基于MATLAB不规则面积图像测量*不规则图像/图像解决/面积计算1引言 在当今这个生活节奏迅速时代,测量工作已经难以通过事事亲力亲为得到保证,特别是在复杂环境条件下(如强电磁、强辐射、强腐蚀环境),因而咱们需要通过其她方式手段来达到咱们测量目。近代科学和工业化发展,也规定测试技术突破典型测量办法和技术,谋求新测试原理与手段。图像测量作为近年来在测量领域新兴一种高性能测量技术,其在机器视觉、图像匹配、图像检测和模式辨认中均有重要应用。数字图像面积测量作为数字图像测量一种重要分支,在寻常生活中应用更是不胜枚举。2不规则图像面积测量原理2.1图像获取 运用对特殊类型能源敏感传感器材料,把输入能源转变成输出电压波形,再将其数字化,从而便得到数字图像信息[1]。例如可以运用数字化设备拍摄数字图像(如数码相机),运用数字转换设备采集数字图像等。2.2图像预解决-图像复原(imagerestoration)成像系统受各种因素影响,导致了图像质量减少,导致图像退化。传感器噪声、摄像机聚焦不佳、物体与摄像机之间相对移动、随机大气湍流、光学系统像差、成像光源和射线散射等都是其影响因素。典型图像复原是依照图像退化先验知识建立一种退化模型,如空间域图像退化模型,该系统模型特点是线性、移不变;频域退化模型;能量域退化模型等。模型选取好后再以这个模型为基本,采用各种逆退化解决办法进行恢复,使图像质量得到改进[2][3]。本文中采集图像重要存在运动而引起图像模糊,其频域相应退化模型为(1)2.3目的图像提取在对图像研究和应用中,人们往往只对图像中某些某些感兴趣,这些某些即为目的图像,它是图像中特定、具备独特性质区域。为了辨识和
分析
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目的,需要将它们从背景中分离、提取出来,在此基本上才有也许对目的信息做进一步运用。图像提取分割正是将这样特性区域提取出来技术。这些特性可以是灰度、颜色和纹理等,目的可以是单个区域,也可以是各种区域。本文借助于MATlLAB软件自身所带roipoly函数通过手动选用方式,在原始图像中选用感兴趣区域从而获取目的区域进行分析与研究。2.4图像解决2.4.1目的区域图像增强 图像增强目是为了提高目的区域图像质量,如提高图像清晰度等。图像增强不考虑图像是如何退化,而是试图采用各种技术来增强图像视觉效果。因而,图像增强可以不顾增强后图像与否失真,而是突出目的区域中所感兴趣某些,如:强化图像高频分量,可使图像中物体轮廓清晰,细节明显;强化低频分量可减少图像中噪声影响。本文采用图像增强办法为:由于灰度直方图(histogram)是各种空间域解决技术基本并且直方图操作可以有效用于图像增强,提供有用图像记录资料,其在软件中也易于计算,因此本文采用记录原图灰度直方图,并运用直方图均衡办法进行图象增强,分别运用imread函数记录原图灰度直方图和运用histeq函数进行直方图均衡化解决。2.4.2图像去噪及边沿检测 精确边沿提取对后续面积计算非常重要。由于受诸多条件影响,会存在不同限度干扰噪声导致不能提取出抱负边沿,直接影响到计算精准度,因此在边沿检测前先对图像进行噪声滤波予以改进。 ①中值滤波法是一种非线性平滑技术,它将每一种像素点灰度值设立为该点某领域窗口内所有像素点灰度值中值可以有效消除椒盐噪声,同步也可以保护边沿信息。在MATLAB中medfilt2函数来进行中值滤波解决。 ②对于滤波后图像会有许多不属于所需测量干扰区域,因而咱们对图像进行形态学解决,选用不影响测量面积构造元素对图像进行膨胀解决达到修复完善边界作用,在通过腐蚀操作去除无需测量小块干扰区域,从而达到完整去噪目。MATLAB可以通过strel函数来产生所需要构造元素,imdilate和imerode来完毕膨胀和腐蚀操作。 ③对去噪后图像运用edge函数采用高斯函数拉普拉斯探测算子通过双边沿间零交叉点位置拟定真实边沿位置。拉普拉斯算子
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如下： (2) ④在边沿点拟合完毕后用1对拟合曲线包围区域进行填充,填充后即为目的区域[4]。2.5目的区域图像面积计算 通过图像解决后目的区域块其边沿特性较解决前有很大改进,进而可以进行面积计算。咱们懂得,对于同一类型目的,总面积计算可以通过先求出总像素个数,然后乘以单个像素面积即可得[5]。即 由上可得,不规则面积图像测量办法测量流程如下图1所示：图一不规则面积图像测量办法测量流程 由此可见,单个像素面积和总像素个数计算对测量成果有很大影响。在求取目的区域总像素个数时候常采用定标法,即在所测目的区域放置一种原则物件。这样做目不但利于测量同步也可以减小测量误差。其中单个像素面积通过下述办法得到,由该原则物件求取出该原则物件像素个数,求取该原则物件面积并用此面积除以该原则物件总像素个数即可求出单个像素面积: 单个像素面积=原则物件面积/原则物件总像素个数 本文所采用原则物件为一圆硬币,直径大小为25mm。高度2mm。3实例分析 在某次补片焊接中,经提取后需补片区域图像解决前(左图)和解决后目的区域块图像(右图)如下图2所示:由此可以看出,在解决后效果较之解决前大为改进。用图像法测出图像面积与此补片实际面积(1471.43mm2) 比较成果如表1所示,其中常规法采用微分元法求取[6]: 由测量数据可以得出,通过这种办法测得图像面积相对误差在1%如下,较常规办法求得误差更小。4结束语 由以上分析和数据可以得出结论:选用后图像,在通过图像复原、图像增强、边沿点连接拟合与检测解决后,图像质量得到很大改进,目的区域较解决前特性更为明显、清晰。运用所述面积测量办法进行图像面积测量,相对误差落在很小范畴之内,可以较好测量出目的区域图像面积,阐明此办法是有效,在实际测量中也是可行。加之图像法具备非接触及适时性好等特性,其应用也必将越来与广泛。赵松柏谌海云贾鹏卢阿娟邹宁波陈普春郑琦怡
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