免费论文：红外热波图像定量处理算法的研究

飞机结构件的腐蚀是飞行安全的重大隐患，轻微腐蚀不影响飞行安全，严重腐蚀有可能造成机毁人亡的后果，必须及时进行修理。为了安全性和效益性考虑，对飞机结构件腐蚀程度的定量界定就显得尤为重要。本文通过对红外热波图像序列信号特点的分析，提出了从腐蚀深度和腐蚀面积两个方面对腐蚀程度进行定量界定，并提出了相关算法。论文的主要研究工作如下：1、对现有深度的定量评估算法进行了总结，分析了算法的原理，推导了各种算法中腐蚀深度与其它特征量间的关系式，并结合试件的热波图像序列数据给出了各种算法的深度评估结果。同时分析了实验结果相对误差分布的规律，找出了的影响实验结果精确度的因素。2、通过对红外热波图像序列信号特点的分析，提出了针对红外热波图像序列信号的预处理算法，研究的内容包括基于Kalman滤波背景估计算法，基于对比度的最佳帧提取算法，基于相关系数的腐蚀区域分离算法。实验结果表明红外热波图像预处理算法可以充分利用热像仪中的有用数据，得到了易于进一步处理的图像。3、通过对边缘和边缘检测算法的系统研究，总结了红外热波图像边缘的特点。重点研究了顺序形态学在边缘检测中应用，通过对其百分位值分析，提出了基于顺序形态学的边缘检测算子，同时针对提取出来的边缘的特点，提出了基于边缘端点方向的边缘连接算法。通过对类内距和类间距的深入研究，定义了一个基于类内距最小，类间距最大的目标函数，提出了基于此目标函数的边缘检测算法，同时针对提出的边缘特点，提出了基于点对点连接的边缘连接算法。实验结果表明此两种方法提取出来的轮廓能够很好和真实区域轮廓相吻合。4、为了避开热物性参数对深度定量评估精确度的影响，本文从信号处理的角度出发，深入研究了代数不变矩，针对图像的情况，扩展了图像矩不变量，提出了利用图像矩不变量和温度差值的组合表示腐蚀深度的新算法。实验结果表明此算法的定量评估结果的相对误差相比于基于热传导方程的几个方法有了大幅度的下降，评估的精确度有了明显的提高。5、针对红外图像中腐蚀区域轮廓的特点，提出了腐蚀区域面积定量评估的计算方法。即：腐蚀区域的面积等于轮廓内像素的个数乘以单个像素的实际面积，同时设计了单个像素面积的计算方法，并给出了不同轮廓形状的像素个数计算方法。实验结果表明本文提出的两种面积定量评估算法都有较高的精确度，同时分析了对面积定量评估结果相对误差产生影响的因素以及影响的规律。

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