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数字图像检索的毕业论文

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数字图像检索的毕业论文

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本文的研究目的在于结合康泰医学进行医疗器械国际市场营销的实践,解析我国医疗器械企业所处的国际市场环境、竞争态势、分析把握市场机遇,为其进行国际市场营销提供客观依据。文章通过对康泰医学医疗器械国际市场营销策略的研究,分析其在国际市场营销过程中存在的不足,并对存在的问题提出可行性解决建议。根据文章特点,本文采取调查研究和资料分析、定性分析与定量分析、理论分析与实证分析相结合的研究方法。首先,本文详细阐述了市场营销相关理论,包括市场细分理论、目标市场定位、市场营销组合、SWOT分析等内容,这是进行本课题研究的理论和方法基础。其次,在深入分析国际医疗器械市场状况和市场竞争态势的基础上,阐述了康泰医学医疗器械国际市场营销策略,采用SWOT方法分析康泰医学在不同细分市场的优势、劣势、面临的机会与威胁。再次,文章调查医疗器械国际市场的概况,详细分析其市场竞争情况的基础上,详细研究其在国际市场采取的市场营销组合策略,具体包括:产品策略、定价策略、渠道策略和促销策略。最后,根据康泰医学在各目标市场采取的营销策略以及企业自身的特点,分析其在国际市场营销过程中的不足,分析其存在的问题并提出解决的建议,来保障其国际市场营销策略的实施。[1] 李燕静. 浅析我国医疗器械行业发展状况及其建议[J]. 中国外资. 2013(07)[2] 方海玲. 我国医疗器械市场现状分析与市场营销[J]. 安徽科技. 2012(12)[3] 刘娟. 高效的营销稽查监控体系构建探索[J]. 中国电力教育. 2012(36)[4] 方天成. 医疗器械行业的发展现状及其趋势分析[J]. 商业文化(下半月). 2012(11)[5] 余玉华,姚宝峰. 论国际市场营销环境下的企业如何做好危机营销[J]. 商场现代化. 2012(27)[6] 王远. 国际市场营销中的跨文化元素探索[J]. 中国集体经济. 2012(16)[7] 章昌裕. 中国入世十年成就回顾与前景展望[J]. 对外经贸. 2012(01)[8] 赵林晶. 浅谈中国产品在国际市场上的营销策略[J]. 现代商业. 2012(03)[9] 李俊伟,韩冰. 现代企业的营销服务意识与品牌战略对策[J]. 现代商业. 2011(07)[10] 黄志红,刘伟华. 国际市场营销风险的评价[J]. 统计与决策. 2011(03)

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图像检索系统毕业论文

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数字图像边缘检测论文

摘 要 针对基于PC实现的图像边缘检测普遍存在的执行速度慢、不能满足实时应用需求等缺点,本文借助于TI公司的TMS320DM642图像处理芯片作为数字图像处理硬件平台,DSP/BIOS为实时操作系统,利用CCS开发环境来构建应用程序;并通过摄像头提取视频序列,实现对边缘检测Sobel算子改进[1]。 关键词 DM642;Sobel算子;程序优化;图像边缘检测 1 引言 边缘是图像中重要的特征之一,是计算机视觉、模式识别等研究领域的重要基础。图像的大部分主要信息都存在于图像的边缘中,主要表现为图像局部特征的不连续性,是图像中灰度变化比较强烈的地方,也即通常所说的信号发生奇异变化的地方。经典的边缘检测算法是利用边缘处的一阶导数取极值、二阶导数在阶梯状边缘处呈零交叉或在屋顶状边缘处取极值的微分算法。图像边缘检测一直是图像处理中的热点和难点。 近年来,随着数学和人工智能技术的发展,各种类型的边缘检测算法不断涌现,如神经网络、遗传算法、数学形态学等理论运用到图像的边缘检测中。但由于边缘检测存在着检测精度、边缘定位精度和抗噪声等方面的矛盾及对于不同的算法边缘检测结果的精度却没有统一的衡量标准,所以至今都还不能取得令人满意的效果。另外随着网络和多媒体技术的发展,图像库逐渐变得非常庞大;而又由于实时图像的目标和背景间的变化都不尽相同,如何实现实时图像边缘的精确定位和提取成为人们必须面对的问题。随着DSP芯片处理技术的发展,尤其是在图像处理方面的提高如TMS320C6000系列,为实现高效的、实时的边缘检测提供了可能性[5]。在经典的边缘检测算法中,Sobel边缘检测算法因其计算量小、实现简单、处理速度快,并且所得的边缘光滑、连续等优点而得到广泛的应用。本文针对Sobel算法的性能,并借助于TMS320DM642处理芯片[3],对该边缘检测算法进行了改进和对程序的优化,满足实时性需求。2 Sobel边缘检测算法的改进 经典的Sobel图像边缘检测算法,是在图像空间利用两个方向模板与图像进行邻域卷积来完成的,这两个方向模板一个是检测垂直边缘,一个是检测水平边缘。算法的基本原理:由于图像边缘附近的亮度变化较大,所以可以把那些在邻域内,灰度变化超过某个适当阈值TH的像素点当作边缘点。Sobel算法的优点是计算简单,速度快。但由于只采用了两个方向模板,只能检测水平方向和垂直方向的边缘,因此,这种算法对于纹理较复杂的图像,其边缘检测效果欠佳;同时,经典Sobel算法认为,凡灰度新值大于或等于阈值的像素点都是边缘点。这种判定依据是欠合理的,会造成边缘点的误判,因为多噪声点的灰度新值也很大。 图像加权中值滤波 由于图像中的边缘和噪声在频域中均表现为高频成分,所以在边缘检测之前有必要先对图像进行一次滤波处理,减少噪声对边缘检测的影响。中值滤波是一种非线性信号的处理方法[2],在图像处理中,常用来保护边缘信息;保证滤波的效果。加权中值滤波,首先对每个窗口进行排序,取适当的比例,进行曲线拟合,拟合后的曲线斜率表征了此窗口的图像特征,再根据图像各部分特性适当的选择权重进行加权。 增加方向模板 除了水平和垂直两方向外,图像的边缘还有其它的方向,如135o和45o等,为了增加算子在某一像素点检测边缘的精度,可将方向模板由2个增加为8个即再在经典的方向模板的基础上增加6个方向模板,如图1所示。 边缘的定位及噪声的去除 通常物体的边缘是连续而光滑的,且边缘具有方向和幅度两个特征,而噪声是随机的。沿任一边缘点走向总能找到另一个边缘点,且这两个边缘点之间的灰度差和方向差相近。而噪声却不同,在一般情况下,沿任一噪声点很难找到与其灰度值和方差相似的噪声点[4]。基于这一思想,可以将噪声点和边缘点区分开来。对于一幅数字图像f(x,y),利用上述的8个方向模板Sobel算子对图像中的每个像素计算,取得其中的最大值作为该点的新值,而该最大值对应的模板所表示的方向为该像素点的方向。若|f(x,y)-f(x+i,y+j)|>TH2,对于任意i=0,1,-1;j=0,1,-1均成立,则可判断点(x,y)为噪声点。图2给出了图像边缘检测系统改进算法的软件流程图。图1 边缘检测8个方向模板图2 系统结构图3 基于TMS320DM642的图像处理的设计及算法优化 TMS320DM642功能模块及图像处理系统的硬件结构 DSP以高速数字信号处理为目标进行芯片设计,采用改进的哈佛结构(程序总线和数据总线分开)、内部具有硬件乘法器、应用流水线技术、具有良好的并行性和专门用于数字信号处理的指令及超长指令字结构(VLIW)等特点;能完成运算量大的实时数字图像处理工作。 TMS320DM642是TI公式最近推出的功能比较强大的TMS320C6x系列之一,是目前定点DSP领域里性能较高的一款[6]。其主频是600MHz,8个并行运算单元、专用硬件逻辑、片内存储器和片内外设电路等硬件,处理能力可达4800MIPS。DM642基于C64x内核,并在其基础上增加了很多外围设备和接口,因而在实际工程中的应用更为广泛和简便。本系统使用50 MHz晶体震荡器作为DSP的外部时钟输入,经过内部锁相环12倍频后产生600 MHz的工作频率。DM642采用了2级缓存结构(L1和L2),大幅度提高了程序的运行性能。片内64位的EMIF(External Memory Interface)接口可以与SDRAM、Flash等存储器件无缝连接,极大地方便了大量数据的搬移。更重要的是,作为一款专用视频处理芯片,DM642包括了3个专用的视频端口(VP0~VP2),用于接收和处理视频,提高了整个系统的性能。此外,DM642自带的EMAC口以及从EMIF 口扩展出来的ATA口,还为处理完成后产生的海量数据提供了存储通道。本系统是采用瑞泰公司开发的基于TI TMS320DM642 DSP芯片的评估开发板——ICETEK DM642 PCI。在ICETEK DM642 PCI评估板中将硬件平台分为五个部分,分别是视频采集、数据存储、图像处理、结果显示和电源管理。视频采集部分采用模拟PAL制摄像头,配合高精度视频A/D转换器得到数字图像。基于DSP的视频采集要求对视频信号具备采集,实时显示、对图像的处理和分析能力。视频A/D采样电路—SAA7115与视频端口0或1相连,实现视频的实时采集功能。视频D/A电路—SAA7105与视频口2相连,视频输出信号支持RGB、HD合成视频、PAL/NTSC复合视频和S端子视频信号。通过I2C总线对SAA7105的内部寄存器编程实现不同输出。 整个系统过程由三个部分组成:图像采集—边缘处理—输出显示,如图2所示。摄像头采集的视频信号经视频编码器SAA7115数字化,DM642通过I2C总线对SAA7115进行参数配置。在SAA7115内部进行一系列的处理和变换后形成的数字视频数据流,输入到核心处理单元DM642。经过DSP处理后的数字视频再经过SAA7105视频编码器进行D/A转换后在显示器上显示最终处理结果。 图像处理的软件设计和算法优化的实现 由于在改进Sobel边缘检测算子性能的同时,也相对增加了计算量,尤其是方向模板的增加,每个像素点均由原来的2次卷积运算增加为8次卷积运算,其实时性大大减弱。为了改进上述的不足,在深入研究处理系统和算法后,针对TMS320DM642的硬件结构特点,研究适合在TMS320DM642中高效运行的Sobel改进算法,满足实时处理的要求。整个程序的编写和调试按照C6000软件开发流程进行,流程分为:产生C代码、优化C代码和编写线性汇编程序3个阶段。使用的工具是TI的集成开发环境CCS。在CCS下,可对软件进行编辑、编译、调试、代码性能测试等工作。在使用C6000编译器开发和优化C代码时[7-8],对C代码中低效率和需要反复调用的函数需用线性汇编重新编写,再用汇编优化器优化。整个系统的控制以及数字图像处理是用C程序实现,大部分软件设计采用C程序实现,这无疑提高了程序的可读性和可移植性,而汇编程序主要是实现DM642的各部分初始化。其边缘检测优化算法在DM642中的实现步骤具体如下: S1:根据DM642的硬件结构要求和控制寄存器设置,初始化系统并编写实现边缘检测算法的C程序。 S2:借助CCS开发环境的优化工具如Profiler等产生.OUT文件。 S3:根据产生的附件文件如.MAP文件,分析优化结果及源程序结构,进一步改进源程序和优化方法。 S4:使用CCS中调试、链接、运行等工具,再生成.OUT可执行文件。 S5:运行程序,如果满足要求则停止;否则重复步骤S2~S4直至满足使用要求。4 实验结果 本文以Lena图像为例根据上述的硬件环境和算法实现的原理和方法,图4~图6分别给出了在该系统下采集的视频Lena图像及使用边缘检测算子和改进后处理的结果。由实验结果可以看出,在该系统下能实时完成视频图像的处理,并且给出的边缘检测算子能较好的消除噪声的影响,边缘轮廓清晰。该算法不仅能抑制图像中大部分噪声和虚假边缘,还保证了较高的边缘点位精度。图4 Lena原始图像 图5 传统Sobel算子 图6 改进Sobel算子5 总结 本文实现了在TMS320DM642评估板上用改进的Sobel算子对实时图像进行边缘检测,无延迟地得到边缘图像。边缘检测效果较好,既提高了图像检测的精度又满足了实时性的要求。从检测结果看,利用该改进后的算子在边缘精确定位、边缘提取都达到了很好的效果,且抗噪声能力强,并为目标跟踪、无接触式检测、自动驾驶、视频监控等领域的应用提供了坚实的基础。参考文献[1] 王磊等. 基于Sobel理论的边缘提取改善方法[J].中国图像图形学报,[2] 陈宏席. 基于保持平滑滤波的Sobel算子边缘检测.兰州交通大学学报,2006,25(1):86—90[3] 熊伟. 基于TMS320DM642的多路视频采集处理板卡硬件设计与实现[ M]. 国外电子元器件,2006[4] 朱立.一种具有抗噪声干扰的图像边缘提取算法的研究[J].电子技术应用.2004,25(1)[5] 刘松涛,周晓东.基于TMS320C6201的实时图像处理系统[J].计算机工程,2005(7):17—23[6] TI TMS320DM642 video/imaging fixed-point digital signal processor data manual,2003[7] TMS320C6x Optimizing C Compiler User’s Guide’ TEXAS INSTRUMENTS”,2002[8] TMS320C32x Optimizing C/C++ Compiler User's Guide,Texas Instruments Incorporated,2001

视觉传达毕业论文题目

视觉传达毕业论文题目具体有哪些呢,大家有了解过吗?下面是我为大家介绍的视觉传达毕业论文题目,欢迎参考和阅读,希望能帮到大家!

视觉传达毕业论文题目

1.浅谈计算机图形图像设计与视觉传达设计

2.基于视觉传达设计中视觉思维模式创新的研究

3.新媒体艺术语言在视觉传达中的应用

4.基于视觉传达艺术发展的民族传统设计创新探讨

5.数字广告中数字媒体的视觉传达设计

6.视觉传达设计视角下的科技图像创作研究

7.动态构成在视觉传达设计中的运用与研究

8.跨界与融合--数字信息时代背景下视觉传达设计的新思考

9.色彩符号与企业形象的视觉传达

10.汉字象形造字法在视觉传达中的设计应用

11.中国传统元素在视觉传达设计中的应用研究

12.“视觉传达设计专业”在现实中的应用探究

13.新媒体语境下的视觉传达设计探讨

14.移动互联网背景下视觉传达设计专业人才培养模式研究

15.视觉传达设计中的图形创意表现研究

16.从空无、自然、融合三个角度谈视觉传达设计中的艺术美

17.“私人定制”视觉传达中的定制式设计理念

18.数码技术在视觉传达设计中的应用研究

19.基于视觉传达要素的制造装备人机优化设计方法研究

20.敦煌联珠纹的形态特征与其在视觉传达设计中的应用

21.基于可持续发展理论下的视觉传达设计

22.浅析视觉传达设计与品牌形象的有效整合

23.现代视觉传达的多维感官设计运用探析

24.探究UI设计的视觉传达艺术

25.旅游纪念品视觉传达设计与开发

26.色彩的视觉传达在广告设计中的运用

27.基于视觉传达设计领域的互补设计方法研究

28.信息时代的视觉传达设计特征与发展研究综述

29.动态视觉传达设计在数字媒体中的应用及发展方向

30.视觉传达的灵境语言

31.本土文化视域下的视觉传达设计及拓展重构

32.探讨视觉传达设计发展趋势的分析

33.独特的视觉传达系统研究

34.订制婚礼中视觉传达设计的应用研究

35.视觉传达设计中图形创意的应用与商业价值研究

36.基于观者位移产生的动态错觉在视觉传达设计中的应用

37.关于多媒体设计与视觉传达的完美结合研究

38.视觉传达设计中民族文化符号的应用

39.浅谈视觉传达设计中图形创意的表现

40.视觉传达设计专业学生的实践能力培养探析

41.视觉传达设计中的色彩应用分析

42.视觉传达设计在空间设计中的新发展

43.视觉传达设计中的视觉疲劳现象研究

44.基于信息设计的视觉传达领域新应用

45.文化产业背景下视觉传达设计的转型

46.江汉大学视觉传达设计专业创新型人才培养探析

47.视觉传达设计创新性思维模式初探

48.浅析视觉传达设计创新思维的内涵及原则

49.展示空间中的视觉传达设计元素分析

50.女性身体元素在竞技体育中的视觉传达

51.谈信息时代下视觉传达设计的发展

52.视觉传达设计中笔墨艺术元素的应用

数字化广告的视觉传达效应探析

54.论包装色彩视觉传达的话语意义

55.浅析现代婚庆视觉传达设计

56.数字时代的视觉传达专业的内涵与外延

57.视觉传达设计中抽象图形的针对性提炼与表现

58.探讨视觉传达艺术设计的创新设计理念

59.数字媒体对视觉传达设计的影响分析

60.浅谈视觉传达设计的多元化发展

61.对视觉传达设计中情感理念的表现研究

62.视觉传达设计中视觉思维模式的创新

63.网页设计之视觉传达研究

64.虚拟现实环境下计算机图形图像设计与视觉传达设计

65.数字媒体时代视觉传达专业图形创意课程改革研究

66.景颇族服饰视觉呈现中的社会情境表述

67.视觉传达技术在茶叶包装设计上的运用

68.从视觉心理角度解读自由版式中的视觉游戏

69.基于视觉信息传达的网页界面设计研究

70.“东方葵”的图像叙事与视觉传达

71.网络广告中的视觉传达设计艺术探究

72.浅析视觉营销在商品E化过程中的应用

73.广告视觉传达设计的研究与探讨

74.从标志设计的演变谈视觉简化心理

75.视觉传达设计中传统装饰艺术符号的融入

76.节约型包装视觉传达设计研究

77.数字时代视觉传达设计的新观念探索

78.图表设计与可视化分析

79.技术推动观念 VR技术引发的视觉传达新观念

80.视觉传达设计中的多媒体艺术的表现形式

81.基于数字媒体语境下的视觉传达设计

82.虚拟现实环境下计算机图形图像设计与视觉传达设计

83.视错觉表现在视觉传达设计中的应用

84.论互联网时代视觉传达设计的方法和表现特性

85.视觉传达设计中的多媒体艺术表现形式研究

86.考虑视觉传达效果的夜视环境视觉定位方法研究

87.当代中国设计活动中审美形态的来源--以视觉传达设计为例

88.中国传统文化元素在视觉传达设计中的应用

89.数字时代视觉传达设计的新观念

90.交通标示颜色的视觉传达作用仿真分析

91.视觉传达设计中的传统文化符号探究

92.中国传统家具元素在视觉传达设计中的应用探析

93.视觉传达设计对地方经济发展的实效性研究

94.当代视觉传达设计中的适老性问题研究

95.黑暗中颜色刺激作用的视觉传达分析研究

96.视觉传达设计的交互动画特效制作手法探析

97.学习类网页设计中视觉传达理论的应用研究

98.字体创意设计是加深视觉传达记忆的根蒂

99.对中国甲骨文文字符号视觉传达的属性研究

100.广告视觉传达设计艺术在信息网络时代的传播研究

101.中国禅道文化中的神、意、形、色在视觉传达设计中的应用研究

102.视觉传达设计中的多媒体艺术表现形式分析

103.公共艺术形态下的视觉传达设计研究

104.浅谈数字图像时代视觉传达设计的几个要素

105.浅析视觉传达设计的情感效应

106.如何做到视觉传达艺术设计的与时俱进

107.试论传播学在视觉传达设计中的应用

108.隐喻图形在视觉传达设计中的应用研究

109.视觉传达设计中视觉思维模式的创新

Graphic在视觉传达中的应用研究

111.数字媒体时代视觉传达设计的特征与发展

112.当代视觉传达下汉字图形化设汁的形、意研究

113.网络媒体的视觉艺术传达设计研究

114.数字时代视觉传达设计的新思维探讨

115.中国传统元素在视觉传达设计中的应用

116.浅析视觉传达在室内设计中的应用

117.“新古琴双行谱”中的视觉传达设计

118.视觉传达图形创意在服装设计中的应用

119.从视觉传达的角度对新媒体时代地产广告的探究

120.分析创新设计理念在视觉传达艺术设计中的具体实施

121.视觉传达设计专业的基础课程改革探索

拓展:测绘工程论文题目

1、改善GIS数字底图的质量

2、教学实习在土地资源管理专业中的应用

3、数字化土地利用现状调查的数据采编

4、数字化地形测量的几个问题探讨

5、数字化地籍测量在城镇地籍调查中的应用探讨

6、数字化成图几种作业模式的分析比较

7、数字化测图与地籍信息系统研究

8、数字化测图在地籍补测中的两种应用技巧

9、数字化测图技术在郑州高新区房地产测量中的应用

10、数字化测图教学方法探讨

11、数字化测绘技术在地籍图测绘中的应用与建议

12、数字化测绘技术在地籍测量中的应用与实施

13、数字化测绘技术在地籍测量中的应用初探

14、数字化测绘技术在城镇地籍测量中的应用

15、数字化测绘技术在源影寺古砖塔测绘中的应用

16、数字图像边缘检测方法的探讨

17、数字土地利用现状图的制图概括

18、数字土地利用现状图的制图综合

19、数字地图系统设计

20、数字地形图测绘中的几个问题探析

21、数字地籍测绘实施中的技术问题

22、数字地籍测量中GPS控制网的建立

23、数字地籍测量主要误差来源探讨

24、数字地籍测量作业探讨

25、数字地籍测量应用分析

26、数字地籍测量控制网的建立及精度分析

27、数字地籍测量有关作业流程及精度控制的探讨

28、数字地籍测量精度的讨论及控制方法

29、数字平顶山空间数据基础设施建设的初步研究

30、数字摄影测量生产的质量控制

31、数字水准仪SPRINTERM的试验与评述

32、数字水准仪及其在机场跑道板块高程测量中的应用

33、数字水准仪及水准尺的'检定与精度分析

34、数字水准仪的测量算法概述

35、数字水准仪自动读数方法研究

36、数字水准仪观测模式及其应用实践

37、数字水准测量外业数据格式的转换与统一的实践

38、数字水果湖水下地形和淤泥厚度测量

39、数字测图中的坐标变换方法

40、数字测图中设站错误的内业改正

41、数字测图技术在罗营口水电站坝址地形测量中的应用

42、数字测绘产品的质量检查与质量控

43、数字综合法用于平坦地区地形图修测

44、数字高程模型与等高线质量相关性研究

45、数字高程模型及其数据结构

46、数字高程模型在农地整理排水渠道规划设计中的应用

47、数字高程模型地形描述精度的研究

48、数字高程模型的生产及更新

49、数字高程模型的裁剪与拼接技术

50、数学形态学在遥感图像处理中的应用

51、数据化测量在河道治理工程中的应用

52、数码相机可量测化的研制

53、斜拉桥变形观测方法及精度分析

54、斜距法在工程中的应用

55、断面测量内外业一体化系统研究

56、断高法在高等级公路测设中的应用

57、新州公路平面控制测量问题研究与施测

58、方位交会法在城区测量中的应用

59、方向交会法坐标计算之初探——待定点坐标的计算

60、方向后交最佳点位分析

61、施工测量中快速设站方法

62、无像控基础地理空间数据更新方法

63、无反射棱镜全站仪测距性能测试

64、无反射镜测距的目标特性研究

65、无定向导线环在城市地籍测量中的应用

66、无控制DEM表面差异探测研究

67、既有铁路航测数字化测图的特点与质量控制

68、时态地籍数据库设计与宗地历史查询的实现方法

69、明暗等高线自动绘制方法

70、智能全站仪ATR实测三维精度分析

71、智能全站仪快速测量处理系统

72、曲线拟合高程在公路测量中的应用研究

73、曲线放样中的坐标转换及转换精度分析

74、曲线矢量数据压缩算法实现及评析

75、最小二乘平差理论在制图自动综合中的应用

76、最小二乘法在土地复垦场平整中的应用

77、最小二乘法对多周期函数的周期筛选优化

78、有关地籍调查的几个问题探讨

79、有限条件下坐标转换矩阵的确定与精化

80、有非对称缓和曲线的曲线主点测设方法

81、服务城市化的测绘工程专业培养计划探讨

82、村庄地籍测量之初探

83、条码信号复原技术在数字水准仪中的应用

84、条码因瓦水准标尺校准方法的探讨

85、极坐标法测设平面位置的精度分析

86、构建城镇地籍管理系统的研究

87、栅格数据矢量化及其存在问题的解决

88、标准化大比例尺数字测图的实践与体会

89、树状河系自动绘制的结构化实现

90、根据三斜距确定点的三维坐标及精度

91、桥梁墩_台的沉降观测和沉降值的预测

92、模拟GPS控制网精度估算方法研究

93、模糊数学在土地利用更新调查质量评定中的应用探讨

94、模糊综合评判及其在测绘中的应用

95、气象因素对全站仪测量的影响

96、水下地形分析中空间数据存储与管理方法的研究

97、水下地形测量误差分析及对策

98、水下地形测量误差来源及处理方法探讨

99、水下地形测量高程异常点剔除方法研究

100、水位改正中虚拟验潮站的快速内插

数字图像论文

随着图像处理技术的迅速发展,图像识别技术的应用领域越来越广泛。我整理了图像识别技术论文,欢迎阅读!

图像识别技术研究综述

摘要:随着图像处理技术的迅速发展,图像识别技术的应用领域越来越广泛。图像识别是利用计算机对图像进行处理、分析和理解,由于图像在成像时受到外部环境的影响,使得图像具有特殊性,复杂性。基于图像处理技术进一步探讨图像识别技术及其应用前景。

关键词:图像处理;图像识别;成像

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)10-2446-02

图像是客观景物在人脑中形成的影像,是人类最重要的信息源,它是通过各种观测系统从客观世界中获得,具有直观性和易理解性。随着计算机技术、多媒体技术、人工智能技术的迅速发展,图像处理技术的应用也越来越广泛,并在科学研究、教育管理、医疗卫生、军事等领域已取得的一定的成绩。图像处理正显著地改变着人们的生活方式和生产手段,比如人们可以借助于图像处理技术欣赏月球的景色、交通管理中的车牌照识别系统、机器人领域中的计算机视觉等,在这些应用中,都离不开图像处理和识别技术。图像处理是指用计算机对图像进行处理,着重强调图像与图像之间进行的交换,主要目标是对图像进行加工以改善图像的视觉效果并为后期的图像识别大基础[1]。图像识别是利用计算机对图像进行处理、分析和理解,以识别各种不同模式的目标和对像的技术。但是由于获取的图像本事具有复杂性和特殊性,使得图像处理和识别技术成为研究热点。

1 图像处理技术

图像处理(image processing)利用计算机对图像进行分析,以达到所需的结果。图像处理可分为模拟图像处理和数字图像图像处理,而图像处理一般指数字图像处理。这种处理大多数是依赖于软件实现的。其目的是去除干扰、噪声,将原始图像编程适于计算机进行特征提取的形式,主要包括图像采样、图像增强、图像复原、图像编码与压缩和图像分割。

1)图像采集,图像采集是数字图像数据提取的主要方式。数字图像主要借助于数字摄像机、扫描仪、数码相机等设备经过采样数字化得到的图像,也包括一些动态图像,并可以将其转为数字图像,和文字、图形、声音一起存储在计算机内,显示在计算机的屏幕上。图像的提取是将一个图像变换为适合计算机处理的形式的第一步。

2)图像增强,图像在成像、采集、传输、复制等过程中图像的质量或多或少会造成一定的退化,数字化后的图像视觉效果不是十分满意。为了突出图像中感兴趣的部分,使图像的主体结构更加明确,必须对图像进行改善,即图像增强。通过图像增强,以减少图像中的图像的噪声,改变原来图像的亮度、色彩分布、对比度等参数。图像增强提高了图像的清晰度、图像的质量,使图像中的物体的轮廓更加清晰,细节更加明显。图像增强不考虑图像降质的原因,增强后的图像更加赏欣悦目,为后期的图像分析和图像理解奠定基础。

3)图像复原,图像复原也称图像恢复,由于在获取图像时环境噪声的影响、运动造成的图像模糊、光线的强弱等原因使得图像模糊,为了提取比较清晰的图像需要对图像进行恢复,图像恢复主要采用滤波方法,从降质的图像恢复原始图。图像复原的另一种特殊技术是图像重建,该技术是从物体横剖面的一组投影数据建立图像。

4)图像编码与压缩,数字图像的显著特点是数据量庞大,需要占用相当大的存储空间。但基于计算机的网络带宽和的大容量存储器无法进行数据图像的处理、存储、传输。为了能快速方便地在网络环境下传输图像或视频,那么必须对图像进行编码和压缩。目前,图像压缩编码已形成国际标准,如比较著名的静态图像压缩标准JPEG,该标准主要针对图像的分辨率、彩色图像和灰度图像,适用于网络传输的数码相片、彩色照片等方面。由于视频可以被看作是一幅幅不同的但有紧密相关的静态图像的时间序列,因此动态视频的单帧图像压缩可以应用静态图像的压缩标准。图像编码压缩技术可以减少图像的冗余数据量和存储器容量、提高图像传输速度、缩短处理时间。

5)图像分割技术,图像分割是把图像分成一些互不重叠而又具有各自特征的子区域,每一区域是像素的一个连续集,这里的特性可以是图像的颜色、形状、灰度和纹理等。图像分割根据目标与背景的先验知识将图像表示为物理上有意义的连通区域的集合。即对图像中的目标、背景进行标记、定位,然后把目标从背景中分离出来。目前,图像分割的方法主要有基于区域特征的分割方法、基于相关匹配的分割方法和基于边界特征的分割方法[2]。由于采集图像时会受到各种条件的影响会是图像变的模糊、噪声干扰,使得图像分割是会遇到困难。在实际的图像中需根据景物条件的不同选择适合的图像分割方法。图像分割为进一步的图像识别、分析和理解奠定了基础。

2 图像识别技术

图像识别是通过存储的信息(记忆中存储的信息)与当前的信息(当时进入感官的信息)进行比较实现对图像的识别[3]。前提是图像描述,描述是用数字或者符号表示图像或景物中各个目标的相关特征,甚至目标之间的关系,最终得到的是目标特征以及它们之间的关系的抽象表达。图像识别技术对图像中个性特征进行提取时,可以采用模板匹配模型。在某些具体的应用中,图像识别除了要给出被识别对象是什么物体外,还需要给出物体所处的位置和姿态以引导计算初工作。目前,图像识别技术已广泛应用于多个领域,如生物医学、卫星遥感、机器人视觉、货物检测、目标跟踪、自主车导航、公安、银行、交通、军事、电子商务和多媒体网络通信等。主要识别技术有:

指纹识别

指纹识别是生物识别技术中一种最实用、最可靠和价格便宜的识别手段,主要应用于身份验证。指纹识别是生物特征的一个部分,它具有不变性:一个人的指纹是终身不变的;唯一性:几乎没有两个完全相同的指纹[3]。一个指纹识别系统主要由指纹取像、预处理与特征提取、比对、数据库管理组成。目前,指纹识别技术与我们的现实生活紧密相关,如信用卡、医疗卡、考勤卡、储蓄卡、驾驶证、准考证等。

人脸识别 目前大多数人脸识别系统使用可见光或红外图像进行人脸识别,可见光图像识别性能很容易受到光照变化的影响。在户外光照条件不均匀的情况下,其正确识别率会大大降低。而红外图像进行人脸识别时可以克服昏暗光照条件变化影响,但由于红外线不能穿透玻璃,如果待识别的对象戴有眼镜,那么在图像识别时,眼部信息全部丢失,将严重影响人脸识别的性能[4]。

文字识别

文字识别是将模式识别、文字处理、人工智能集与一体的新技术,可以自动地把文字和其他信息分离出来,通过智能识别后输入计算机,用于代替人工的输入。文字识别技术可以将纸质的文档转换为电子文档,如银行票据、文稿、各类公式和符号等自动录入,可以提供文字的处理效率,有助于查询、修改、保存和传播。文字识别方法主要有结构统计模式识别、结构模式识别和人工神经网络[5]。由于文字的数量庞大、结构复杂、字体字形变化多样,使得文字识别技术的研究遇到一定的阻碍。

3 结束语

人类在识别现实世界中的各种事物或复杂的环境是一件轻而易举的事,但对于计算机来讲进行复杂的图像识别是非常困难的[6]。在环境较为简单的情况下,图像识别技术取得了一定的成功,但在复杂的环境下,仍面临着许多问题:如在图像识别过程中的图像分割算法之间的性能优越性比较没有特定的标准,以及算法本身存在一定的局限性,这使得图像识别的最终结果不十分精确等。

参考文献:

[1] 胡爱明,周孝宽.车牌图像的快速匹配识别方法[J].计算机工程与应用,2003,39(7):90—91.

[2] 胡学龙.数字图像处理[M].北京:电子工业出版社,2011.

[3] 范立南,韩晓微,张广渊.图像处理与模式识别[M].北京:科学出版社,2007.

[4] 晓慧,刘志镜.基于脸部和步态特征融合的身份识别[J].计算机应用,2009,1(29):8.

[5] 陈良育,曾振柄,张问银.基于图形理解的汉子构型自动分析系统[J].计算机应用,2005,25(7):1629-1631.

[6] Sanderson C,Paliwal K Fusion and Person Verification Using Speech & Face Information[C].IDIAP-RR 02-33,Martigny,Swizerland,2002.

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1 基于形态学运算的星空图像分割 主要内容: 在获取星图像的过程中,由于某些因素的影响,获得的星图像存在噪声,而且星图像的背景经常是不均匀的,为星图像的分割造成了极大的困难。膨胀和腐蚀是形态学的两个基本运算。用形态学运算对星图像进行处理,补偿不均匀的星图像背景,然后进行星图像的阈值分割。 要求: 1> 图像预处理:对原始星空图像进行滤波去噪处理; 2> 对去噪后的图像进行形态学运算处理; 3> 选取自适应阈值对形态学运算处理后的图像进行二值化; 4> 显示每步处理后的图像; 5> 对经过形态学处理后再阈值的图像和未作形态学处理后再阈值的图像进行对比分析。 待分割图像 直接分割图像 处理后的分割图像 2 基于数字图像处理的印刷电路板智能检测方法 主要内容: 通过对由相机实时获取的印刷电路板图像进行焊盘识别,从而提高电子元件的贴片质量,有效提高电路板的印刷效率。 要求: 1> 图像预处理:将原始彩色印刷电路板图像转成灰度图像,对灰度图像进行背景平滑和滤波去噪; 2> 对去噪后的图像进行图像增强处理,增强边缘提取的效果。 3> 对增强后的图像进行边缘提取(至少两种以上的边缘提取算法); 4> 显示每步处理后的图像(原始电路板图像可自行查找); 5> 图像处理后要求能对每个焊盘进行边缘提取,边缘清晰。

数字图像处理图像复原论文

图像复原技术及其MATLAB实现摘 要图像复原的目的是从观测到的退化图像重建原始图像,它是图像处理、模式识别、机器视觉等的基础,在天文学、遥感成像、医疗图像等领域获得了重要应用。运动模糊图像的复原是图像复原的重要组成部分。由运动模糊图像复原出原图像关键问题是获取点扩展函数,模糊方向和长度的鉴别至关重要。本文通过对运动模糊图像的频域幅度图的黑带条纹(即图像零点个数)分析,计算出运动模糊PSF的参数。获得PSF的参数后,本文主要采用了逆滤波法、维纳滤波法、最小线性二乘法、Richardson-Lucy算法对模糊图像进行复原,并对各种复原方法的结果进行了分析与对比。关键词:图像复原;运动模糊;模糊方向;模糊长度引 言图像复原是图像处理领域一个具有现实意义的课题。运动模糊图像的研究越来越受到关注,这种模糊是成像过程中普遍存在的问题,其复原在许多领域都有广泛的应用。实际上,图像复原设计三个方面的内容:退化图像的成像模型,图像复原算法和复原图像的评价标准。不同的成像模型、问题空间、优化规则和方法都会导致不同的图像复原算法,适用于不同的应用领域。现有的复原方法概括为以下几个类型:去卷积复原算法、线性代数复原、图像盲反卷积算法等,其他复原方法多是这三类的衍生和改进。其中,去卷积方法包括维纳去卷积、功率谱平衡与几何平均值滤波等,这些方法都是非常经典的图像复原方法。但是需要有关于原始图像、降质算子较多的先验信息和噪声平衡性的假设只适合于不变系统及噪声于信号不相关的情形,特别是降质算子病态的情况下,图像复原结果还不太理想。由于图像复原技术在图像处理中占有重要的地位,已经形成了一些经典的常用图像复原算法,如无约束最小二乘法、有约束最小二乘方法、逆滤波、维纳、最大熵复原等,至今还被广泛使用。但这些复原算法都是假设系统的点扩散函数PSF(即系统对图像中点的脉冲响应,是导致图像退化的原因)为已知,实际情况是系统的点扩散函数由于大气扰动、光学系统的相差、相机和对象之间的相对运动等多种因素的影响,往往是未知的。这就需要人们用某种先验知识在系统的点扩散函数未知时进行估计,然而这种先验知识并不容易取得也不够精确,这就需要我们在对己模糊图像分析和处理的基础之上估计最逼近的PSF。在运动模糊方向的鉴别方面,由于匀速直线运动的点扩散函数是矩形函数,其模糊图像对应的频域上有周期性的零值条纹,运动方向与零值条纹方向相垂直,本文就是借用此法获取模糊图像的PSF参数。本文主要针对运动模糊图像的复原进行研究,讨论分析了匀速直线运动模糊的退化模型,研究了运动方向和模糊尺度的估计,介绍了常用的几种图像复原方法。对模糊图像用几种复原算法分别进行了复原,根据复原结果,讨论分析了各算法的优缺点及适用的恢复环境。第1章 绪论 研究背景图像复原是数字图像处理中的一个重要课题。它的主要目的是改善给定的图像质量并尽可能恢复原图像。图像在形成、传输和记录过程中,受多种因素的影响,图像的质量都会有不同程度的下降,典型的表现有图像模糊、失真、有噪声等,这一质量下降的过程称为图像的退化。图像复原的目的就是尽可能恢复被退化图像的本来面目。在成像系统中,引起图像退化的原因很多。例如,成像系统的散焦,成像设备与物体的相对运动,成像器材的固有缺陷以及外部干扰等。成像目标物体的运动,在摄像后所形成的运动模糊。当人们拍摄照片时,由于手持照相机的抖动,结果像片上的景物是一个模糊的图像。由于成像系统的光散射而导致图像的模糊。又如传感器特性的非线性,光学系统的像差,以致在成像后与原来景物发生了不一致的现象,称为畸变。再加上多种环境因素,在成像后造成噪声干扰。人类的视觉系统对于噪声的敏感程度要高于听觉系统,在声音传播中的噪声虽然降低了质量,但时常是感觉不到的。但景物图像的噪声即使很小都很容易被敏锐的视觉系统所感知。图像复原的过程就是为了还原图像的本来面目,即由退化了的图像恢复到能够真实反映景物的图像。在交通系统、刑事取证中图像的关键信息至关重要,但是在交通、公安、银行、医学、工业监视、军事侦察和日常生活中常常由于摄像设备的光学系统的失真、调焦不准或相对运动等造成图像的模糊,使得信息的提取变得困难。但是相对于散焦模糊,运动模糊图像的复原在日常生活中更为普遍,比如高速运动的违规车辆的车牌辨识,快速运动的人群中识别出嫌疑人、公安刑事影像资料中提取证明或进行技术鉴定等等,这些日常生活中的重要应用都需要通过运动模糊图像复原技术来尽可能地去除失真,恢复图像的原来面目。因此对于运动模糊图像的复原技术研究更具有重要的现实意义。 相关领域的研究现状及存在的问题图像恢复是数字图像处理中的一个重要分支,它研究的是如何从所得的退化图像中以最大的保真度复原出真实图像。成像系统的缺陷,传播媒介中的杂质,以及图像记录装置与目标之间的相对运动等因素,都不可避免地造成了图像的某些失真和不同程度的降质。然而在众多的应用领域中,又需要清晰的、高质量的图像,因此,图像恢复问题具有重要的意义。与图像增强相似,图像复原的目的也是改善图像的质量。图像复原可以看作图像退化的逆过程,是将图像退化的过程加以估计,建立退化的数学模型后,补偿退化过程造成的失真,以便获得未经干扰退化的原始图像或图像的最优估计值,从而改善图像质量。图像复原是建立在退化的数学模型基础上的,且图像复原是寻求在一定优化准则下的原始图像的最优估计,因此,不同的优化准则会获得不同的图像复原,图像复原结果的好坏通常是按照一个规定的客观准则来评价的。运动模糊图像的恢复是图像恢复中的重要课题之一,随着科学技术的不断发展,它在各个领域中的应用越来越多,要求也越来越高,可广泛应用于天文、军事、道路交通、医学图像、工业控制及侦破领域,具有重要的现实意义。图像复原作为图像处理的一个重要领域,对于该问题国内外展开了诸多关键技术的研究。实际上,图像复原涉及三个方面的内容:退化图像的成像模型,图像复原算法和复原图像的评价标准。不同的成像模型、问题空间、优化规则和方法都会导致不同的图像复原算法。适用于不同的应用领域。现有的复原方法概括为以下几个类型:去卷积复原算法、线性代数复原、图像盲反卷积算法等,其他复原方法多是这三类的衍生和改进。其中,去卷积方法包括维纳去卷积、功率谱平衡与几何平均值滤波等,这些方法都是非常经典的图像复原方法。但是需要有关于原始图像、降质算子较多的先验信息和噪声平衡性的假设只适合于不变系统及噪声于信号不相关的情形,特别是降质算子病态的情况下,图像复原结果还不太理想。线性代数复原技术是基于已知降质算子和噪声的统计特征,从而利用线性代数原理的复原技术,它为复原滤波器的数值提供了一个统一的设计思路和较透彻的解释。但是当降质函数有接近零的特征值时,复原的结果对噪声特别敏感,且该方法是把整幅图像一并处理,计算量大,同时也没有考虑纹理、边界等高频信号与噪声的区别,这将使纹理、边界等重要特征在图像复原过程中被破坏。针对这些问题,国外主要在改进算法的效率上做了许多工作,如全局最小二乘法、约束总体最小二乘法和正则化约束总体最小二乘法。图像盲反卷积是图像复原的另一个重要的手段,它针对没有或少有关于降质函数和真实信号灯先验知识的复原问题,直接根据退化图像来估计降质函数和真实信号。目前有以下几种算法:零叶面分离法、预先确定降质函数法、三次相关法、迭代盲反卷积法等。这些算法在先验信息不足的情况下对降质图像进行复原,由于原始图像以及点扩展函的先验知识只是部分已知的,造成图像复原的解往往不唯一,而且解的好坏与初始条件的选择以及附加的图像假设等直接有关。同时,由于加性噪声的影响使得图像的盲目复原成病态。即若对点扩展函数直接求逆进行复原,通常会带来高频噪声放大的问题导致算法性能的恶化,所以当图像的信噪比水平较低时获得的结果往往不太理想。正则化方法作为一种解决病态反问题的常用方法,通常用图像的平滑性作为约束条件,但是这种正则化策略通常导致复原图像的边缘模糊。为了克服边缘退化问题,最近几年,不少学者对各种“边缘保持”的正则化方法进行了比较深入的研究,提出了一些减少边缘退化的正则化策略,这些策略通常需要引入非二次正则化泛函,从而使问题的求解成为一个非线性问题。沿着这一思路,Geman和Yang提出了“半二次正则化”的概念来解决这种策略中出现的非线性优化问题。其后,Charbonni等人在此基础上研究了一种新的半二次正则化方法。从而可以利用确定性算法来得到问题的最优解。另一个较新的发展使Vogel等人提出的基于全变差模型的图像复原算法。尽管这些算法都在一定意义上提高了复原图像的质量,但边缘模糊的问题并未得到理想的解决。另外,近年来小波的理论得到迅速发展,并光法应用于图像复原中。基于小波变换的迭代正则化图像复原算法,兼顾抑制噪声的增长和保留图像的重要边界。具有噪声估计能力的图像恢复正则化方法。Belge等人以广义高斯模型作为小波系数的先验分布,提出了一种小波域边缘保持正则化的方法。同时给出了小波域图像复原的一般框架,但其复原方法相对于传统复原方法提高的并不显著,赵书斌等人以混合高斯模型逼近小波系数的分布,并引入小波域隐马尔可夫模型作为自然图像的先验概率模型对图像超分辨率复原问题进行正则化,复原效果不错,但该方法还是不能避免计算量过大的缺点。从图像复原的Bayesian框架出发,小波域局部高斯模型的线性图像复原方法,该方法较好的再现了图像的各种边缘信息,取得不错的复原效果。2 逆滤波复原图5-1逆滤波复原过程图,图(a)是选取的原始图像,图(b)是利用MATLAB对原始图像进行运动模糊和加噪声仿真而生成的仿真图像,模糊长度为10个像素。经过逆滤波复原图像为图(c)。(a)原图像 (b)模糊加噪图像(c)复原图像图5-1 逆滤波复原过程从恢复出来的图5-1(c)可以看出复原效果不理想,出现较大的振铃现象。从理论分析上看是由于一般情况下,逆滤波复原不能正确估计退化函数的零点,因此必须采用一个折中的方法进行解决。实际上,逆滤波不用,而是采用另外一个关于的函数。函数称为转移函数。改进方法为(5-1)式中K和d均为小于1的常数。采用逆滤波对运动模糊加噪图像进行复原。在噪声相同情况下,参数K分别选取、、、、和。图中(a)-(f)为对应参数下的复原图像。通过转移函数替代原退化模型得到图5-2逆滤波减小振铃现象复原图像。(a)k= (b) k=(c)k= (d) k=(e) k= (f) k=图5-2 逆滤波减小振铃现象复原图像图从复原结果图5-2可以看出随着K值的增大复原效果逐渐变差,K=到之间复原效果较好。从理论上分析,逆滤波方法不能正确估计退化函数的零点。采用一个折衷的方法加以解决。一般情况,可以将图像的退化过程视为一个具有一定带宽的带通滤波器,随着频率的升高,该滤波器的带通特性很快下降,即的幅度随着平面原点的距离的增加而迅速下降,而噪声项的幅度变化是比较平缓的。在远离平面的的值就会变得很大,而对于大多数图像来说,却变小,在这种情况下,噪声反而占优势,自然无法满意的恢复出原图像。这一规律说明,应用逆滤波时仅在原点领域采用方能有效。 有约束最小二乘方复原的实现通过MATLAB仿真来实现有约束的最小二乘方复原,图5-3是有约束的最小二乘方复原图。分别取参数为0、1、、、、对应图5-3里面的(a)-(f)。图5-3 有约束最小二乘方在不同参数下的恢复情况图 维纳滤波复原的实现图(a)是选取的原始图像,图(b)是利用MATLAB对原始图像进行运动模糊和加噪声仿真而生成的仿真图像,模糊长度为5个像素。采用维纳滤波恢复算法对模糊图像进行恢复,在加噪声的情况下,参数k分别选取0.0001、0.001、0.005、0.01、和1。各种图中(c)-(h)为对应参数下的恢复图像。图5-4有噪声下维纳滤波在不同参数下的恢复情况。(a)原始图像 (b)含噪声运动模糊图像d=5,v=(c) K= (d) K=(e) K= (f) K=(g) K= (h) K=1图5-4 有噪声下维纳滤波在不同参数下的恢复情况可以看出,恢复图像还是都有一定的振铃现象。K=时,图像振铃效应比较小,但其噪声很大。k=相对前一幅恢复图像振铃效应明显一点,但噪声有所减少。k=和k=的恢复效果也是看起来区别不明显,虽然它们的噪声都减少了,但图像整体都相对前面有明显的模糊,且振铃效应明显。K=的模糊程度比较大,而k=1时,图像最模糊,且亮度很暗。总的看来,主观评价认为k=时的恢复效果最清楚,恢复质量最好。K=时次之,k=1时的效果最差。利用公式(5-1)与(5-2)计算出平均平方误差,如表5-1所示:表5- 1平均平方误差客观评价方法得分参数k 1平均平方误差(M) 2861 6463 6937 6576 2861 2513从表5-1可以看出,采用平均平方误差准则时K=的平均平方误差和K=一样,但是其对应的图像很模糊。对于非迭代方法的维纳滤波恢复法,k值的选取对图像恢复质量有很重要的影响。从上面实验结果可以看出,虽然对于每幅特定图像的评价得分不尽相同,但基本上当k值在[,]的范围取值时,恢复图像质量最好。从理论上分析,维纳滤波复原的图像,在图像的频率特征和附加噪声已知的情况下,采用维纳滤波去卷积比较有效。维纳滤波复原法不存在极点,即当很小或变为零时,分母至少为K,而且的零点也转换成了维纳滤波器的零点,抑制了噪声,所以它在一定程度上克服了逆滤波复原方法的缺点。 Richardson-Lucy复原的实现图(a)是原始图像,图(b)是对原图进行运动模糊仿真而生成的仿真图像,模糊长度为10个像素,模糊方向为水平方向。采用Richardson-Lucy恢复算法对模糊图像进行恢复,迭代次数参数分别选取20次、50次、100次、150次、200次和300次。所有图的(c-h)为对应迭代次数下的复原图像。(a) 原图像 (b) 水平运动10像素加噪声图像(c) 迭代20次 (d) 迭代50次(e) 迭代100次 (f) 迭代150次(g) 迭代200次 (h) 迭代300次图5-5 R-L算法在不同参数下的复原图像从图5-5可以看出,恢复的图像整体差别不大。从图像人物、背景等分辨,质量随着迭代次数增大而提高。迭代100次以后恢复效果区别不大,仔细辨认,迭代200次和300次更好一些.所以主观评价认为200次或300次时复原质量最好。本文通过MATLAB编程,利用公式(5-1)、(5-2)计算出图5-5:(c)-(h)各恢复图像的平均平方误差。通过计算平均平方误差的倒数(M)来做客观分析。客观分析如表5-2:表5- 2复原图像与原图像的平均平方误差迭代次数 20 50 100 150 200 300平均平方误差(M) 4348 4762 5000 5263 5263 5263从表5-2可以看出,采用均方误差准则评价时,平均平方误差差别不大。总体上随着迭代次数增加分数增大,迭代次数为150次后平均平方误差一样。上述分析表明,在R-L恢复算法下,对于这幅图像,传播波方程客观评价准则和平均平方误差准则的评价结果基本一致,并和主观评价结果吻合。从理论上分析,Richardson-Lucy算法能够按照泊松噪声统计标准求出与给定PSF卷积后,最有可能成为输入模糊图像的图像。PSF已知但是图像噪声信息未知时,也可以使用这个函数进行有效的工作。随着复原迭代的次数增加,可以提高复原图像的似然性,最终将会收敛在具有最大似然性处。结论与展望图像复原是图像处理领域一个具有现实意义的课题。运动模糊图像的研究越来越受到关注,这种模糊是成像过程中普遍存在的问题,其复原在许多领域都有广泛的应用。图像复原需要根据相应的退化模型知识重建或恢复原始的图像。也就是说,图像复原技术就是要将图像退化的过程模型化,并由此采取相反的过程以得到原始图像。运动模糊是由于在拍摄过程中相机与景物之间相对运动而产生,因此对于匀速直线运动造成的运动模糊图像来说,图像退化模型的两个重要参数相对运动的方向和运动模糊尺度的估计就成了图像复原的关键问题。本文以匀速直线运动造成的模糊图像为基础,研究退化函数的参数估计方法,所做的工作及创新之处总结如下:论文的工作总结(1)论文研究了模糊图像尤其是水平方向运动模糊图像的退化模型,任意方向的匀速直线运动模糊图像只需要通过坐标旋转至水平方向,其图像特征的描述可由水平匀速直线运动模糊图像类推得出。(2)论文研究了运动方向和模糊尺度的估计,通过对运动模糊图像的频域幅度图的黑带条纹(即图像零点个数)分析来估算出运动模糊PSF的参数运动模糊方向和运动模糊长度)的,同时通过查阅文献获得另一种对模糊尺度的估算即对模糊图像进行一阶微分,然后进行自相关运算,可得到一条鉴别曲线,曲线上会出现对称的相关峰,峰值为负,两相关峰之间的距离等于运动模糊长度。(3)对于运动模糊图像的恢复,介绍分析了逆滤波、有约束的最小二乘方、维纳滤波和Richardson-Lucy四种常用的恢复方法。并且采用Richardson-Lucy迭代算法和维纳滤波方法在选取不同参数的情况下对运动模糊图像进行了恢复。利用逆滤波方法进行恢复时,复原图像的效果整体不是很好,存在着较明显的振铃效应,加噪情况下复原图像的噪声也比较严重。本文通过理论分析及仿真,探索出减小振铃现象的一些方法,但还不够完善,今后还需要继续深入研究如何改进算法、减少振铃效应和噪声,以提高复原图像的质量。针对有约束的最小二乘方、维纳滤波复原方法,本文主要通过参数变化来控制复原效果,最终选出最优准则。Richardson-Lucy迭代算法从理论上看是迭代次数越大,复原效果越好。考虑到程序的有效性,本文采用了最大为迭代300次。从主客观评价对复原图像的评价来看迭代次数超过150次以后效果就基本一样。展望由于本人的能力有限,对图像复原技术的研究还不够系统、不够深入,无论在理论上,还是在工程应用中,还需要做大量深入、细致的研究工作。因此在这方面的研究还只是个开始,很多地方都需要改进与提高,例如:(1)运动模糊图像的复原大多是对整幅图像进行全局的复原,然而在实际应用中并非完全如此。例如,由于物体运动而产生的相对运动,其运动模糊只出现在物体运动的轨迹上,而背景是清晰的。在这种情况下就不能对全局进行处理,应首先分割出运动模糊区域,然后再进行参数估计,图像复原。如何分割运动模糊区域,分割的依据如何等将成为以后研究工作的一部分。(2)本文研究的运动模糊图像参数估计算法仅限于匀速直线运动造成的模糊,而缺乏对非匀速的、轨迹为曲线的运动模糊研究,且得到的参数还具有一定的误差。参考文献[1] 杨帆,等.数字图像处理与分析(第二版)[M].北京:航空航天大学出版社,2007.[2] 黄爱民,等.数字图像处理分析基础[M].北京:中国水利水电出版社,2005.[3] 孙兆林.MATLAB 图像处理[M].北京:科学出版社,2003.[4] 贾永红.计算机图像处理与分析[M].武汉:武汉大学出版社,2001.[5] 姚敏.数字图像处理[M].北京:机械工业出版社,2006.[6] 孟永定,马佳.基于MATLAB实现数字图像恢复[J].电脑学习,2007,1(1),30-32.[7] 刘红岩,徐志鹏.基于MATLAB的数字图像恢复[J].科技信息(学术研究).2008,3(12),23-26.[8] 孟昕,张燕平.运动模糊图像恢复的算法研究与分析[J].计算机技术与发展,2007,17(8):74-76.[9] 孟昕,周琛琛,郝志廷.运动模糊图像恢复算法相关研究发展概述[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2008,7(6),38-41.[10] 曾志高,谭骏珊.匀速直线运动模糊图像的恢复技术研究[J].陕西理工学院学报(自然科学版),2006,22(2),36-38.[11] 李云浩,王建设.匀速直线运动模糊图像的退化数学模型试验研究[J].江西理工大学学报,2006,27(4),28-30.[12] 谢伟,秦前清.基于倒频谱的运动模糊图像PSF参数估计[J].武汉大学学报(信息科学版).2008,5(02),30-32.[13] Banham Mark M,Katsaggelos A image restoration. IEEE Signal Processing Magazine . 1997.[14] Mccallum B deconvolution by simulated annealing. Optics Communitions . 1990.[15] Hardie C and Boncelet C filters: A class rank order based filters for smoothing and sharpening. IEEE Transactions on Signal Processing . 1993.附录C 主要源程序(1)模糊图像的傅里叶频谱获取j=imread('车牌.jpg');figure(1);imshow(j);title('原图像');len=20;theta=30;psf=fspecial('motion',len,theta);j1=imfilter(j,psf,'circular','conv');figure,imshow(j1);title('PSF模糊图像');J=rgb2gray(j);K=fft2(J); %傅里叶变换M=fftshift(K); %直流分量移到频谱中心N=abs(M); %计算频谱幅值P=(N-min(min(N)))/(max(max(N))-min(min(N)))*225;%归一化Figure;imshow(P);title('原图像的傅里叶变换频谱');J1=rgb2gray(j1);K1=fft2(J1); %傅里叶变换M1=fftshift(K1); %直流分量移到频谱中心N1=abs(M1);%计算频谱幅值P1=(N1-min(min(N1)))/(max(max(N1))-min(min(N1)))*225;%归一化Figure;imshow(P1);title('模糊图像的傅里叶变换频谱');(2)模糊长度获取程序f1=rgb2gray(j1);f1=im2double(f1);h = fspecial('Sobel'); %Sobel算子J = conv2(f1,h,'same'); %Sobel算子微分IP=abs(fft2(J)); %图像能量谱密度S=fftshift(real(ifft2(IP)));figure,plot(S);title

关于医学影像的论文范文

医学影像是指为了医疗或医学研究,对人体或人体某部分,以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程。下面,我为大家分享关于医学影像的论文,希望对大家有所帮助!

前 言

数字图像处理技术以当前数字化发展为基础, 逐渐衍生出的一项网络处理技术, 数字图像处理技术可实现对画面更加真实的展示。 在医学中,随着数字图像处理技术的渗透,数字图像将相关的病症呈现出来, 并通过处理技术对画面上相关数据进行处理,这种医疗手段,可大幅提升相关病症的治愈率,实现更加精准治疗的疗效。 在医学中医学影像广泛用于以下几方面之中,其中包括 CT(计算机 X 线断层扫描)、PET(正电子发射断层成像)、MRI(核磁共振影像)以及 UI(超声波影像)。 数字图像处理技术在技术发展基础上,其应用的范围将会在逐渐得到扩展,应用成效将会进一步得到提升。

1 关键技术在数字图像处理中的应用

医学影像中对于数字图像的处理, 通常是将数字图像转化成为相关数据,并针对相关数据呈现的结果,对患者病症进行分析,在对数字图像处理中,存在一定的关键技术,这些关键技术直接影响着整个医疗治疗与检查。

图像获取

图像获取顾名思义将医患的相关数据进行整理, 在进行数字图像检测时,得出的相关图像,在获取相关图像后,经过计算机的转变,将图像以数据的形式进行处理,最后将处理结果呈现出来。 在计算机摄取图像中,通过光电的转换,以数字化的形式展现出来, 数字图像处理技术还可实现将分析的结果作为医疗诊断的依据,进行保存[1].

图像处理

在运用数字图像获取相关图像后,需对图像进行处理,如压缩处理、编码处理,将所有运行的数据进行整理,将有关的数据进行压缩,并将相关编码进行处理,如模型基编码处理、神经网络编码处理等。

图像识别与重建

在经过图像复原后,将图像进行变换,在进行图片分析后分割相关图像,测量图像的区域特征,最后实现图像设备与呈现,在重建图像后,进行图像配准。

2 医学影像中数字图像处理技术

数字图像处理技术的辅助治疗

当前医学图像其中包括计算机 X 线断层扫描、 正电子发射断层成像、核磁共振影像以及超声波影像,在医疗治疗中,可根据相关数据的组建,进而实现几何模式的呈现,如 3D,还原机体的各项组织中,对于细小部位可实现放大观察,可实现医生定量认识,更加细致的观察病变处,为接下来的医疗治疗提供帮助。 例如在核磁共振影像治疗中, 首先设定一定的磁场,通过无线电射频脉冲激发的'方式,对机体中氢原子核进行刺激,在运行过程中产生共振,促进机体吸收能力,帮助查找病症所在[2].

提升放射治疗的疗效

在医疗中, 运用数字图像处理技术即可实现对患病处的观察,也可实现对病患处的治疗,这种治疗方式常见于肿瘤或癌症病变的放射性治疗。 在进行治疗前, 首先定位于病患方位,在准确定位后,借助数字图像处理技术,全方位的计划治疗方案,并在此基础上对病患处进行治疗。 例如在治疗肿瘤癌症等病变之处,利用数字图像排查病变以外机体状况,降低手术风险。

加深对脑组织以其功能认识

脑组织是人体机能运转的核心, 在脑组织中存在众多复杂的结构,因此想要实现对脑组织的功能认识,必须对脑组织进行全方位的观测,深层探析其各项组织结构。 近些年随着医疗技术的提升,数字图像处理技术被运用到医学之中,数字图像处理技术可实现透过大脑皮层对脑组织进行全方位观测,最后立体的呈现出脑组织中各项机构的运作状况[3]. 例如功能性磁共振成像即 FMRI,这种成像可对机体大脑皮层的活动状况进行检测, 还可实时跟踪信号的改变, 其高清的时间分辨率,为当代医疗提供了众多帮助。

实现了数字解剖功能

数字解剖即虚拟解剖, 这种解剖行为需以高科技为依托从力学、视觉等各方面,通过虚拟人资源得建立,透析机体各项组织结构,实现对虚拟人的解剖,增加对机体的认识,真实的还原解剖学相关知识,这种手段对于医疗教学、解剖研究具有重要的影响作用。

3 结 论

综上所述, 数字图像处理技术在医学影像中具有重要的应用价值,其技术的发展为医疗技术提供了进步的平台,也为数字图像处理技术的发展提供了应用空间, 这种结合的方式既是社会发展的要求,也是时代进步的趋势。

参考文献:

[1]张瑞兰,华 晶,安巍力,刘迎九。数字图像处理在医学影像方面的应用[J].医学信息,2012,03:400~401.

[2]刘 磊,JINChen-Lie.计算机图像处理技术在医学影像学上的应用[J].中国老年学杂志,2012,24:5642~5643.

[3]李 杨,李兴山,何常豫,孟利军。数字图像处理技术在腐蚀科学中的应用研究[J].价值工程,2015,02:51~52.

张玉君

(地质矿产部航空物探遥感中心研究所北京)

摘要:本文介绍一种独特的航放数据图像复原方法。该方法的主要技术关键是:提出航放数据图像复原原理和理论基础;建立航放数据图像复原处理流程;制定重建数据网格文件的途径;进行航放数据图像复原效果及误差评价。

关键词:航放数据,大气本底,图像处理,图像复原技术。

一、引言

自20世纪70年代初期方柱形NaI晶体进入机载综合航空站以来,航放测量的灵敏度和有效性显著提高,地质及地球物理勘探界对于航空放射性测量的需求产生了根本变化。

在近20年的应用实际中,大气氡本底(简称大气本底)的改正很难准确,它始终是困扰该方法应用效果的主要难点;其后果是在图面上造成条带现象,从而严重地影响着图件的可用性及方法的效果。其原因[1]可概括为:空中所测放射性不仅仅来源于地下,而且受飞机硬件环境、宇宙射线、大气中氡及其子体的影响。后者称之为大气本底干扰,它又受气候、风力、风向、温度、季节及一天中何时测量等因素的影响。大气本底干扰的主要表现形式是架次与架次间本底水平不同。受干扰最大的是铀道,钾道次之,钍道和总道虽较小,但也不可忽视,(见彩版附图7中的图3、图4)。由于这种噪声的存在,来源于地质体的信息常常淹没于噪声之中。图3a(彩版附图7)为哈密土墩测区K(红)、Th(绿)、U(蓝)三元素复原图像,图3b为该测区航放原始数据合成图像,图4a(彩版附图7)表示各架次早、晚校准读数,图4b为总道原始数据图像。条带噪声的存在,可以形象地比喻为挂在有用信息图像前面的彩条窗帘,条带的严重性使得该工区原始航放数据无法绘制等值线图。

航放图面条带问题是一个“世界性”的问题[2]。解决得较好的是加拿大,靠星罗棋布的湖泊河流等水域上空测量结果改正本底,取得较好的效果,而且不使用向上探头[1]。美国Geometrics公司及其他航空物探公司则是靠向上探头测量,作为本底改正的依据[3]。1986年Grasty[4]提出当测区内没有湖泊时,可用测线上无异常区的平均值代替本底。

本文介绍的方法与国际上已采用的各种方法全然不同,该方法在数字图像处理学中可称之为航放图像复原技术。图像复原技术的主要目的,是要改善给定的图像。复原是一个过程,它试图利用蜕化现象的某种先验知识,把已经蜕化了的图像加以重建或恢复。因此,复原技术是把蜕化模型化,并运用相反的过程在某种程度上恢复原来的图像。

Cannon博士[5]研究了一种图像复原技术或称图案去除技术,它适用于:从规则图案(如纺织品)上提取指纹图形,改善散焦图像,消除卫片图像探测器与探测器间的噪声,使在曝光过程中相机或物体平移造成模糊的图像清晰化等。Srinivasan也报道了这类研究[6]。张玉君等研究了深海锰结核照片光照不均匀等蜕化现象的图像复原问题[7]。航放数据图像复原处理是数字图像复原技术在地学界成功应用的又一实例,但航放数据图像所存在的蜕化问题与上述各例均不相同。该方法研究成功后,曾在6个测区得到验证。

二、航放数据图像复原技术原理和理论基础

航放所测到的是一幅蜕化了的图像G(x,y)它可视为由真实图像F(x,y)与干扰图像η(x,y)叠加而成,简化了的蜕化过程,见图1。航放图像蜕化现象的先验知识来自对航放测量过程及原始图像的分析。在测量过程中,来自地质体的有用信息是不随时间为转移的。而干扰在本质上是随时间变化的,但在图像上干扰已变为(x,y)的函数,因为:

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图1航放数据图像蜕化示意图

η的变化可分为架次之间的跳变及架次之内的渐变,见图4(彩版附图7),在每一测线上此干扰大致为一个常数,如果将x(即图像上的列)表示垂直测线的方向,则η(x,y)简化为η(x),则有

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航放图像复原的目的,就在于设法近似地求出η(x),从而近似地得到F(x,y)。为此,沿测线方向对原始图像进行多次单列

多行窄长窗口褶积:

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式中W为褶积模板,是由加权因子组成的矩阵。褶积过程是一种线性运算,其算子H不随空间变化。因为算子为线性的,则两个输入之和的响应等于两个响应之和。

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由于假定了η仅与x有关,又由于褶积窗口为单列,则有:

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现在分析HF(x,y)的性质,由于沿y方向的多次滑动平均,局部异常“淹没”于近区域特征之中,这种近区域特征表现为沿测线方向的低缓变化;如果用f(x,y)表示局部异常,用L(x,y)表示近区域场,于是:

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再经如下处理

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由(9)式可见,从原始图像中减去噪声图像后,所得复原图像f(x,y),它从局部异常角度是接近真实图像的,误差取决于所减去的“近区域背景值”在测线方向起伏变化的幅度。

三、航放数据图像复原处理过程

航放数据图像复原技术的研究是以多元统计为理论基础,以图像处理为工具来完成的,并体现了图像处理快速直观的特点,其流程如图2所示。

图2航放数据图像复原处理流程

此方法假定航放噪声本底沿测线方向不变或呈线性变化。通过沿测线方向的多次滑动平均,使局部异常逐渐淹没在噪声本底之中,得出一幅与噪声本底线性相关的噪声图像。噪声图像尚需进行边缘影响补偿;对去除噪声后的图像,经中值滤波和空间变量反差增强,达到最终复原的效果。这一复原过程集中表示于图2的左半部。

图2的右半部为数据网格文件的重建过程,它是实际应用所必不可少的。经过分类分区,求得各类别在复原前后的均值向量,经最小二乘拟合求出复原图像的元素含量或计数率值,重新建立为在主计算机上绘制等值线图用的网格文件。

本研究曾试验通过沿测线方向取平均值做为噪声水平,结果不及上述方法理想。

四、效果及误差评价

1.航放数据图像复原的效果

(1)图面直观效果的改善。

可以形象地说,航放图像复原好比揭去一层条带窗帘,使原来透过此窗帘隐约可见的图像显示出了真面目,见图3a(彩版附图7)。图面直观效果的改善还表现在由于定位问题所引起的岩体边界上的锯齿状噪声得以消除,见图5(彩版附图7)。图5为总道对比图像,5a为原始数据,5b表示噪声图像,5c为去噪声后的图像,5d为复原图像。

(2)用复原数据所做等值线图真实可信。

以哈密土墩测区为例,原始资料由于条带干扰,在主计算机上,钾、钍、铀道都无法绘等值线图,仅提供了平剖图;只有总道提供了等值线图,但仍可看到条带的影响。

经图像复原、重建网格文件,反馈回主计算机后绘制了TC、K、Th和U等值线图,现以K道经复原后数据等值线图为例示于图6(彩版附图7),与地质图对比,表明异常和地质体对应良好,各类岩性的放射性趋势也都吻合,证实这些等值线图的可靠性。利用复原图像所做分类图也证实了这一点,见图7(彩版附图7),图7中数字分别为:①超基性岩;②基性岩;③花岗岩;④闪长岩;⑤变质岩;⑥混合岩;⑦第四纪沉积;⑧第三、四纪沉积;⑨第三纪沉积。

(3)有用信息增加。

本研究利用多元统计的方法,对航放图像复原的效果给出定量评价。可用一幅图像有用信息构成的变异值的大小来对它做定量评价。为此应计算全图面总变异对于一个象素的平均值,即平均变异值。用C、C´和C"分别表示原始图像中有用信息平均变异值、原始图像中干扰信息平均变异值和最终复原图像有用信息平均变异值。统计时以G´(x,y)近似代表η(x);以[G(x,y)-G´(x,y)]近似代表F(x,y);以P(x,y)表示最终复原图像,并假定它已无干扰存在。

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式中,字母上加“—”表示平均值;M、N为图像的行、列数。

表1为哈密土墩测区航放数据图像按上述各式所做定量评价的统计结果。

表1

从表1可见,K、Th、U、TC经图像复原后,有用信息都有十分显著的增长;就此工区而论,TC和K原始图像相对质量较好,Th和U较差。

2.复原图像的准确度及误差评价

复原图像的主要误差来源是“近区域背景值”L(x,y),它是在多次滑动平均时形成的。通过对干扰图像剖面数据的统计,得到以下准确度评价:

K±(绝对含量);Th+ pp m;

U± ppm;TC±计数。

五、结论

(1)本文介绍的方法是在国内外首次提出的方法独特的航放数据图像的复原技术,并在多个工区验证了其可靠性和实用性。

(2)本技术可以基本上消除由于大气本底及阈值变动所造成的图面条带现象,基本复原航放图像的真面目,为进一步图像处理(诸如:求导、增强、分类、逻辑运算等)做了准备,因此本技术也是一种快速预处理方法。

(3)本方法改善了由于飞行往返定位位移所引起的某些地质体边缘呈锯齿状的图像噪声问题。

(4)本研究建立了“有用信息平均变异值”做为定量评价航放数据图像复原效果的尺度。还讨论了图像复原做为一种预处理过程,对于元素含量值可能导入的绝对误差或称为方法的准确度。

参考文献

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[7]张玉君,史鉴文.深海多金属结核照片的图像复原和图像处理技术研究.物探与化探,1989,(13):435~441.

致谢林振民同志对本文提出了宝贵的意见,史鉴文同志参加了重复工区试验,张志民和谢欣同志分别编制了网格文件转换和最小二乘拟合程序,杨星虹同志拍摄了屏幕图片,水恩海同志搜集了试验工区校准资料,在此一并致谢。

A STUDY ON IMAGE RESTORATION TECHNIQUES FOR AERORADIOMETRIC DATA

Zhang Yu jun

(Research Institute, Center of Aero-Gcophysics and Remote Sensing,Ministry of Geology and Mineral Resources, Beijing)

Abstract

This paper represents a specific methodfor restoration of images of airborne radiometric main technical keys involved in this study are;the advancementof the principles and theory;the establishment of the flow-diagram for processing;the formulation of the means for reestablishment of the gridded data file;the evaluation of the restoration results and the errors, involved by the restoration processing.

Key words Aeroradiometric data, Atmospheric background, Image processing, Image restoration techniques.

原载《地球物理学报》,1990,。

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