基于matlab的數(shù)字圖像、激光掃描獲取物體三維輪廓的大學(xué)課程設(shè)計(jì)大學(xué)課程答辯

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,答辯人 ： ### 指導(dǎo)老師：###,,,簡(jiǎn) 介,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,本次論文主要利用‘激光掃描儀’獲取目標(biāo)物—水杯的各分面的圖像，然后利用數(shù)字圖像處理的方法來(lái)提取其輪廓。,,論文框架,總結(jié)與展望,三維激光掃描儀的工作原理,數(shù)字圖像處理的基本理論,數(shù)字圖像處理的實(shí)現(xiàn),課題研究背景與意義,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,,,背景意義,基于激光掃描成

2、像的物體輪廓提取和分析,三維激光測(cè)量技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)的飛速發(fā)展。同時(shí)激光三維成像系統(tǒng)在目標(biāo)識(shí)別與辨認(rèn)等方面具備潛力。應(yīng)用廣泛（數(shù)字城市對(duì)城市進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時(shí)空和多種類的三維描述、線路維護(hù)、林業(yè)區(qū)分地貌、洪水制圖、淺海海底地形繪測(cè)、文物保護(hù)，模具制作…）本次論文以一只普通水杯為例，以提取輪廓為目標(biāo)。,,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,掃描儀的分類,◎短距離激光掃描儀◎中距離激光掃描儀◎長(zhǎng)距離激光掃描儀,按照掃

3、描平臺(tái)分類,1,2,按照掃描的有效距離分類,◎機(jī)載(或星載)激光掃描系統(tǒng)◎地面型激光掃描系統(tǒng)◎便攜式激光掃描系統(tǒng),,,,,,,,,三維激光掃描儀的工作原理,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,三維激光掃描儀發(fā)射器發(fā)出一個(gè)激光脈沖信號(hào)，經(jīng)物體表面漫反射后，沿幾乎相同的路徑反向傳回到接收器，可以計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)P與掃描儀距離S，控制編碼器同步測(cè)量每個(gè)激光脈沖橫向掃描角度觀測(cè)值α和縱向掃描角度觀測(cè)值β。本次論文利用掃描儀來(lái)獲取圖片,,圖像

4、處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,讀取圖片,彩色轉(zhuǎn)灰度,圖像濾波,彩色圖像預(yù)處理,二值形態(tài)學(xué)處理,灰度圖像二值化,圖像銳化邊緣檢測(cè),,輪廓提取,,,分析坐標(biāo),,,,,,步驟：,,,,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,matlab函數(shù)：I=imread(‘路徑/圖片名/格式’),1.讀取圖片,,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,1.添加高斯噪聲（均值為0，

5、方差為0.02）,2.彩色圖像預(yù)處理,,2.均值濾波（線性濾波，去高頻分量）,最簡(jiǎn)單的均值濾波就是取各鄰域附近方向的像素值然后取平均值,此處高斯噪聲是來(lái)模擬可能存在的噪聲,matlab函數(shù)：I=imnoise(I,'gaussian',0,0.02),,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,2.1加噪、去噪圖片對(duì)比,,,,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,matl

6、ab函數(shù)：I=rgb2gray(‘路徑/彩圖/格式’),3.灰度化,,,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,用的是sobel算子（引入平均因素，對(duì)噪聲有抑制作用）,4.1圖像銳化,,,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,用的是prewitt算子和canny算子（做比較）,4.2邊緣檢測(cè),prewitt算子,,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,4.2邊緣檢測(cè),can

7、ny算子,,,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,為后續(xù)圖片二值化選取閾值做準(zhǔn)備,5.1灰度直方圖,閾值為135,閾值為132,閾值為128,閾值為115,,,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,5.2二值化,,,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,先腐蝕再膨脹（開(kāi)運(yùn)算）目的是：去除目標(biāo)內(nèi)部和背景中的干擾,6.形態(tài)學(xué)處理,,,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像

8、的物體輪廓提取和分析,目的：去除零散的干擾點(diǎn)（給各鄰域像素排序取中間值代替當(dāng)前值）,7.中值濾波,,,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,1.目的：去除小塊背景的干擾。2. 步驟：先對(duì)每一個(gè)連通域標(biāo)記，然后去除面積較小的白色塊（以水杯背面為例進(jìn)行標(biāo)記 濾波）,8.1連通域?yàn)V波,,,圖像處理實(shí)現(xiàn)提取輪廓,基于激光掃描成像的物體輪廓提取和分析,8.2水杯正面圖的填充,由于二值化后水杯正面圖中有孔洞，