试论基于图像处理的检测系统的研究与设计

汤龙

摘要：与激光测量相比，以机器视觉为基础的非接触型精密测量是一种相对较先进的以及新型的测量技术。在现代工业的各个生产领域都得到广泛的应用以及积极的研究。相比国外而言，目前国内的应用水平以及研究水准都存在较大的差异。本文以图像处理作为基础，对检测系统进行了相关设计研究，以期促进国内相关检测系统更好的发展，从而促进国内相关应用发展水平的提升。

关键词：图像处理 检测系统 研究与设计

中图分类号：TP274.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）07-0137-01

随着工业现代化以及自动化的发展，以人类视觉为基础进行各种测量、识别以及控制的需求不断发展。传统的靠人力解决的方式已经不能满足现代需求，机器视觉技术的应运而生，其中基于机器视觉的非接触测量技术也随之诞生。近年来，图像处理技术的迅猛发展，使得办公自动化系统、图像通讯技术、地理信息系统以及卫星照片传输和分析等等功能和技术成为可能，应用的领域得到前所未有的丰富和扩展。但是与国外相比，目前国内的应用情况相对比较狭窄，目前仍旧主要居中在对图像进行相关定性处理的运用领域，其潜能以及相关价值在国内还没得到足够的重视以及充分的发展，不利于国内相关产业的发展和提升，故而提高国内对于相关研究的科研水平以及拓展相关的科学实践或者是实践研究是非常之必要和重要的。

1 检测系统概述

圆形是几何以及生活中所见物体形状的基本图形之一，对圆进行检测具有异常重要的现实意义，在实际生活的应用之中，对圆进行个各种检测应用也非常普遍。对此，设置了以视频图像为基础的检测系统，其主要内容就是对圆形的检测。

图像的采集、图像的分析以及结果的最终输出构成了检测系统的三大组成部分。其中的图像采集工作由CCD摄像机、所使用的视频图像采集卡以及计算机三大部件完成；图像分析工作则可以借助比如说VC++6.0进行相关的设计和制定匹配的圆形检测软件，其检测软件由文件储存、图像底层处理、图像采集、特征提取等等各个相应模块组成，以此完成对图像进行噪声去除、参数计算或者是特征提取等等相关工作。相关结果的输出就是把经过相关计算处理的数据结果进行最终的输出，以此实现对图像中心点的标定工作。[1]

2 图像处理基础概述

通过计算机及其系统对各种数字图形实现各种目的的处理即为数字图像处理。对图像进行处理的过程是，将原始输入的质量差的图像进行改善后，再予以输出，其主要是改善图像质量。对图像进行增强或者是复原等工作是最最常见的图像处理方式。

同时也有以机器作为处理对象的图像处理，其主要功能是让被处理的计算机或者是机器能够实现自动识别，专业术语为图像识别。与数字图像处理所不同的是，图像识别系统中输入的是经过质量改善之后的图像，给予输出的则为对图像中对象的分类或者是识别。随着图像处理技术的提升以及相关科学技术的发展，图像处理技术和越来越多的科学发生关联，发展越来越过多样化和先进化。[2]

3 检测系统软件设计

3.1 检测系统软件简介

检测系统的顺利实施借助了具有超高的综合性能的开发工具VisualC++编程，使用的是针对研究对象的相关程序设计（OPP）方法，将数据以及相相关的数据操作方法进行共同封装，打包成为一个彼此依赖、难以分离的整体，此即为对象。其中将同一个类型的对象进行共性的抽象处理可以得到类。随后一个简单的外部接口的开通就能实现类和外界的联系，从而实现对象以及对象之间借助各种消息实现通讯行为，但是类相应的多数数据还仅限于本类的处理方法。如此一来，程序模块之间的关系变得简单化，所用数据的安全性以及所用程序模块的对立性就得到很好的保障。与此同时，由于继承以及多态性的关系，程序设计的可重用性得到极大的提高，从而大大提高了软件开发工作以及维护工作的便利性。[3]

3.2 检测算法原理

在对圆形图形进行相关处理以及相应特征的提取之后，即可得到相应目标物体边界点所对应的坐标，系统软件以此作为参照点对边界点上所给出的相应坐标进行计算并求得参数，其中圆的半径r以及相应的圆形坐标（x，y）是最主要的参数。

有很多算法可以采用，以实现对圆的检测工作，其中的HOUGH变换就是最著名的算法之一。HOUGH变换的本质对图像空间之中某些具有一定关系的像元以聚类的方式进行处理，从而寻找出参数空间累积出相对应点。[4]

根据HOUGH变换思想其算法步骤具体如下：

（1）在（a、b、r）所给出的参数空间之中，r设置为递增变量元素，每一次的迭代过程都相对r进行固定，将垂直于r的平面（a、b）计算出所对应的（x、y）圆心的圆周各点，将此平面映像中进行二维累积阵列上所对应的点和轨迹上的点进行累加。

（2）使r从零开始进行递增直到到达平面所能接纳的极限，其中的每一次递增都会产生一个与之相对的平面映像。故而，图像中出现的每一个确定点（x、y），其中a以及b的产生变化所对应的范围均是2r。

（3）计算出在所限范围内所对应的每一个a以及b的相关坐标值。如果是对图像上所出现的NG个点以HOUGH变换思想进行计算，则其需要进行的计算总数一共为次。与此同时，在累加阵列中所使用的存储空间大约是个字节（其中，m和n以此为图像对象的高度值以及相应的宽度值，其积累单元使用的是单字节）。[5]

4 结语

本文以检测系统以及图像处理作为文章的切入口，对现代工业生产中应用普遍的图像处理检测系统进行了相关的研究和探讨，重点阐释了检查系统软件的设计以及相关的具体检测原理介绍，以期对各位同行或者相关的研究人员起到一定的帮助作用。同时由于篇幅有限，本文进行的相关研究具有很大的局限性，很多的细节问题没有涉及到，实际运用的相关指导意义还缺乏一定量的积累，还需要在今后的理论研究以及实践工作中进行进一步的探讨和总结。

参考文献

[1]康涛.基于图像处理的检测系统的研究与设计[D].西安科技大学，2014.

[2]刘海，李烨，李妍臻.基于图像处理的PCB自动检测系统的设计与研究[J].电子世界，2013，04：115-117.

[3]张显.基于图像处理的视频液位检测系统的研究[D].湖南大学，2010.

[4]吴德.基于图像处理的胶囊检测系统的研究[D].广东工业大学，2011.

[5]阙佳鸿.基于图像处理的家具纤维板质量检测系统的设计与实现[D].电子科技大学，2014.