图像测量技术与系统

论文摘要

随着数字图像采集技术和处理技术的飞速发展,图像已成为人们获取信息的重要途径,应用图像的相关信息来对产品的几何信息做出评定也就成了图像处理的重要内容。本文研究和探索了利用图像处理技术实现精确测量的方法。本文首先分析了常用测量方法的特点和不足,并在此基础上提出了以光学图像处理技术为基础的便携式测量系统方案,构建了基于DSP和FPGA的高速数字图像处理系统,并以USB作为系统的传输模块,实现数据的高速传输;研究了图像处理的关键技术:图像的滤波算法、图像的边缘检测、Hough变换检测图像的几何基元并用最小二乘拟合算法实现对尺寸的计算。文章最后建立了测量系统的软件平台,并用实验证明了该方法的有效性。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 图像测量技术优势、现状、趋势
• 1.3 测量系统设计方案
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 图像测量系统的硬件设计与实现
• 2.1 系统的硬件组成
• 2.2 视频图像获取
• 2.3 视频信号的解码与A/D转换
• 2.4 系统存储模块
• 2.5 FPGA控制模块
• 2.6 数据处理模块
• 2.7 键盘、显示模块
• 2.8 USB技术在图像数据传输当中的应用
• 2.8.1 USB技术优势
• 2.8.2 USB1.1通信协议简介
• 2.8.3 USB1.1接口电路设计
• 第三章 图像采集处理系统的软件设计与实现
• 3.1 测量系统的主要软件流程
• 3.2 FPGA控制模块设计
• 3.2.1 FPGA模块设计思路
• 3.2.2 FPGA模块设计实现
• 3.3 TMS320VC5409的软件开发
• 3.3.1 DSP的指令功能
• 3.3.2 VC5409的自举引导
• 3.4 PDIUSBD12固件程序设计
• 3.4.1 固件系统的固件的总体架构
• 3.4.2 USB固件通信功能实现
• 3.4.3 PDIUSBD12传输速度测试
• 第四章 图像处理算法
• 4.1 图像的滤波处理
• 4.1.1 图像的噪声声源分析
• 4.1.2 图像的滤波增强处理
• 4.1.3 中值滤波方法滤除图像噪声
• 4.2 图像边缘检测算法
• 4.2.1 图像边缘特征分析
• 4.2.2 图像边缘检测算法
• 4.3 几何基元的检测
• 4.4 最小二乘法计算几何尺寸
• 4.5 测量系统软件平台设计
• 4.5.1 图像数据的读取
• 4.5.2 系统的标定
• 4.5.3 图像预处理
• 4.5.4 图像的测量和尺寸计算
• 4.6 测量误差分析
• 第五章 全文总结
• 5.1 总结
• 5.2 今后待研究的问题
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT