基于FPGA的自准直系统数据处理技术

提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的CCD自准直测角系统.以FPGA作为系统处理核心;以自适应调节模块为CCD驱动发生器提供准确的波形时序;采用边缘检测算法获得图像的像元级边界;通过最小二乘拟合算法计算得到光斑圆心位置;利用VHDL语言以及MAX+plusⅡ软件完成了系统设计.系统测试和实验表明:所设计的片上系统具有高精度、高集成度的特点.     

踝关节功能评价三维测量系统设计

在临床上医师通过对踝关节的X线拍片和多年经验来判断踝关节功能性不稳,这将增加临床诊断成本和诊断门槛.对于此问题,介绍一种基于三维测量与重建模型的踝关节功能评价系统.该系统采用结构光正-反投影技术,通过结构光正-反条纹图像来检测结构光边缘并实现亚像素定位;在此基础上,利用立体视觉原理来实现踝关节姿势的三维测量与重建,最后通过三维重建模型来分析踝关节功能性不稳.实验结果表明,该系统在无任何机械接触的情况下,有效地分析评价踝关节功能性不稳,为踝关节功能性不稳的早期发现和康复医疗提供有利的诊断与决策依据.     

微型齿轮的机器视觉检测系统设计

微型齿轮在精密仪器设备中经常使用,其齿长的误差大小与整个仪器的精密准确性密切相关。传统微型齿轮检测以人工检测为主,人工检测存在检测精度低、量化不准确的问题。为了能够精确的计算齿长误差,并给出量化结果,文章提出一种基于机器视觉的微型齿轮齿长误差检测系统,先通过小波变换去除图像噪声,然后使用Radon变换算法矫正零件图像,再使用一种基于局部区域特征的三次曲线模型提取感兴趣区域亚像素边缘信息,并通过投影映射精确计算边界位置,最后计算齿轮中心点的动态极差并以此数据作为判断齿长是否合格的标准。实验结果表明,该方法精度可达到2 μm,准确率可达到99%,单帧检测时间平均18 ms,一个零件大约5 s可以给出可靠的结论,该方法效率高,准确性好,能够满足工业检测的要求。     

基于快速归一化算法的拉伸距离动态跟踪测量

采用视频引伸计对试样进行轴向拉伸试验时,通过跟踪试样表面两根标线的移动来计算标线之间的距离变化,从而得到试样的拉伸变形。当拉伸时产生非拉伸方向的移动或夹具与试样打滑时,传统标线检测方法会丢失要跟踪的标线、或者偏离标线,引起测量误差。本文在测量材料微应变性能时,采用快速归一化互相关算法对标线进行跟踪,提出了1/8降采样方法来加快矩形框跟踪速度,达到跟踪的实时性要求。同时本文采用双曲正切函数拟合得到亚像素边缘点,在试样表面检测标线边缘,从而完成标线距离的测量。最后本文设计了软硬件系统。实验证明,本系统在保证测量实时性的前提下,实现了亚像素边缘检测。测量最大偏差不超过0.005 mm。     

数字散斑相关方法的原理及土木工程应用简介

数字散斑相关方法(DSCM)是一种全场、无接触、高自动化和高精度的光学变形测量方法,与其它变形测量技术相比数字散斑相关方法有其独到的优越性能。经各研究学者不断的研究改进,数字散斑相关方法的理论逐渐完善,作为一种固体材料表面变形测量方法,在固体力学的实验中广泛应用,同时在土木工程变形测量中得到较快的发展。本文对该方法的基本原理、模型及决定测量精度的因素进行了简单介绍,同时对其在土木工程中的应用进行了概述。     

阶梯光栅多视点自由立体显示的子像素排列

自由立体显示是显示领域的重要前沿方向.提出一种阶梯光栅多视点自由立体显示的子像素排列方法,该方法通过构建图像视点数矩阵,得到不同光栅倾斜角和不同视点数的阶梯光栅自由立体显示的子像素排列结果,并总结出合成图的像素单元与视差图的像素相对应的图像子像素排列规律.采用该子像素排列方法制作了阶梯光栅多视点自由立体显示器,获得了良好的立体显示效果,从而验证了该方法的正确性.     

基于最大似然估计的小基高比立体匹配方法*

针对小高比立体匹配当中的亚像素精度和粘合现象问题,提出了一种基于最大似然估计的小基高比立体匹配方法。该方法首先根据混合式窗口选择策略为参考图像中的每一点确定匹配窗口;然后在视差范围内根据规范化互相关函数计算匹配代价,再利用胜者全取策略计算每一点视差;最后采用基于最大似然估计的亚像素匹配方法获得亚像素级视差。实验结果表明,该方法有效地减少了立体匹配中的粘合现象,同时获得了较高精度的亚像素视差,其平均亚像素精度可达1/20个像元。     

小波系数过零点的屋脊边缘亚像素检测算法

针对现有亚像素边缘检测算法在定位精度、抗噪性能和计算速度方面问题,提出一种新的基于小波变换系数过零点的屋脊边缘亚像素检测算法,证明了利用该方法对屋脊边缘进行亚像素检测不存在原理误差,且具有较好的抗噪性能和较快的计算速度.仿真实验证实理论的正确性.     

一种子像素级图像测量直线提取算法

分析了图像量测中线特征目标高精度的提取,提出了一种子像素级图像测量直线提取算法.采用改进的Hough变换对线状特征进行提取,获得具有确定长度和端点的直线段;以此直线段的端点为初值,自适应生成直线模板,利用最小二乘方法进行模板与图像线特征匹配,实现图像线特征的子像素提取.对仿真及真实图像的验证结果表明:该混合算法稳定可靠,达到了子像素级的提取精度,在图像测量中能有效地提高测量精度.     

边缘识别的多项式滑动拟合法

介绍了一种数字图像边缘识别的滑动拟合法,采用多项式函数对跨边缘的像素序列进行分段滑动拟合。将分段拟合法与不分段拟合进行比较,结果显示,即使采用低阶多项式分段拟合,效果仍然优于高阶多项式不分段拟合。滑动拟合法为边缘识别的研究提供了一种新的思路。