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系統識別號 U0002-1607201223081300
中文論文名稱 以 Matlab 為平台進行可見光域即時目標物辨識
英文論文名稱 Real-time Target Recognition in Visible Spectrum Using Matlab Platform
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 航空太空工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Aerospace Engineering
學年度 100
學期 2
出版年 101
研究生中文姓名 郎崇年
研究生英文姓名 Chung-Nien Lang
電子信箱 a3338183@hotmail.com
學號 699430046
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2012-06-08
論文頁數 86頁
口試委員 指導教授-蕭富元
委員-呂文棋
委員-馬德明
中文關鍵字 即時辨識  影像處理  色彩空間轉換  MATLAB 
英文關鍵字 Real-time  Target Recognition  Image processing  Color-space transformation  MATLAB 
學科別分類 學科別應用科學航空太空
中文摘要 本研究為探討利用MATLAB及視訊裝置進行即時目標物的辨識。機器視覺近年的研究有增加的趨勢,各式各樣的應用也都與機器視覺有關。因此在本文中,將使用MATLAB並透過視訊進行即時的目標物選取與辨視。MATLAB是一個高階程式語言,以矩陣運算聞名。數位影像在電腦中即是以矩陣來組成,因此MATLAB在影像處理上是相當理想的一種選擇。本研究主要將針對即時選定目標物發展適用的演算法,並且以實際結果驗證其演算法效率與成功率。
英文摘要 This paper investigates the application of machine vision to the real-time target recognition in visible spectrum using MATLAB as platform. Machine vision is applied to wider and wider areas in recent years. Therefore, more and more researches have been done to investigate the applications. In this thesis we use MATLAB as the platform, and aim to recognize any target using machine vision in real-time operations. MATLAB is a well-known software, expert in matrix operations. Since digital images are represented as arrays in computer, MATLAB should be a good choice to deal with this sort of data. This research aims to develop an algorithm that allows us to pick up a target at any time and the computer can analyze the features of the target in real-time. Then the target can be recognized with the obtained features. Experiments are designed to examine the feasibility and efficiency of our algorithm.
論文目次 中文摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .i
英文摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ii
致謝. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .iii
1 緒論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 動機. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 文獻回顧. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4 研究方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 數位影像處理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
2.1 HSI 空間. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 閾值計算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3 二值化轉換. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.4 中值濾波. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.5 膨脹侵蝕. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.6 邊緣偵測. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.7 影像矩. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3 粒子濾波法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
3.1 粒子濾波計算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.1.1 粒子濾波法用於影像辨識. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4 MATLAB 平台使用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
4.1 HSI 轉換、擷取目標物、色調濾波. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.2 中值濾波、膨脹侵蝕. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.3 尋找中心點,影像矩計算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5 實驗硬體設備介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
5.1 硬體介紹. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.1.1 影像傳輸器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
5.1.2 影像接收器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.1.3 影像擷取卡. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.1.4 視訊攝影機. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
5.1.5 機載電腦. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
5.1.6 個人電腦與筆記型電腦. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
6 演算法實驗與實際實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
6.1 演算法實驗測試. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6.1.1 色調濾波實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6.2 影像矩實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.3 地面站介面. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6.4 機載電腦端. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.5 模擬實驗架構與結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.6 實際實驗架構與結果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
6.7 空拍模擬實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
6.8 實體實驗討論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
6.9 粒子濾波法實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
6.10 戶外實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
6.11 空拍追蹤飛機實驗. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
7 結論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
8 未來工作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
附錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
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