关于USB摄像头数字图像检测技术的研究

简介：
本研究专注于USB摄像头数字图像检测技术，探讨了其在图像清晰度、色彩还原及实时传输性能等方面的优化方法与应用前景。 图像测量技术是近年来在测量领域内形成的一种新兴的、具有广阔发展前景的技术。鉴于目前图像传感器价格较高以及图像处理算法复杂等原因，在常规检测领域的应用相对较少，本课题旨在研究使用普通USB摄像头构建适合科学研究、工程测量及教学实验使用的图像检测平台，并探索二维振动的实时图像检测技术。 具体而言，该课题设计了一种基于USB协议的数字摄像头作为图像传感器和PC机为上位机的性价比较高的硬件方案。通过利用视频捕捉技术（VFW），建立了一个基于普通USB接口的数字摄像头图像检测平台。为了实现空间物体的实际位置与图像上的点之间的对应关系，本研究还分析并实现了摄像机标定及畸变校正等工作。 在图像处理方面，本段落首先探讨了常用的算法，并根据课题需求设计了一套有针对性的方法。具体来说，在预处理阶段采用了改进的中值滤波流程以提高效率和实时性；而在分割彩色图象时，则采用基于颜色阈值的技术来降低对测量环境（如光照条件）的要求并增强系统的适应能力。 为了进一步提升系统性能，本研究提出了一种普遍适用的颜色色度算法，并结合卡尔曼滤波技术在图像中预测目标位置，从而减少数据处理量、提高实时性。实验表明该方法具有明显的效果。 最后，在二维振动物体这一具体应用背景下，利用上述平台成功实现了低频小幅度振动的测量。研究表明所设计基于普通USB摄像头的数字图像检测系统结构简单且性价比较高，对于扩展图像技术在常规领域中的应用有着重要的意义。