基于图像处理技术的自动报靶系统的设计与实现

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1、基于图像处理技术的自动报靶系统的设计与实现重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：李佩瑞指导教师：张玲教授专业：信号与信息处理学科门类：工学重庆大学通信工程学院二O一四年四月DesignofAutomaticScoringofShootingTargetsSystemBasedonImageProcessingAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByLiPeiruiSupervisedby

2、Prof.ZhangLingSpecialty：SignalandInformationProcessingCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2014重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要实弹射击是部队最常见的军事训练科目，而报靶是射击训练的重要环节。传统的人工报靶效率低、安全性差，直接影响射击训练效果。随着信息技术的进步，基于不同技术的自动报靶系统也已相继开发出。基于图像处理技术的自动报靶系统以其高精度、低成本等优点得到越来越广泛的应用。本文以户外环境

3、下的胸环靶为对象，研究了一种基于图像处理技术的自动报靶系统，研究内容包括胸环靶识别，校正系数、靶环圆心半径等初始信息提取，弹孔快速检测识别等图像算法研究和系统的设计与实现。本文在分析自动报靶系统需求的基础上，确定了系统的总体设计方案，并阐述了系统的工作原理。之后对系统中涉及的关键算法进行了深入的研究。使用局部Ostu算法分割图像，根据胸环靶图的环线特征对胸环靶进行粗定位，再通过形态学滤波以及区域标记等处理将胸环靶从复杂背景环境中识别出，同时记录靶面的有效射击区域。利用自动扫描出的若干对参考点的坐标以及对靶图像进行空间变换的二次多项式，计算出校正畸变图像的校正系数。

4、利用识别出的胸环靶的中心圆，结合最小二乘法圆拟合计算靶位中心和靶环半径。对相邻两帧图像进行帧间差分处理，使用本文设计的快速检测、二次检测、峰值判断等处理，快速检测当前帧图像中是否存在新弹孔。利用针对差分图像的动态阈值分割法、形态学滤波、区域标记提取出疑似弹孔区域，通过计算各个区域特征值将弹孔和干扰区域区分。通过理论环线与实际环线相邻的关系，设计了一种提取实际环线的方式，根据提取到的环线计算出弹着点的环值以及时区。最后开发功能完善的自动报靶系统，实现实时靶图像采集、显示、处理，打靶成绩判定和语音报靶，弹孔位置和成绩实时显示，靶位信息和射击人员身份信息的录入等功能。经

5、测试，系统对户外靶场复杂环境的适应性强，报靶过程自动化程度高，弹孔检测方法快速有效，避免了漏判和误判，满足军事实弹射击靶场的对自动报靶等的需求。关键词：图像处理，自动报靶，胸靶识别，快速检测，弹孔识别，环线提取I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTLivefiringisthemostcommonmilitarytrainingcourse,andscoringofshootingisanimportantpartofthetraining.Thetraditionalmanualtargetscoringhaslowefficiencyandpoorse

6、curity,affectingthefiringtrainingeffectdirectly.Withtheadvancesininformationtechnology,automatictargetscoringsystemsbasedondifferenttechnologieshavealsobeendeveloped.Theautomatictargetscoringsystembasedonimageprocessingtechnologyhasbeenmoreandmorewidelyused,withtheadvantagesofhighprec

7、ision,lowcostetc.Takingthechestsilhouetteintheoutdoorenvironmentasthestudyobject,thisthesispresentedanautomatictargetscoringsystembasedonimageprocessingtechnique.Thestudyincludeschestsilhouetterecognition,theinitialinformationextractionincludingcorrectioncoefficient,targetringcirclean

8、dradi