圖像測量實驗講義-wenkub
2023-05-10 12:59:16 本頁面
【正文】 種實現(xiàn)： 中值濾波是指在圖像中以當(dāng)前像素f(i,j)為中心切出一個N*M(例如3*3)像素組成的圖像塊，如上圖所示的那樣，設(shè)當(dāng)前像素f(i,j)的灰度值為g(i,j)時，則g(i,j)取N*N個像素灰度值中的中值值。施行平滑化處理的方法大致分為兩類：頻域法；相應(yīng)處理在頻域進(jìn)行。 用數(shù)據(jù)線連接圖像采集卡和攝像頭，其中數(shù)據(jù)線接攝像頭的VIDEO OUT連接口。l 圖像采集分別率最大為768*576。OK_C30/S圖像采集卡：OK_C30/S是基于PCI總線，能采集彩色又能采集黑白圖像的采集卡，適用于圖像處理，工業(yè)監(jiān)控和多媒體的壓縮、處理等研究開發(fā)和工程應(yīng)用領(lǐng)域。實驗七即攝像機(jī)校準(zhǔn)的綜合參數(shù)法，由于這個實驗要完全實現(xiàn)具體的校準(zhǔn)過程比較復(fù)雜，所以只要求學(xué)生詳細(xì)闡述在當(dāng)前的實驗環(huán)境下怎么樣利用該方法對攝像機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)的方法和過程，可以不實現(xiàn)具體的校準(zhǔn)過程。實驗四即圖像的二值化和細(xì)化，主要是利用圖像的灰度直方圖以確定相應(yīng)的分割閾值，從而將圖象劃分為物體和背景兩個部分，并利用實驗講義介紹的方法對經(jīng)過邊緣檢測并已經(jīng)二值化的圖像進(jìn)行細(xì)化操作。三、 實驗基本內(nèi)容本《圖像測量》實驗一共安排了七個。去除輸入圖像中可能包含的噪聲和畸變。然后讓學(xué)生用各種方法實現(xiàn)一些常見和常用的圖像處理和圖像測量的算法和過程，從而深刻理解圖像處理和圖像測量的原理和實現(xiàn)方法，并能為在今后的學(xué)習(xí)和工作中建立起實際運(yùn)行的圖像測量系統(tǒng)打下良好的基礎(chǔ)。二、 實驗原理圖像測量是指從輸入圖像中檢測出被測對象并確定出其相應(yīng)的有關(guān)參數(shù)或者特性的過程。這種突出有用信息，抑制無用信息，從而提高輸入圖像整體質(zhì)量的技術(shù)，被稱為圖像的預(yù)處理。實驗一是圖像的采集和存儲，主要學(xué)習(xí)的是使用攝像頭和圖像采集卡在計算機(jī)上采集彩色和灰度圖像的方法，并采集一些后續(xù)實驗將要用到的圖像。實驗五即圖像測量應(yīng)用實例之一的面積測量，主要是利用標(biāo)號法計算圖像中的局部面積。四、 實驗基本要求 掌握常用的圖象采集卡和攝像頭的使用方法，以及利用這些設(shè)備采集所需要的圖像的方法；掌握圖像處理及測量的常用算法，并熟悉利用一種語言編程實現(xiàn)這些算法的過程；掌握圖像測量的構(gòu)成，思想和工作原理，以及實際的圖像測量系統(tǒng)的構(gòu)建方法，在今后的學(xué)習(xí)和工作中具備建立起實際的圖像測量系統(tǒng)的能力。OK_C30/S卡具有濾除奇偶場鋸齒現(xiàn)象的功能，所以特別適合要求采集動態(tài)圖像的場合，如車牌識別等。l 具有開窗處理功能，窗口可為方形，也可利用點(diǎn)屏蔽做任意形狀窗口處理l 硬件完成輸入圖像比例縮小l 具有硬件鏡像反轉(zhuǎn)功能l 具有硬件線性虛擬地址映射能力l 支持RGB32，RGB24，RGB16，RGB15，RGB8，YUV16，YUV12，YUV9，黑白圖像GRAY8等圖像格式l 視頻A/D為8bits。 運(yùn)行計算機(jī)上安裝的OK DEMO程序，在設(shè)置中調(diào)整相關(guān)參數(shù)，并調(diào)整攝像頭的位置和相關(guān)參數(shù)，采集需要的圖像文件。其中主要的兩種方法是空間鄰域平均法和中值濾波法。中值(定義):將一些數(shù)排序之后,正中間的一個數(shù)(奇數(shù)個數(shù)字),或者中間兩個數(shù)的平均數(shù).選做內(nèi)容:最大(小)值濾波:最大(小)值濾波是指在圖像中以當(dāng)前像素f(i,j)為中心切出一個N*M(例如3*3)像素組成的圖像塊,設(shè)當(dāng)前像素f(i,j)的灰度值為g(i,j)時,則g(i,j)取N*N個諸像素灰度值中的最大(小)值.圖像增強(qiáng)：圖像增強(qiáng)也稱為圖像銳化，其目的是為了加強(qiáng)圖像中的輪廓邊緣等細(xì)節(jié)信息。也可以在頻域進(jìn)行圖像的銳化處理。邊緣可以用方向和幅度兩個特性來描述。并在實驗報告中給出經(jīng)過邊緣檢測處理以后的圖像。此時，圖像的灰度直方圖中將出現(xiàn)明顯的峰值。計算步驟：1) 計算輸入圖像的灰度級直方圖（用灰度級的概率函數(shù)Phs(i)來表示）。將圖像中的每個灰度級的所有分別疊加，可得到灰度差的直方圖。計算圖像的閾值的目的就是要二值化圖像，所謂二值化圖像就是將原來的灰度圖像轉(zhuǎn)換成只有黑和白兩種顏色的圖像。許多種形狀，特別是細(xì)長的形狀，可以用沿著目標(biāo)肢體中軸的細(xì)化連線表示?？梢詴簳r把細(xì)化過程定義為：一個連續(xù)剝離形體最外層元素直到獲得單位寬度的連通線（骨架）的過程，因此細(xì)化算法就是重復(fù)地剝掉二值圖像的邊界像素，特別是0—1在變化處的像素的算法，但是剝離邊界像素時必須保持目標(biāo)的連通性，因而。使用Deutsch法對值為1和0的二值圖像進(jìn)行細(xì)化處理。實驗內(nèi)容： 利用上面介紹的算法對采集并經(jīng)過處理的圖像進(jìn)行二值化 利用上面介紹的方法對進(jìn)行過邊緣檢測而且已經(jīng)二值化的圖像進(jìn)行細(xì)化操作。在同一物體中，所有的像素點(diǎn)的標(biāo)號都是一致的，而不同物體之間是完全不同的。1) 掃描標(biāo)號法掃描標(biāo)號法的算法如下：u 首先進(jìn)行從左到右，從上到下掃描。u 再對標(biāo)過的號進(jìn)行排列。如果對總和的大小進(jìn)行限定，還可以祛除圖像中的粒子。u 遞歸子程序。實驗內(nèi)容：利用上述的算法之一，對前景為幾個簡單幾何圖形的二值圖像進(jìn)行面積測量。 區(qū)域邊界抽出邊界抽出右三種簡單的方法：1) 四鄰域法對目標(biāo)像素和它的四鄰域像素進(jìn)行探測，若值都相等，則對目標(biāo)像素給以標(biāo)記，然后清除。對邊緣像素作標(biāo)記可用下面兩種算法：方法1：1) 定義一個二維數(shù)組a(i,j)；2) 對整幅圖像從上到下掃描，比較相鄰兩點(diǎn)的值，如為1和0，則記a(i,j)=1，i、j為值為1的點(diǎn)的坐標(biāo)；3) 對整幅圖像從左到右掃描，比較相鄰倆點(diǎn)的值，如為1和0，也記a(i,j)=1，i、j為值為1的點(diǎn)的坐標(biāo)；4) 累計整幅圖像中a(i,j)=1的像素即為周長。要求給出區(qū)域邊界抽出以后的圖像，并給出區(qū)域的周長。由于這些特征點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的位置信息總是已知的，因此利用第二章所介紹的關(guān)于攝像機(jī)的幾何模型的知識，根據(jù)上述特征點(diǎn)所提供的信息就可以計算出攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和攝像機(jī)
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