)
1
N
N -1
i0
fi (x, y) - M
2
255，N
障碍物检测流程
计算距离
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
2.4 立体视觉系统
轮廓匹配结果
2.4 立体视觉系统
边缘精细匹配结果
2.4 立体视觉系统
带纹理的重建三维建筑图像
2.4 立体视觉系统
结合GIS系统的三维建筑重建图像
EMIFB BUS
同步动态RAM SDRAM
串口通信接口
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
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
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。
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
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
e)对d取阈值并与b叠加
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
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
第11章 数字图像处理系统及应用实例
1 数字图像处理系统 2 应用实例
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
输出设备 激光打印机
输出、打印输出和视频硬拷贝输出
2 应用实例
2.1 生物医学图像的处理 2.2 DSP组成的目标检测与识别系统 2.3 高分辨率遥感影像道路提取 2.4 立体视觉系统 2.5 车牌识别
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
细胞图像自动分割流程图
2.1 生物医学图像的处理
a)
b)
0
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
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
l
(0 , q0 )
q0
45
(xN 1, yN 1)
o百度文库
q
q
o
xo
q
45
a)图像空间 b) 在方向上投影 c)映射方差特征到参数空间
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
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
2、图像采集 两种触发采集方式：
（1）外设触发。采用线圈、红外等检测器检测车辆到 达信号，触发采集设备抓拍。
（2）视频触发。采用运动目标序列图像分析处理技术， 实时监控车道上车辆的运动状况，当发现车辆通过时，触 发抓拍。
3、车牌定位 （1）灰度转换
（2）边缘检测及二值化 （y方向梯度；二值化）
f )计算中心点
椭圆目标的位置检测过程示意图
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
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
2、条形码技术 通过在车辆的侧面印刷条形码(其中包括地区、车
型、车牌号码等基本信息)，当条形码扫描器阅读出这 些信息后，就可以完成识别任务。
缺点：（1）条形码识别技术对于扫描器要求很高； （3）须在全国范围有统一的标准，推广起来也很困难。
3、图像处理技术
二、基于图像分析的车牌识别技术研究
（谭志标，硕士论文） 1、识别流程
绘图仪 显示器
……
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）
1.1 数字图像处理系统的分类
高、中、低档
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。
2.4 立体视觉系统
1）视觉导航
智能视觉导航越野车
2.4 立体视觉系统
边缘检测
立体视觉系统的硬件结构
2.5 车牌识别
一、研究意义
主要用于高速公路收费系统，大大提高车辆 过关的速度。
二、车牌识别技术
1、IC卡识别技术 IC卡卡内存储了该车的车牌号码以及其他一些信息， 当汽车通过设有车辆检测装置的路口时，IC卡系统将与路 口的计算机系统进行对话，使之辨识出该汽车的车牌号码 和其它相关内容，从而可以实现监督和管理。 缺点：（1）整套装置价格昂贵，硬件设计复杂；（2） 不适合异地作业，且须制定全国统一的标准；（3）无法核 对车、卡是否相符，也是IC卡技术存在的缺点。
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 y tg(， )映x q
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
-
w(
,
q)
1
N
N -1
i0
fi (x, y) - M
2
255，N