数字图像处理东南大学.pdf

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.88M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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数字图像处理项目研发报告小组成员： 09009410 赵成凯 09009424 伍玉舟 09009432 陈航 09009435 张盛业东南大学计算机科学与工程学院 School of Computer Science & Engineering Southeast University 二 0 一二年一月

一、引言 1 项目概述本项目旨在设计并制作出一款功能强大的 X 光行李安检机，并着重实现、优化安检机的图像处理模块的功能。我们采用 Visual C++进行编程，实现图像增强、图像压缩、图像切割等功能，并通过比较不同算法的效率来选择最合适于安检机工作的方法。 2 产品定位及市场分析 1）产品特点优点： A．探测效率与灵敏度高，响应速度快，性价比高，工作稳定和寿命长 B．使用方便，适用场合多，搬运方便，对外界适应能力强 C．无损检测，低成本，低剂量，非接触式，可成像缺点：一般无法直接判断穿不透的物体是否违禁品，X 射线会产生一定的辐射，部分产品功率大，能耗高。本 X 光行李安检机除了具有市场上一般产品的功能之外，还具有以下特点： A．节能设计：机器可以自动感应物体，有行李放上机器启动运行，无行李，机器静止。 B．环保设计：铅帘外加保护膜，防止客人手接触铅，避免铅污染。 C．一键关机控制：关机时只需旋转一下钥匙，设备自动安全关机，减少设备故障。 D．毒品炸药辅助探测：较为辅助探测一些典型毒品炸药等危险物品 E．故障自诊断：出现故障自动判断，并给出提示信息，便于维护 2）产品市场分析目前 X 光行李安检机主要应用于机场、车站，全国拥有庞大的市场，需求量巨大。站点（不包括港台地 7180 140 600 700 700 400 8000 6000 4000 2000 0 站点前景： A．地铁的安检建设才开始 B．大多数城市还没配备安检设施

C．法院，政府，监狱看守所等都属于待开发的市场根据产品的特点，本研究开发项目主要针对以下几方面的市场需求： A．大型机场安检处 B．铁路、公路客运站及地铁站点 C．监狱、公安局、法院等司法部门 3）产品功能需求 A. 基本功能图像显示：对 X 线扫描到的物体进行显示，用于工作人员查看图像保存：可以存储若干幅图像并可由 USB 接口输出，用于资料保存图像打印：打印某些具有研究价值的图像图像识别：对明显违禁物品进行智能识别，并自动报警图像选区：选择某个区域进行相关图像处理，用于对图像仔细查看图像回拉/前拉：显示前 20 幅图像，并对图像进行相关处理高、低能：高低能双能切换显示彩色图像显示：根据物质材质（无机物、有机物、混合物），24 位真彩色显示 B．可扩展功能边缘增强：物体轮廓边缘更加清晰图像增强：图像细节更加清晰放大镜：局部放大功能，实时动态放大增亮/减暗：增亮图像/减暗图像高穿透显示：提高图像中亮区的对比度，使易穿透区更清晰。低穿透显示：提高图像中暗区的对比度，使难穿透区更清晰。毒品炸药辅助探测：辅助探测一些典型毒品炸药等危险物品行李计数功能：计算通过的行李数量，用于调查研究管理员登录（多账户管理）：便于管理急停：按下急停按钮，传送带停止运行，用于特殊情况的处理 4）产品系统结构本 X 光行李安检机系统主要分作 X 射线源、传送带、探测器序列、数据采集系统、图像处理系统及控制系统等部分。具体结构图如下：

其中数据采集子系统的主要作用是将探测器的微弱电流信号进行放大、处理，得到可以进行图像处理的数据。其简单结构图为：本项目工作重点是对于图像处理子系统的设计。这部分的主要工作流程是： A．将扫描图像通过归一化转换成位图 B．进行图像增强、图像分割、图像压缩等处理 C．将处理结果图进行伪彩色变换 D．将最终图像输出到显示器软件系统初步设计：

二、项目开发结果本项目研发的主要工作重点是图像处理系统的设计，主要工作是通过 Visual C++实现图像增强、图像压缩、图像分割。针对安检机工作的实时性，系统对于图像处理算法的速度及图像显示的效果有很高的要求，这也是这个项目的重点和难点。下面分别进行说明：（1）图像增强包括图像平滑，锐化，对比度增强。归一化：因为安检机 X 线探测器的不一至，以及放射源射出的 X 线到达各个探测器时能量不一至，所以探测器得到的数据也不一至。需要对图像做归一化处理。处理前：

归一化处理后：平滑：目的去除部分噪声，但是处理后导致图象模糊；处理方法：邻域平均法、

中值滤波、多图象平均法，我们使用中值滤波来模糊噪声；实验结果：锐化：目的增强图像轮廓和细节，使图象清晰，但是处理后噪声也会增强；处理方法：梯度法、拉普拉斯算法、Robert 算法，我们使用拉普拉斯算法。拉普拉斯算子：实验结果：

有锐化效果，但边界被过分增强（背景部分的斑点）对比度增强：目的是使灰度分布均匀，增强图像整体对比度的效果；处理方法：灰度级线性拉伸和直方图均衡化是两种最常见的间接对比度增强方法。首先，我们使用了“双折线”法，即将像素分布较少的一些区域的灰度值所占比重进行压缩，而对像素分布比较密集的区域的灰度值比重进行拉伸，从而使图像拥有更好的显示效果。实验结果如下：

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