基于螺旋相位的運(yùn)動(dòng)物體邊緣提取技術(shù)研究.pdf

1、邊緣提取技術(shù)是光信息處理中的一項(xiàng)重要的技術(shù)。常用的運(yùn)動(dòng)物體邊緣提取方法有計(jì)算機(jī)處理法和傳統(tǒng)光學(xué)濾波法等。常規(guī)的計(jì)算機(jī)處理法是將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)從連續(xù)的視頻圖像中提取出來，并利用大量的算法進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行邊緣提取，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但計(jì)算過程復(fù)雜，運(yùn)算量大，實(shí)時(shí)性差。傳統(tǒng)的光學(xué)濾波法是在攝像機(jī)鏡頭前放置恰當(dāng)?shù)母咄V波片，有利于突出樣品的細(xì)節(jié)部分，實(shí)時(shí)強(qiáng)，但受外界環(huán)境影響嚴(yán)重，且在不同環(huán)境下對(duì)不同物體進(jìn)行邊緣提取時(shí)，需要更換不同的濾波片。
　

2、　課題“基于螺旋相位的運(yùn)動(dòng)物體邊緣提取技術(shù)研究”的目的是綜合計(jì)算機(jī)處理法和光學(xué)濾波法的優(yōu)點(diǎn)，將多媒體視頻分解成圖片，利用計(jì)算機(jī)構(gòu)造螺旋相位虛擬光學(xué)環(huán)境對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行邊緣提取，為高效、實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)物體邊緣提取方法提供理論依據(jù)和前期準(zhǔn)備工作。本課題主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　課題從圖像邊緣提取的基本理論入手，利用傳統(tǒng)圖像邊緣檢測(cè)算子進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示這些方法存在對(duì)噪聲敏感、受到外界條件限制、需要人為設(shè)定閾值、容易發(fā)生錯(cuò)檢、漏檢等缺點(diǎn)

3、，因此本文提出構(gòu)造基于徑向希爾伯特理論的螺旋相位虛擬光學(xué)系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行邊緣提取，這是由于徑向希爾伯特變換的螺旋相位濾波器可以對(duì)圖像進(jìn)行各個(gè)方向的均勻的邊緣提取。在給出傳統(tǒng)螺旋相位濾波器基本理論及輸出特性基礎(chǔ)上，基于液晶空間光調(diào)制器構(gòu)造了螺旋相位濾波成像系統(tǒng)，通過光學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證各螺旋相位濾波器對(duì)靜態(tài)目標(biāo)邊緣檢測(cè)特性。由于傳統(tǒng)螺旋相位濾波器存在次級(jí)大的原因?qū)⒏倪M(jìn)型螺旋相位濾波理論與數(shù)字圖像處理方法相結(jié)合，在VC++(Microsoft V

4、isual C++)編程環(huán)境下編寫可執(zhí)行文件，過程如下：先將視頻進(jìn)行分解獲得單張圖像、對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理、提取目標(biāo)物體、分別利用高通螺旋相位濾波器、升余弦螺旋相位濾波器對(duì)各幀圖像進(jìn)行頻譜濾波，實(shí)現(xiàn)對(duì)任意形狀的物體等方向上二維邊緣提取，獲得清晰連續(xù)的物體邊緣圖像，并將所得圖像進(jìn)行合成，進(jìn)而獲得具有邊緣信息的運(yùn)動(dòng)物體的視頻資料。該方法具有非接觸、操作簡(jiǎn)便、測(cè)量速度快、易于在計(jì)算機(jī)控制下實(shí)行自動(dòng)化測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)證明了利用該方法可以有效獲取圖像