2018-11-29 17:54:11 weixin_43866652 阅读数 316

电子科技大学 格拉斯哥学院 2017级 梁宇涵

随着人类正快速的进入了信息时代,计算机技术也因此取得了高速的发展,因此计算机逐渐开始被人们用到对图像的捕捉上面,并希望通过计算机的图像处理的技术的应用,能从图像中获取有用的信息,或者对图像进行合成获取一个在原本的基础之上生成一个新的图像等等。这都是图像处理技术的应用,在计算机功能日渐发达的今日,图像处理技术也慢慢的成为了我们生活中不可或缺的技术。

所谓的图像处理技术,就是先将模拟图像信号转化为数字信号,再利用计算机对信号处理速度快的优势,对数字图像进行平移,旋转,去噪,增强,分割,压缩等操作的方法和技术,因此也称为数字图像处理,广义的计算机处理技术包含采集到输出的一系列过程。图像处理技术主要指对已采集到的图像所采用的一系列技术,主要包含图像前期预处理技术以及图像后期处理技术。

图像处理技术有着很多的特点,它的处理精度很高,就目前而言,人类已经可以将任何的模拟图像数字转化为二维数组,数字化技术的发展也使得对图像进行数字处理的精度大幅的提高,能确保处理工作有着极高的精度。与图像光学处理不同的是,数字化图像处理除了能进行常规的线性运算工作外,还可以进行非线性处理工作,因此数字化处理有着无可比拟的灵活性。数字化图像处理技术的适用范围非常的广,航空照片显微镜照片都能用数字图像处理技术进行处理,且处理的程序步骤也相对的简单。

这项技术在很早以前就开始运用在了航天图像处理工作上。1964年,美国航空局首次采用了数字图像处理技术对月球表面的图像进行了处理。1972年,数字图像处理技术被应用道理医学的领域,也就是在这一年CT技术诞生了,从而宣告人类正式进入了数字医学图像时代。进入了21世纪之后,数字图像处理的应用领域变得更加的广泛,大到航空领域,小到微生物科学。

在未来图像处理依旧是一个会获得持续的发展的领域,最近在国内很活的人脸支付,正是也利用了图像识别的技术,机器通过摄像头采集人脸的特征部位,比如瞳孔,讲模拟图像信号转变为数字信号储存起来,在使用者再次使用的时候将使用者的瞳孔部位与之前采集的瞳孔进行比对,从而达到了人脸支付的效果。在军事公安领域的应用频率会越来越高。军事领域中的侦察图像分析,军事卫星图像处理,以及导弹精确制导等工作都需要用到数字图像处理技术。在通信媒体中,因为这个行业对图像的应用非常的庞大。其中的图像传输工作则需要用到数字化处理技术,数字化处理技术在流动媒体中的应用十分的广泛,其中包括高速率彩色电视信号以及高压缩率图像传输等。

数字图像处理技术是个十分方便的技术,它能够带给我们很多便利。

2018-11-30 12:34:40 weixin_43869139 阅读数 1159

电子科技大学 格拉斯哥学院 2017级 王恩泽

摘要:随着数字图像处理技术的不断发展,以图像处理技术为主的交通视频监测技术的研究已成为智能交通系统的重要前沿研究领域。针对智能交通系统、数字图像处理技术的特点,我们可以着重分析研究数字图像处理技术在智能交通系统中信息采集、车牌识别、车辆检测与跟踪等多方面的应用。
介绍:图像处理,是指用计算机对图像进行分析,以达到所需结果的技术。又称影像处理。图像处理一般指数字图像处理。数字图像是指用工业相机、摄像机、扫描仪等设备经过拍摄得到的一个大的二维数组,该数组的元素称为像素,其值称为灰度值。图像处理技术的一般包括图像压缩,增强和复原,匹配、描述和识别3个部分。 常见的系统有康耐视系统、图智能系统等,目前是正在逐渐兴起的技术。
基本情况描述: 随着工业的迅速发展, 城市化的进展和汽车的普及,世界各国的交通量急剧增加。 如何能够改善混乱的交通状况,减少拥堵,提高运输效率并提高交通的安全性,则成为大家更关心重视的问题。 智能交通系统则是在这种情况下产生和发展起来,它主要是将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系,而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合的运输和管理系统。它的作用主要是通过人、车、路的和谐、密切配合提高交通运输效率,缓解交通阻塞,提高路网通过能力,减少交通事故,降低能源消耗,减轻环境污染。
调研分析:数字图像处理是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。 数字图像处理的特点主要有处理精度高,在现性好;易于控制处理效果;处理的多样性;图像处理技术综合性较强。
图像是人类获取和交换信息的主要来源,因此,图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面。 而随着计算机视频监测技术的不断成熟发展,以图像处理技术为主的交通视频监测技术的研究也成为智能交通系统的重要前沿研究领域。 本文就是依据数字图像处理的特点,介绍了数字图像处理技术在智能交通系统中各方面的应用。
交通信息采集:
智能交通系统能否高效的运行, 关键取决与获得全面、准确和实时的动态交通信息。 在智能交通系统研究中,能够研究开发出有效获取道路上的运行信息,包括车流量、车速、车型分类、交通密度等信息的交通信息采集设备是提高实现交通智能化的重要途径。 正确有效的交通信息采集可以在正确及时获得交通状况信息的同时,实现对交通状况进行有效管理,并发出诱导信息,从而自动调节车流,减少车辆在道路顺畅时在红灯前停留的时间,安排疏导交通、肇事报警等。 因此,在智能交通系统中,交通信息采集技术的不断进步是智能交通系统得以高效发展的基础,是提高交通安全性和效率的前提。
措施与建议:随着智能交通采集手段及其分析技术的快速发展,交通信息采集已从静态、人工采集向动态、自动采集转变,从单一模式采集向多模式、多方法采集转变。 常用的一些交通信息采集方法,如雷达测速仪,感应线圈,GPS 测速法,红外线检测等等,都能一定程度上达到车辆的检测,但这些方法中有的需要路面开槽来埋置线圈在一定程度上破坏路面,影响路面寿命,有的设备成本过高,受天气环境影响较大,都不能全面,高效地采集信息。 随着数字图像处理技术的飞速发展,图像分析法应用于在交通领域得到越来越广泛的应用。 相对于研究方向:软件开发,图像处理算法研究。一些传统的交通信息采集方法,它具有全面、高效、并对主线交通无干扰的特点,能够真实反映交通流状况。
总结: 基于图像处理的交通信息采集方法,利用计算机视觉技术从数字图像中提取高质量的图像,进而获取图像范围内多目标车辆以及车速等在内的交通运行特征信息,它克服了传统测速法只能得到单车车速的不足的同时也能够精确的定位车辆的空间位置。 在交通信息采集中,无需对主线交通进行管制,只需保证相关的拍摄条件,也无需观测人员现场职守,从一定程度上减少了人力物力的投入,提高采集效率。

2018-10-09 02:42:22 mao_hui_fei 阅读数 2979

数字图像处理应用领域

图像是人类获取和交换信息的主要来源,因此,图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面。随着人类活动范围的不断扩大,图像处理的应用领域也将随之不断扩大。

1)航天和航空方面

航天和航空技术方面的应用数字图像处理技术在航天和航空技术方面的应用,除了JPL对月球、火星照片的处理之外,另一方面的应用是在飞机遥感和卫星遥感技术中。许多国家每天派出很多侦察飞机对地球上有兴趣的地区进行大量的空中摄影。对由此得来的照片进行处理分析,以前需要雇用几千人,而现在改用配备有高级计算机的图像处理系统来判读分析,既节省人力,又加快了速度,还可以从照片中提取人工所不能发现的大量有用情报。从60年代末以来,美国及一些国际组织发射了资源遥感卫星(如LANDSAT系列)和天空实验室(如SKYLAB),由于成像条件受飞行器位置、姿态、环境条件等影响,图像质量总不是很高。因此,以如此昂贵的代价进行简单直观的判读来获取图像是不合算的,而必须采用数字图像处理技术。如LANDSAT系列陆地卫星,采用多波段扫描器(MSS),在900km高空对地球每一个地区以18天为一周期进行扫描成像,其图像分辨率大致相当于地面上十几米或100米左右(如1983年发射的LANDSAT-4,分辨率为30m)。这些图像在空中先处理(数字化,编码)成数字信号存入磁带中,在卫星经过地面站上空时,再高速传送下来,然后由处理中心分析判读。这些图像无论是在成像、存储、传输过程中,还是在判读分析中,都必须采用很多数字图像处理方法。现在世界各国都在利用陆地卫星所获取的图像进行资源调查(如森林调查、海洋泥沙和渔业调查、水资源调查等),灾害检测(如病虫害检测、水火检测、环境污染检测等),资源勘察(如石油勘查、矿产量探测、大型工程地理位置勘探分析等),农业规划(如土壤营养、水份和农作物生长、产量的估算等),城市规划(如地质结构、水源及环境分析等)。中国也陆续开展了以上诸方面的一些实际应用,并获得了良好的效果。在气象预报和对太空其它星球研究方面,数字图像处理技术也发挥了相当大的作用。

2)生物医学工程方面

数字图像处理在生物医学工程方面的应用十分广泛,而且很有成效。除了上面介绍的CT技术之外,还有一类是对医用显微图像的处理分析,如红细胞、白细胞分类,染色体分析,癌细胞识别等。此外,在X光肺部图像增晰超声波图像处理心电图分析立体定向放射治疗等医学诊断方面都广泛地应用图像处理技术。

3)通信工程方面

当前通信的主要发展方向是声音、文字、图像和数据结合的多媒体通信。具体地讲是将电话、电视和计算机以三网合一的方式在数字通信网上传输。其中以图像通信最为复杂和困难,因图像的数据量十分巨大,如传送彩色电视信号的速率达100Mbit/s以上。要将这样高速率的数据实时传送出去,必须采用编码技术来压缩信息的比特量。在一定意义上讲,编码压缩是这些技术成败的关键。除了已应用较广泛的熵编码、DPCM编码、变换编码外,国内外正在大力开发研究新的编码方法,如分行编码、自适应网络编码、小波变换图像压缩编码等。

4)工业和工程方面

在工业和工程领域中图像处理技术有着广泛的应用,如自动装配线中检测零件的质量、并对零件进行分类印刷电路板疵病检查弹性力学照片的应力分析流体力学图片的阻力和升力分析邮政信件的自动分拣,在一些有毒、放射性环境内识别工件及物体的形状和排列状态,先进的设计和制造技术中采用工业视觉等等。其中值得一提的是研制具备视觉、听觉和触觉功能的智能机器人,将会给工农业生产带来新的激励,目前已在工业生产中的喷漆、焊接、装配中得到有效的利用。

5)军事、公安方面

在军事方面图像处理和识别主要用于导弹的精确末制导,各种侦察照片的判读,具有图像传输、存储和显示的军事自动化指挥系统,飞机、坦克和军舰模拟训练系统等;公安业务图片的判读分析,指纹识别,人脸鉴别,不完整图片的复原,以及交通监控、事故分析等。目前已投入运行的高速公路不停车自动收费系统中的车辆和车牌的自动识别都是图像处理技术成功应用的例子。

6)文化艺术方面

目前这类应用有电视画面的数字编辑,动画的制作,电子图像游戏,纺织工艺品设计,服装设计与制作,发型设计,文物资料照片的复制和修复,运动员动作分析和评分等等,现在已逐渐形成一门新的艺术–计算机美术。

7)机器人视觉

机器视觉作为智能机器人的重要感觉器官,主要进行三维景物理解和识别,是目前处于研究之中的开放课题。机器视觉主要用于军事侦察、危险环境的自主机器人邮政、医院和家庭服务的智能机器人,装配线工件识别、定位,太空机器人的自动操作等。

8)视频和多媒体系统

目前,电视制作系统广泛使用的图像处理、变换、合成,多媒体系统中静止图像和动态图像的采集、压缩、处理、存贮和传输等。

9)科学可视化

图像处理和图形学紧密结合,形成了科学研究各个领域新型的研究工具。

10)电子商务

在当前呼声甚高的电子商务中,图像处理技术也大有可为,如身份认证、产品防伪、水印技术等。
总之,图像处理技术应用领域相当广泛,已在国家安全、经济发展、日常生活中充当越来越重要的角色,对国计民生的作用不可低估。

2018-11-25 14:32:00 weixin_42880601 阅读数 1246

电子科技大学 格拉斯哥学院 2017级 闫嘉民

1.摘要

摘要:在校园中,存在诸多困扰着师生的问题。通过新生研讨课的学习,电子科学领域的技术可以用来解决校园中实际存在的诸多问题。其中,图像处理技术和雷达技术可以辅助学校的每一个人提高效率,促进学校的整体发展。
关键词:图像处理技术 雷达技术 校园

2.背景

随着社会的不断发展,电子科学领域的技术在生活中被得以广泛应用;其中,雷达和图像处理作为两项作用明显、应用面广泛的技术,受到了无数管理者和技术人员的青睐。而在学校中,这两项技术依然可以起到重要的作用,对于解决校内实际存在问题、优化学校资源、提升师生效率具有强大的推进作用。

3.实际存在的问题和解决方法

第一,雷达和图像处理技术可以一定程度地优化就餐秩序。俗话说:“民以食为天。”每当上午第四节课或下午第八节课结束之时,清水河校区的各大食堂挤满了前来就餐的师生。在几分钟内,食堂的各个打饭窗口几乎是水泄不通。其实这样的拥挤场面造成了局部的混乱,浪费了很多同学中午或者是傍晚宝贵的就餐时间和闲暇时间。因此,如何将刚下课的同学错峰排开,确实成为一个难题。
此时,雷达和图像处理技术可以紧密结合在一起,为缓解就餐压力提供技术支持。在学校主要的9个食堂,可以布置多个摄像头和雷达;其中,雷达以可以捕捉人体散发的热量辐射所对应的波长(红外线)为佳。摄像头用来捕捉实时图像,而可以捕捉红外线的雷达可以探测所有在食堂人员身上所辐射的热量(以红外线为载体辐射)。就摄像头的布置而言,应该在餐厅门口放置两个摄像头:一个摄像头朝外,观测进入餐厅的人数;另一个朝内,记录离开餐厅的人数。接着,学校可以用微信小程序或者客户端应用反馈实时图像和热量分布图。(以直观图像和热量分布云图反映实时人数和人员分布情况)。对于刚下课的老师和同学,可以查看各个餐厅的实时图像和人员热量分布云图,合理选择人员较少的餐厅和窗口。此外,如果采用此技术,还应当储存工作日期间的所有图像等相关数据,进行综合分析,得到工作日期间各个餐厅的就餐情况(人数、人员分布情况),辅助各位师生做出最优选择,提高时间的利用效率。
在这里插入图片描述
图1. 红外雷达
第二,雷达和图像处理技术可以辅助解决校园内时常出现的非机动车随意停放的问题。学校可以与共享单车以及电瓶车企业商定并明确禁停区域。然后可以在禁停区域设置摄像头和测距雷达。当有人员将非机动车误停于禁停区域时,应当首先在其租车App上提醒其违规停车,并告知正确的停车地点的距离。对于无视提醒的人员,可以捕捉所骑行的非机动车图像和个人正面照作为证据,并施行小金额的罚款。在辅助管理过程中,图像处理技术可以识别个人正面照,以验证骑行者是否为本校学生;如果是本校学生,还可以通过多种形式提醒该生自觉遵守规定。而雷达技术在辅助管理过程中,也同样起着显著的作用:当有非机动车进入禁停区域时,雷达可以捕捉该车所发射的信号;同时,可以计算出和正确停车地点的距离,引导骑行者将非机动车停放在规定的区域中。如果此项技术可以得到应用,相信可以缓解校内相关管理人员的负担和压力,大幅度改善我校的美观程度和公共秩序。
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图2.测距雷达
第三,雷达和图像处理技术可以引导自习同学寻找正确的自习地点。众所周知,大部分同学会选择品学楼和图书馆进行自习。很多同学会在寻找空余的自习室花费大量时间,造成了非常不值得的浪费。而雷达和图像处理技术可以引导同学们寻找空余的自习室或自习区域。总体原理和第一点提到的寻找空余食堂相似,但是在这个问题背景下,图像处理技术还需要增加一个功能:判断图书馆内部带电源插头的自习区域的占用情况。很多师生带着笔记本电脑学习,而且学习时间较长。因此,带插头的座位成为了这些同学的优先选择。如果能利用图像处理技术反馈此类座位的实时占用情况,对于各位师生寻找自己需要的座位大有裨益,在一定程度上也节约了大家不应该浪费的时间,提升效率。
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图3.图像处理系统

4.总结

总体而言,以雷达、图像处理技术为代表的现代电子科学技术可以在我们的日常生活中起到非常重要的作用。通过这些技术,我们可以缓解社会压力,促进社会资源的合理分配;同时,对于社会中的每一个人而言,这些技术也能够起到其辅助作用,使得每一个人能够更加合理地分配时间,提升效率,进而使得人们能够在更加有意义、更加富有挑战性的事情上做出更多的贡献,推动社会不断向前发展。

图像处理的应用

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