数字图像处理与流场测量课程教学案例设计

数字图像处理技术在各行各业的应用日益广泛,在流场测量方面尤其常见且重要。上海理工大学能源与动力工程学院开设了数字图像处理与流场测量研究生课程,拟为相关研究生后续开展相关领域的研究奠定基础。本文从笔者开展的相关研究和实验中,针对图像增强、图像分割、频域处理和数学形态学处理等方面,选取了合适的图片,作为课程教学的相关案例,并对其进行阐述和分析,为相关教学工作者及学习者提供参考。

基于数字图像处理的工程测量技术应用研究

随着现代测量技术的发展,数字图像处理在测量工程中发挥了越来越重要的作用.本文首先探讨了数字图像处理在工程测量中的应用背景,并以此为基础介绍了数字图像处理的基本原理及相关算法,并采用实际工程测量的数据进行了验证.研究表明,基于数字图像处理的工程测量能显著提高测量的准确度和效率。在实际应用中,通过对原始图像进行预处理,把几何畸变和灰度非均匀等不利因素进行校正,然后利用边缘检测、特征提取等方法对处理后的图像进行分析,得到了精确的测量数据.在此过程中,我们将深度学习等先进方法融入到图像处理中,使得测量结果的准确度和效率都得到了显著的提升,在实际工程测量中,该技术已成功应用于建筑物和桥梁等结构的健康监测,得到了较好的效果.以上研究为我国工程测量技术的进步提供了新的理论依据和技术路线.

基于数字图像处理的摄影测量技术在地质灾害监测中的应用研究

地质灾害监测作为工程地质领域的关键研究内容,对于预防和应对自然灾害至关重要。本研究聚焦于摄影测量技术在地质灾害监测中的应用,通过数字图像处理技术对传统摄影测量法进行改良,显著提升了其应用效果。首先,本文阐述了摄影测量技术的基本原理及其在地质灾害监测中的应用方法。随后,构建了一个基于数字图像处理的摄影测量模型,并设计了相应的算法。通过实地采集地质灾害图像数据,我们利用该模型进行了模拟测量。实验结果表明,与传统方法相比,新模型在地质灾害监测与预测方面具有更高的准确性和效率。这一研究为地质灾害预防和控制提供了新的技术手段,具有重要的实际应用价值。

数字图像处理技术在几何量测量中的应用

几何量精密测量是制造工程领域中重要的环节,直接关系到产品的设计、制造、质量控制等全过程。传统的几何量测量方法存在设备昂贵、对环境条件要求高、流程繁琐等缺点。随着数字图像处理技术的发展与普及,诸多研究人员致力利用其进行几何量精密测量。数字图像处理是指用计算机对图像进行处理、分析,并从中提取需要的几何信息及特征。利用数字图像处理技术,可快速测量并分析图像中的几何参数,如线性尺寸、形状和位置公差等。本文从理论与应用两个方面深入分析数字图像处理技术在几何量数字化、智能化测量中的作用与优势,旨在为工程应用提供新思路与手段。

基于数字图像处理的拉索钢丝腐蚀坑形貌自动测量方法

为了解决人工方法在拉索钢丝点蚀坑尺寸测量精度、蚀坑定位测量效率等方面的不足,以室内加速腐蚀试验钢丝的数字照片为研究对象,基于数字图像处理技术,考虑钢丝曲面影响,提出一种进行腐蚀钢丝表面点蚀坑形貌参数和多点蚀坑间相对位置定位的自动化测量方法;将自动测量与人工测量的结果进行比较,对提出的方法进行工程可行性分析。研究结果表明:自动测量方法与人工测量方法相比,点蚀坑长轴长度、间距和面积的测量相对误差在10%以内,且蚀坑识别精度达93.3%;长轴长度相对误差随蚀坑长轴长度增长逐渐减小;自动测量方法节省时间达99.09%,大大提高了测量效率。自动测量方法在多蚀坑定位精度和测量效率上明显优于人工测量方法;自动测量方法可以满足腐蚀钢丝表面点蚀坑参数测量的工程需求。

数字图像处理在数字摄影测量技术中的应用与实践

数字摄影测量技术中的数字图像处理技术最早出现于20世纪50年代,在计算机技术快速发展的情况下,数字图像处理技术的应用也愈加广泛。在数字图像处理技术的开展下,能够提高图像的质量,并且全面地获取图像内部的信息资源,现阶段较为常用的图像处理方法主要包含图像增强、复原、编码、压缩、分类、描述等。本文接下来针对数字图像处理在数字摄影测量技术中的应用与实践内容进行分析。

基于数字图像处理的盐溶液过饱和比与结晶压力测量方法

溶液过饱和比和结晶压力是研究多孔材料结晶破坏效应的主要参数,但目前没有很好的手段直接测量溶液过饱和比。观察溶液结晶现象发现,溶液结晶前后图像灰度会发生明显变化,因此本文提出一种基于数字图像处理(DIP)技术的盐结晶过饱和比和结晶压力的测量方法。该方法以图像为基础,得出灰度值与溶液浓度的关系,运用MATLAB软件绘出溶液过饱和比和结晶压力分布图。以Na_(2)SO_(4)溶液和NaCl溶液的结晶行为为例,得到Na_(2)SO_(4)溶液与NaCl溶液结晶的初始过饱和比在1.1~1.3,进一步计算了Na_(2)SO_(4)和NaCl的结晶压力理论值。Na_(2)SO_(4)和NaCl结晶破坏效应的差异与二者不同的结晶行为有关,Na_(2)SO_(4)晶体的蠕变生长行为导致其更具破坏性。

基于数字图像处理的裂缝检测方法

为保证图像质量,提出一种基于阈值判断的自适应中值滤波(TAMF)新算法。通过扩充图像边界,将噪声图像与对其进行中值滤波后的图像相减得到的灰度值均值T作为判断条件,对搜索窗口内的噪声像素点采用中值滤波处理后输出结果,信号点则不做处理。使用几种滤波算法进行试验分析,结果表明,不同浓度的椒盐噪声均可采用TAMF算法进行滤除,该算法能有效保护图像边缘细节,在PSNR和MSE等图像性能指标上维持较高的水平,为后续裂缝宽度测量提供良好环境。数字图像处理通过获取图像(裂缝)灰度信息,对图像(裂缝)特征进行提取;然后,基于TAMF算法与改进的切线垂线法,将数字图像处理中的图像预处理、裂缝骨架提取、裂缝宽度计算等方法进行集成,提出一套基于数字图像处理的混凝土裂缝图像宽度测量流程,该测量流程所需设备单一,可大幅提高检测精度和效率,满足工程应用要求。

利用数字图像处理技术测量几何尺寸

针对传统接触式尺寸测量方法的缺点，探讨利用数字图像处理技术进行几何尺寸测量的方法，为产品的尺寸测量提供实时、快速、有效、经济的测量途径．给出了利用数字图像处理技术进行非接触式尺寸测量的方法，它包括图像的预处理，二值化，图像分割，轮廓线条的提取、拟合、光滑，系统的标定，尺寸的计算等．并从理论和实践上证明该方法的可行性和正确性．

数字图像处理技术在蔬菜叶面积测量中的应用

采用平台扫描仪获取叶片的数字图像 ,建立运用数字图像处理技术测定蔬菜叶面积的方法。同时与目前较常用的交叉网格法、CID仪器法、复印称重法和生产上常用的直尺法进行比较分析。结果表明 :图像处理方法和上述传统的叶面积测定方法的测定结果呈极显著的线性相关关系 ,适用于叶面积的测量工作 ;和其它方法相比具有准确、快速、适用范围广、容易普及等优点 ,适用于科研和生产推广使用。试验还得出采用直尺法时 ,油菜和空心菜的叶面积的校正系数分别为 0 .792和 0 .

利用数字图像处理技术测量直齿圆柱齿轮几何尺寸

研究了采用数字图像处理技术实现对直齿圆柱齿轮几何尺寸的非接触式测量。首先对CCD摄像机拍摄的图像进行畸变校正与滤波去噪,然后对图像进行阈值分割,采用基于数学形态法的四邻域腐蚀来获得单像素宽的图像边缘。针对齿轮的边缘轮廓形状特征,运用重心法、最小二乘拟合、Bresenham画圆法和Hough变换等原理,建立了测量齿轮齿数、模数、中心孔半径、齿顶圆半径、齿根圆半径和变位系数等齿轮几何尺寸参数的测量算法。使用1280×1024的CCD摄像机及黑白采集卡对分度圆直径为50mm的直齿圆柱齿轮进行测量实验,与人工测量值对比,绝对误差小于一个像素,在各测量参数中,最大尺寸的齿顶圆半径绝对误差值为13μm。研究结果表明:因为CCD摄像设备的分辨率越高、被测物体的尺寸越小,则测量精度越高,且为线性关系,所以,使用高分辨率CCD摄像设备并配备光学放大系统,可实现对高精度和微小直齿圆柱齿轮几何尺寸参数的测量。如使用1280×1024像素以上的CCD摄像设备测量分度圆直径5mm以下的直齿圆柱齿轮时,测量精度可在2μm以下。

数字图像处理在焦距测量中的应用

本文介绍了几种数字图像处理法的焦距评价函数，而且对其中３个焦距评价函数进行了实验。文中还详细介绍了实验装置的工作原理，并对实验结果进行了分析。

基于数字图像处理的林木自动测量系统研究

为了有效地测取样树的胸径、树高、冠幅等参数,促进林木测量自动化,采用数字图像处理技术开发了一套林木自动测量系统,主要包括图像摄取仪、视角调节机构、测量标尺、笔记本电脑等硬件,测量计算软件则包含平视测量、仰视测量、图像处理、参数计算和林木生长情况评价等功能模块。通过对林木图像预处理和基于启发式搜索算法的重叠轮廓分割实现了样树的轮廓识别和提取。

基于数字图像处理的位移测量

对于位移测量,有成千上万种测量方法,随着科技的发展,非接触式的测量方法特别是非接触的光学测量方法尤其受到科学家们的重视。通过结合光学测量和数字图像处理的思路,详细介绍了sobel算子工作的数学原理和位移计算公式,并利用MATLAB软件通过sobel算子对单向拉伸(或压缩)夹头局部图像进行边缘检测,从而进一步进行位移计算,所得计算结果与电测法所得的位移数值相比较,证实了基于数字图像处理位移测量的精确性。

视觉测量技术在数字图像处理课程设计中的应用

为了配合数字图像处理课程的教学，开设了名为“基于VC＋＋的典型零件尺寸视觉测量”的数字图像处理课程设计。给定具有典型特征的工件，在视觉测量实验台上，用VC＋＋编制程序，实现图像采集、处理及视觉测量系统的调焦、标定等过程，最终求出工件的被测参数。通过课程设计，使学生进一步理解数字图像处理的理论知识，并提高了解决问题与编程设计的能力。

数字图像处理在距离测量中的应用

为了克服接触式测量中的一些弊端,如测量时加在物体上的物理效应、测量环境的高要求、人为误差较大等,结合了现代数字图像处理技术和视觉测量方法,采用了非接触式测量方法进行距离测量。建立了图像采集系统,运用LabWindows/CVI软件设计的Sobel算子对采集到的图像进行边缘检测,得到两边缘线之间的像素差值,并代入距离计算公式求得距离。结果表明,该测量方法所得结果与实际值符合,证实了基于数字图像处理的距离测量方法的准确性。

采用数字图像处理技术测量羊绒细度研究

文章叙述了采用数字图像处理技术对羊绒纤维细度进行测量的方法 ,即在取得样品灰度图像基础上 ,通过软件编程实现对样品细度的自动测量 ,在前期两点法测量的基础上 ,文章重点阐述了一点法测量的步骤、方法。与前一方法相比 ,此种方法提高了测量的自动化程度与精度 ,具有较高的应用价值。

数字图像处理技术在掺气浓度测量中的应用研究

结合掺气水流的特点,采用一种迭代法确定图像最佳阈值,提出计算掺气浓度的图像处理算法,由此计算的掺气浓度精度令人满意,并通过实验验证了其可靠性,从而为数字图像处理技术在高速水力学中的应用做出了成功的探索。

基于数字图像处理的光切法槽深测量方法研究

在窄浅槽的深度测量方面,常用的测量方法受到很多的限制。对不锈钢管的电火花加工(EDM)的刻槽深度测量,提出了一种在光切法基础上采用电荷藕合器件图像传感器(CCD)获得不锈钢管表面和刻槽底部的图像,运用数字图像处理技术对图像进一步处理的刻槽深度测量方法。介绍了光切法的原理,并详细介绍了对所获得的数字图像进行处理的步骤。实际应用表明,该方法有较高的测量精度。

基于数字图像处理技术的测量工件平行度的新方法

本文主要介绍了一种测量管状件轴线平行度的新方法。该方法采用激光准直技术结合数字图像处理技术来进行管状件轴类工件的两轴或多轴平行度的测量。其优点是无损检测、测量精度较高。