数字图像处理及特征测量技术研究

分析了数字图像处理技术主要特点,概述了数字图像处理技术主要应用领域,并分析了数字图像特征测量技术。阐述了数字图像的基本特征及其测量方法,其指导思想及基本方法对研究图像特征测量有重要的借鉴意义。

地方性克汀病人头面部特征测量与观察

地方性克汀病是在严重缺碘地区出现的一种体格发育落后,痴呆和聋哑的病人。也是世界性地方病。在该病的普查、防治工作中,中外学者都把“克汀病面貌”作为一项重要的临床诊断指标,即描述为“头大、额短、眼睑肿胀,眼裂水平,面宽,眼距宽,鼻梁塌,鼻翼肥大,鼻孔向前,耳大,发际低等。”但这大都是主观印象,缺乏系统,客观的统计学分析。

基于激光扫描的蔬菜种子形态特征测量方法研究

蔬菜种子的形态特征测量在评估种子质量的过程中起着重要作用,但由于蔬菜种子体积小、形状不规则,测量精度很难提高。为了实现蔬菜种子形态特征的精确测量,提出了基于激光扫描的蔬菜种子形态测量方法。利用激光扫描技术采集种子的三维点云数据,应用近邻点距离传播算法对点云进行噪声滤波处理,并采用移动最小二乘法和重采样算法进行平滑处理及漏洞修复,通过贪婪投影三角化算法构建蔬菜种子表面的三角网格模型,计算种子的体积值和表面积值,通过生成模型的OBB包围盒得出种子的长宽厚值,并与用千分尺测量的结果进行对比,计算值与人工测量值的差值均<0.1mm,相对误差均<2%。实验结果证明了基于激光扫描的蔬菜种子形态特征测量方法的准确性和有效性。

基于降水微物理特征测量仪的雨滴形状观测与分析

利用自主研制的降水微物理特征测量仪开展降水观测试验,得到了大量的雨滴图像。研究了异常雨滴图像的形成原因和处理方法,以此为基础重点研究了在极坐标下基于Akima插值的数字雨滴图像矢量化方法,得到了雨滴平均形状特征和轴比分布特征。结果表明,直径小于1 mm的雨滴以圆形为主,在1.0~3.0 mm的雨滴以椭圆形为主,大于3.0 mm的雨滴逐渐呈现顶部凸起,底部偏平的形状;雨滴的平均轴比分布与经验分布一致,相互之间差异在±0.04 mm范围以内;雨滴的平均轴比与经验模型的差值在粒径3.4~3.8 mm出现峰值,该范围内的雨滴较经验关系具有更圆的形状特性。

基于图像分割的目标尺寸特征测量

主要研究了两种基于图像分割的工业元件尺寸测量方法,分别是基于霍夫变换和基于最小外接矩形算法的测量算法,并研发了图像测量系统。系统中针对不同目标形状,分别应用了两种方法,对于矩形度高于阈值的元件使用改进的霍夫变换检测出元件的四条边,而后组合边检测出矩形,最后应用几何数学解析出元件尺寸;针对矩形度低于阈值的元件,使用新的最小外接矩形算法提取最小外接矩形,然后应用几何数学解析得到元件尺寸。对于两种方法分别进行实验,对比它们的实验结果并进行误差分析。结果验证了这两种方法在特征测量上的有效性及互补性。

三维特征测量的典范——交叉式扫描测头

在汽车工业的检测中，交叉扫描技术特别适用于包含多个特征的板金件，汽车车身的装配点（边缘点）以及汽车发动机缸体的测量。

微型光纤光谱仪在LED光谱特征测量中的应用

介绍了微型光纤光谱仪在LED照明领域中的应用及测量方法,可以用于LED等光源及其灯具的在线快速光谱测量测试及其品质控制,可以进行光度测量诸如:光通量、照度、光强、亮度;及颜色特征测量诸如:主波长、色度坐标、色纯度、显色指数、色差、色温。希望可以为工业生产及其标准计量规范提供参考与借鉴。

使用Photoshop软件快速测量物证特征

在物证检验工作流中使用Photoshop软件通过物证图像直接进行特征量化测量的实用方法,可完成长度、角度、面积与周长特征测量任务,克服了常规测量手段对于易损易逝物证特征测量的局限以及对于面积、周长特征测量的不足。

固体火箭发动机体空间缺陷最大直径矢量特征测量方法

针对固体火箭发动机工业CT(computed tomography)三维扫描数据,从计算时间和测量精度两方面考虑,结合固体火箭发动机内部缺陷体空间数据场的特征,通过改进传统的空间最大距离求解法——擂台法,提出了基于分类种子点法的体空间缺陷最大直径矢量特征测量方法.设计了预置缺陷的固体火箭发动机,经实验验证,相比传统擂台法,该方法能够提高测量精度和缩短计算时间,最大直径及其与轴向锐角夹角的最大测量误差在10%以下,为固体火箭发动机三维可视化故障诊断奠定了基础.

基于特征的逆向工程测量系统设计

基于自行研制的DSX5 70型三杆五自由度虚轴机床开发了逆向工程系统 ,介绍了逆向工程及原型数字化的研究内容 ,基于特征技术提出了测量规划方法 ,以特征为测量对象 ,符合人们对工程信息的高层次描述要求 ,并直接反映设计和制造意图 ,为后期的CAD模型重建和与CAD/CAM系统的信息集成提供了重要保障 ,并应用ObjectARX和面向对象技术在AutoCAD平台上进行了测量系统开发。

庙子沟新石器时代人类牙齿非测量特征

本文采用Ｔｕｒｎｅｒ建立的人类牙齿形态特征分类标准观察研究了内蒙古察右前旗庙子沟新石器时代人类牙齿的非测量特征并采用由非测量特征的出现率计算人群间生物学距离的ＭＭＤ系数和聚类分析方法对比了庙子沟与东亚地区其他人群之间的关系．研究结果表明庙子沟新石器时代人类在牙齿形态特征上与包括安阳殷墟青铜时代人类在内的亚洲东北部人类相近，而与东南亚人群差别较大．

用线特征摄影测量对目标体素进行量测和重建的可行性研究

本文利用线特征摄影测量（Line photogrammetry）方法对CAD实体造型中体素进行自动量测与重建，借此建立CAD与数字摄影测量的桥梁。文中提出了一种以描述体素几何元素为未知数，直接在像片线特征与物体表面之间进行匹配的线特征摄影测量模型和方法，并对其可行性进行了实验。实验结果表明：线特征摄影测量能达到立体摄影测量相同的，甚至更高的精度，从而可解决无明显目标点工业物体的自动量测。

现代中国人群形成与分化的形态证据--中国与非洲和欧洲人群头骨非测量特征分析

现代人群形成与分化导致生活在世界不同地区的人类形成了具有明显体质特征差别的人群(或种族)。对更新世末期及全新世以来不同地理区域近代和现代人群体质特征差别、相互亲缘关系的分析是现代人群形成与分化研究的重要组成部分。本文通过对21项头骨非测量特征在近代和现代中国人群,以及现代非洲和欧洲人群共330例标本的出现率和表现特点的观察和数据分析,发现绝大多数特征的出现率或表现特点在三个人群间都具有不同程度的差异,有些特征在人群间的差异甚至非常明显。与非洲及欧洲人群相比,现代中国人头骨总体显得纤细,眉弓、角圆枕、颧三角、颧结节等反映头骨粗壮程度的特征在现代中国人群的发育明显弱于非洲和欧洲人群。此外,现代中国人群还具有一些明显不同于非洲和欧洲人群的头骨非测量特征,包括锐利的眶外下缘、相对平坦的眉间鼻根点、较圆隆的颅侧壁、平坦的顶孔人字区、深弧形的上颌颧突下缘,梯形和左右不一的鼻额-额颌缝走向等。采用判别分析可以将67.0%—79.5%的标本正确地判别归入其原来所属的组群。其中对中国人群的正确判别率分别达到70.4%和82.9%。个体标本分布显示非洲人群表现较大的分散性,而中国和欧洲人群样本的分布明显密集集中,提示中国和欧洲人群似乎具有更多的衍生性特征。本研究还发现多数在人群间差别显著的头骨非测量特征与头骨粗壮程度有关,作者对相关的问题进行了分析探讨。

儿童头部测量性特征的初步研究

作者对本地区３１３名汉族儿童进行了头最大长、头最大宽、面宽等２１项径线测量，计算了头指数、形态面指数、鼻指数，结果表明：男女儿童各径线均值基本无显著性差异，各径线均值随年龄的增加而增加；本地区儿童的头型属圆头型，面型属阔面型，鼻型属狭鼻型。

一种针对蜂窝芯外形曲面特征的测量方法

针对蜂窝芯外形曲面特征测量过程中出现的数据不完整、精度低等问题,提出一种基于三维光学扫描的测量方法.首先在蜂窝芯外形曲面紧密贴合覆盖层,以覆盖层外形特征代替蜂窝芯外形曲面特征,然后采用三维光学扫描技术采集覆盖层外形的点云数据.通过计算点云数据的法向矢量,并在矢量方向偏置覆盖层厚度,从而获得蜂窝芯曲面特征的轮廓数据,完成蜂窝芯外形曲面特征测量.通过对某型号蜂窝芯材料的测量,证明该方法的可行性和精确性,具有实际工程应用价值.

飞机大部件位姿调整的关键测量特征点误差控制权值计算方法

为了实现飞机大部件的最佳位姿调整,基于层次分析-误差评定组合方法,研究了一种应用于综合评估数字化装配中关键测量特征点的误差控制权值的计算方法。采用引入权值的最小二乘法求解大部件位姿调整量,提高装配精度。通过层次分析(AHP)方法确定关键测量特征点主观权值,误差评定法确定关键测量特征点客观权值,两者结合综合评定关键测量特征点权值。以最小装配误差为优化目标,利用权值实现多个关键测量特征点的误差分配优化。实例分析中,将超差的对接交点误差由1. 23 mm降低到了0. 72 mm,满足各个测量点的容差要求。以奇异值分解算法求解目标优化初值,采用牛顿法迭代求解,得到部件的最优位姿,并以中后机身对接为对象分析验证权值分配的合理性。

美国的测量与特征情报侦察活动

测量与特征情报现已成为美国重要的国家及国防信息资源，并将成为美军对“全谱”威胁作出反应的关键措施。本文在探讨美国测量与特征情报的内涵及应用范围的基础上，详细介绍了美国在空间、机载、地基、海上及水下所进行的测量与特征情报侦察活动，最后分析了其所面临的问题。

头骨三项非测量特征在中国古代人群中的分布差异

本文对11组中国古代人群头骨面部的犬齿窝、颧骨缘突和梨状孔上外侧部膨隆三项非测量特征进行了群体间出现率的差异性检验,以探讨其在区分群体变异时是否有意义。应用两样本率差异的χ2检验,比较了这三项非测量特征在性别、人群和种族方面的差异。研究结果表明,男性犬齿窝的出现率所反映的种族差异比较明显。颧骨缘突的出现率在进行人群间比较时更具有意义。汉代以来,梨状孔上外侧部膨隆在中国北方新疆地区的欧罗巴人种男性与华北北部地区及东北地区的蒙古人种男性间存在着显著性差异。笔者发现,犬齿窝和梨状孔上外侧部膨隆这两项特征可能存在着比较紧密的相关性,即犬齿窝越发育,梨状孔上外侧部也会较为膨隆。对于犬齿窝和梨状孔上外侧部膨隆的相关性及其产生机制,笔者提出了两种假说:其一是鼻部形态的改变引起了梨状孔上外侧部膨隆,并进而导致了犬齿窝的发育;其二是因为颌部特别是犬齿的功能减退,造成犬齿后上方的区域凹陷,进而引起了梨状孔上外侧部膨隆状态。

基于特征谐波测量阻抗的HVDC接地极线路保护新原理

针对高压直流输电系统接地极线路高阻、远端接地故障保护灵敏度低的问题,提出一种基于特征谐波测量阻抗的高压直流输电系统接地极线路保护新原理。首先,基于接地极系统等效电路,定义线路量测端测得的特征谐波电压与入线特征谐波电流之比为接地极线路特征谐波测量阻抗,并对接地极线路故障前后特征谐波测量阻抗的特征进行理论分析与推导。随后,在此基础上构造基于特征谐波测量阻抗幅值比的故障保护判据。通过PSCAD/EMTDC搭建的仿真模型,验证不同工况下保护判据的有效性和可靠性。仿真结果表明,该文所提的原理保护范围接近线路全长,具有较强的抗过渡电阻能力,且具有一定的抗噪声干扰能力。同时,该保护原理无需增加其他的硬件设备,具有良好的适用性和实用价值。

基于结构光的微小特征三维测量系统

针对微电子制造领域中各种微小型元件的三维测量,研究开发了一套基于结构光技术的高精度三维形貌测量系统,将工业相机与置备高精度小幅面镜头的可编程DLP投影仪结合搭建小视场三维测量系统。针对表面有突点、不连续的微小特征,研究其三维形貌测量方法,提出将四步+多波长相移算法与小视场条纹投影结合的方法来实现高精度的三维测量。针对小视场的结构光测量系统,研究高精度的投影仪标定方法,提出一种改进的标定板图案及标定算法,实现投影仪标定精度达0.189像素。将投影仪看作一个逆向相机并根据相位信息和标定参数进行三维重建。实验对标准量块及倒装芯片的晶圆突点进行测量,测得沟槽深度平均偏差为0.003 mm,晶圆突点三维重建效果良好。