基于分形理論的大氣懸浮顆粒物圖像識別.pdf

1、大氣懸浮顆粒污染物(TSP)是指空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑在100微米以下的固態(tài)和液態(tài)顆粒物，它是造成大氣污染的重要原因之一。如何有效的識別出大氣中懸浮顆粒狀污染物，采取必要的保護措施，一直是國內(nèi)外環(huán)境人員研究的一個重要課題。 本文以采集到的大氣懸浮顆粒污染物的數(shù)字圖像為研究對象，首先回顧了數(shù)字圖像處理的發(fā)展歷史，并概述了其主要研究內(nèi)容及應(yīng)用領(lǐng)域；然后介紹了分形、分形維數(shù)的幾種定義，多尺度思想及多重分形理論。在此基礎(chǔ)上，文章小結(jié)了幾種圖

2、像分形維的一般估計方法，包括常用的差分盒維法、頻域分形維數(shù)的估計方法、分形布朗運動模型的估計方法等。在介紹了數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基本運算及基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的分形維估計方法后，借鑒基于固定結(jié)構(gòu)元的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)分形維估計方法，改進了基于可變結(jié)構(gòu)元的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)分形維估計方法，并將該算法應(yīng)用于大氣懸浮顆粒物圖像的分形維估計。本文將圖像的分形特征作為識別的重要依據(jù)之一，即將分形理論應(yīng)用于識別大氣懸浮顆粒物數(shù)字圖像。 本課題以VisualC++為開發(fā)工

3、具，設(shè)計開發(fā)識別大氣懸浮顆粒物數(shù)字圖像的軟件，并予以實現(xiàn)。該軟件是基于MFC框架的單文檔程序，首先讀取由CCD圖像傳感器獲得的大氣懸浮顆粒物的灰度圖像或彩色圖像，對其進行中值濾波去噪后，用自適應(yīng)法選取閾值完成預(yù)處理，然后根據(jù)源圖像的分形特征，利用基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的分形維估計方法，識別出懸浮顆粒物，并最終統(tǒng)計其個數(shù)。 文末，將分形理論與研究非線性問題的小波、混沌等理論進行對比，初步探討其相互聯(lián)系，為進一步研究大氣懸浮顆粒物圖像的識別