圖像測量實驗講義-在線瀏覽
2025-06-12 12:59本頁面
【正文】 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。該卡的識別碼為2031。l 圖像采集分別率最大為768*576。l 可采集單場，單幀，間隔幾幀，連續(xù)相鄰幀的圖像，精確到場l 一路監(jiān)輔輸出 二、實驗內(nèi)容：掌握使用上述儀器采集彩色和灰度圖像的方法，并采集幾種背景比較簡單，前景為幾個簡單幾何圖形的灰度圖像。 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。實驗二 圖像平滑和圖像增強一、實驗原理：圖像的平滑處理就是為了消除圖像中存在的噪聲而對圖像施加的一種處理。施行平滑化處理的方法大致分為兩類：頻域法；相應(yīng)處理在頻域進行?？沼蚍ǎ合鄳?yīng)處理在空域進行主要有理想低通濾波器和巴特沃思低通濾波器。(1)空間鄰域平均法的一種簡單實現(xiàn)：在圖像中以當(dāng)前像素f(i,j)為中心切出一個3*3像素組成的圖像塊，如下圖所示，設(shè)當(dāng)前像素f(i,j)的灰度值為g(i,j)時，則：g(i,j)={f(i,j)+f(i1,j1)+ f(i,j1)+f(i+1,j1)+f(i1,j)+f(i+1,j)+f(i1,j+1),+f(i,j+1)+f(i+1,j+1)}/9f(i1,j1)f(i,j1)f(i+1,j1)f(i1,j)f(i,j)f(i+1,j)f(i1,j+1)f(i,j+1)f(i+1,j+1)(2)中值濾波法的一種實現(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。與圖像平滑一樣，也可分別在空域和頻域進行圖像增強。原圖像經(jīng)過銳化處理后，灰度變化較平坦的區(qū)域，變化不大，而包括輪廓點在內(nèi)的灰度變化較劇烈的區(qū)域，灰度差別加大，即圖像細(xì)節(jié)得到增強。實驗內(nèi)容：1， 圖像平滑：利用空間鄰域平均法和中值濾波法實現(xiàn)對采集的灰度圖像進行平滑處理，最大值和最小值濾波方法為選做。實驗三 圖像的邊緣檢測在灰度圖像的情況下，所謂的邊緣檢測可以看成是基于圖像像素灰度值在空間的不連續(xù)性對圖像做出的一種分割。一般而言，沿邊緣走向方向其幅度值變化較平緩，而沿垂直于邊緣走向其幅度值變化較劇烈。實驗內(nèi)容：對前次實驗采集到的并經(jīng)過圖像平滑和增強的灰度圖像進行邊緣檢測?？梢允褂蒙鲜龅乃阕訉D像進行邊緣檢測，也可以采用下面的smoothed算子：Smoothed算子是一個3*3算子，說明如下：。該方法是基于如下的假設(shè)，即圖像中的每一個區(qū)域都是由許多灰度級相似的像素所組成的，而物體和背景以及不同物體之間其灰度級則存在明顯的差別。這樣，只要能根據(jù)直方圖的形狀適當(dāng)選取灰度閾值，即可實現(xiàn)對圖像的分割。下面介紹兩種算法： 類判別分析法用該方法尋找到的閾值得到的二值圖像，有較好的分離特性。2) 計算灰度均值(Ave)3) 計算灰度類均值(Aver(k))和類直方圖和(W(k))4) 計算類分離指標(biāo)5) 求使Q最大的k最佳閾值：T=k1。設(shè)：為輸入圖像中點的灰度級；為點的8鄰域象素的灰度級；同的關(guān)系如下圖所示：則灰度級X的差定義為：其中：當(dāng)0時，=，當(dāng)0時，=0。即：表示所有灰度為X的像素的S取和。如若的定義變?yōu)椋寒?dāng)0時，=，當(dāng)0時，=0那么輸出的閾值將變?yōu)閅=(Y(+)(Y())/2，其中Y(+)表示第一種定義，而Y()表示第二種定義。對于大多數(shù)灰度圖像來說，圖像中的物體和背景是有明顯的區(qū)別。對一般的灰度圖像來說，若像素的顏色值大于閾值則取255，否則就取0。單位寬度，位于目標(biāo)中軸上的連線，稱為目標(biāo)的骨架。對于細(xì)化過程，目前還沒有精確的數(shù)學(xué)定義，這也在一定程度上反映了細(xì)化算法的多樣性。細(xì)化算法要滿足下面的條件： 在每次重復(fù)過程中，要保持連通性。下面介紹一種細(xì)化算法：Deutsch法。其中1為待細(xì)化的圖像，0為背景。定義f(0)的交叉數(shù)為1) 當(dāng)X=0或X=2或X=4時2)3)4)5) 若X=4則應(yīng)滿足以下條件：A.B.式中，“”表示二進制“邏輯與”運算，“”表示二進制“邏輯或”運算。實驗五 圖像測量應(yīng)用實例—面積測量面積測量式圖像測量的基本操作之一，利用面積測量可以計算圖像的局部面積，對于圖像的參數(shù)測量具有重要的意義。所謂標(biāo)號法，就是圖像中不同的物體都有唯一識別的號數(shù)。在圖像面積測量中，首先必須對圖形進行分割。對不同圖像進行標(biāo)號操作的方法有很多種，這里介紹兩種最基本的方法。在同一行中不連通的行程（灰度級相同的點）標(biāo)不同的號，不同的列標(biāo)不同的號。u 從右下的左上掃描，如果兩個相鄰的行中有相連通的行程則上行的號改為下行的號。通過對圖像進行標(biāo)號后，可對不同的物體的面積進行測量?？偤驮俪艘韵禂?shù)將得到圖像中物體的相近的面積。2) 遞歸搜索法利用遞歸搜索法可以區(qū)分圖像上不同的物體，特別是對于一些形狀特殊的物體效果明顯。其算法如下：u 如果圖像點的值為0（即是物體的點）而且其對應(yīng)的標(biāo)號數(shù)組的值為0（即未標(biāo)過號），那么號的值增1且調(diào)用標(biāo)號遞歸子程序。 如上圖所示，中間的點沿著四個箭頭的方向向左鄰域點、向右鄰域點、向上鄰域點和向下鄰域點遞歸。說明：這種方法的缺點示當(dāng)測量面積太大時，系統(tǒng)的堆棧會發(fā)生溢出，所以只能適應(yīng)小的圖像。要求分別給出每個圖形的面積。本節(jié)介紹區(qū)域邊界抽出和周長計算的方法。2) 八鄰域法對目標(biāo)像素和它的八鄰域像素進行探測，若值都相等
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