文件by高設計手冊

1、本科生畢業(yè)設計（）任務書題目油田輸油管道巡檢航拍圖像處理算法研究一、研究的主要內容油氣管道線路漫長，常穿越沼澤、沙漠等復雜區(qū)域或者 密集區(qū)域，管道安全存在巨大隱患。即便管道通過民眾聚居區(qū)，也存在人為破壞管道的隱患。目前的管道巡檢技術人力、物力消耗大，利用無人機航拍技術在油氣管道巡檢中可以節(jié)約很多資源。當前已有學者進行了無人機巡檢技術的相關研究，但是還沒有對巡檢航拍圖像進行深入的研究，這導致航拍圖像的利用率很低。我將學習研究已有的遙感圖像處理算法，并將這些方法應用到無人機航拍圖像的處理中。油氣管道巡檢工作通常是檢查管道及其周圍環(huán)境的變換情況，并根據變化情況分析輸油管道的工作情況和安全情況。為此，

2、變化檢測成為航拍圖像處理過程中關鍵的一步。最常用的變化檢測主要針對是兩時相航拍圖像，即對同一地區(qū)不同時相獲取的兩幅航拍圖像，利用數學和計算機等技術，檢測出這兩幅圖像的差異，并進行檢測結果評估的過程。航拍圖像變化檢測主要圍繞確定是否發(fā)生了變化和發(fā)生變化的程度展開，因此在實際方法中，如何提取航拍圖像的有用信息，突出變化差異，確定變化狀況是航拍圖像變化檢測研究的主要部分。從航拍工具中獲得的航拍數據由于受到實際環(huán)境和技術條件的影響通常都是比較粗糙的，為了保證后續(xù)算法研究的開展和結果的精度。首先需要對這些數據進行預處理。對圖像的預處理，本設計將研究輻射校正和圖像幾何配準算法。一般情況下，由無人機等工具直

3、接獲得的航拍資源大部分為 資源，而 是由一組圖像序列組成。為了從 中提取可用的圖像信息，本設計將研究相關圖像拼接算法，利用算法將 文件轉化為圖像文件，為后續(xù)變化檢測提供數據。在之前工作的基礎上，將對不同時相的圖像進行變化檢測。變化檢測算法一般可分為兩類：基于區(qū)域和基于特征的變化檢測算法。由于針對油氣管道的航拍圖像復雜程度高，本設計研究基于區(qū)域的檢測算法和兩類自動確定閾值的算法。由于目前油氣管道的航拍資源很少，本設計中用于算法測試的數據大部分來自于對油氣管道的模擬圖像或者 資源。二、涉及的知識和基本要求(包括學生應具備或需要掌握的基本知識、基本技能；文獻查閱、外文翻譯、論文撰寫等要求)1. 基本

4、知識：圖像配準的基本知識：尺度空間理論、濾波、圖像變換模型、Hessian 矩陣、歐氏距離、最小二乘擬合；圖像拼接的基礎知識：平滑算法、相關系數、互功率譜；變化檢測的基礎知識：最大類間方差法、分類器、圖像差值運算。2. 基本技能：的熟練使用。3. 文獻查閱：查閱相關文獻，對圖像處理尤其是圖像配準和變換檢測方面的資料文獻需要多閱讀。4. 外文翻譯：各種算法應該查閱外文原著，尤其是圖像配準 SIFT 和 SURF 算法的相關查閱外文原著。5.撰寫：分章節(jié)撰寫，需要有相關的數據實驗結果支持。仿真研究和撰寫要緊扣工業(yè)背景。學生(簽名)：指導教師(簽名)：系(簽名)：年月日三、預期目標油氣管道巡檢工作通

5、常是檢查管道及其周圍環(huán)境的變換情況，并根據變化情況分析輸油管道的工作情況和安全情況。因此變化檢測成為航拍圖像處理過程中關鍵的一步。預期目標分為以下幾項：實現對航 到圖像的轉換：采用圖像拼接技術將航 轉換為圖像；實現對航拍圖像的預處理：采用基于特征點配準算法，將兩時相的圖像配準到同一坐標系下，為后續(xù)變化檢測提供基礎；實現對兩時相圖像的變化檢測：采用像素級變化檢測算法對配準后的圖像進行變化檢測，并研究兩類自動閾值確定算法。最終能夠實現對兩時相航拍圖像中不同之處的自動檢測。以上研究工作均是算法層面上的研究，因此研究成果是的仿真結果。四、進度安排3 月 9 日-3 月 31 日：畢業(yè)設計選題論證及完成

6、開題工作，并查閱相關資料和學習圖像處理理論基礎知識；4 月 1 日-4 月 10 日：圖像預處理部分算法的研究，學習輻射校正相關算法，并利用標準圖像進行算法實驗；4 月 10 日-4 月 31 日：圖像預處理和圖像拼接算法的研究，了解相關算法并深入學習 SIFT 和 SURF 算法，利用標準圖像和進行算法實驗。5 月 1 日-5 月 20 日：模擬航拍技術獲得用于算法測試的和圖像，對之前學習的算法進行實驗測試，并對結果分析和改進算法及參數。5 月 21 日-6 月 5 日：研究變化檢測算法，利用實驗，分析實驗結果并改進算法。6 月 6 日-6 月 20 日：撰寫，準備答辯相關材料。本科生畢業(yè)設

7、計（）中期檢查表畢業(yè)設計（論文）進展情況一、 3 月份：畢業(yè)設計選題論證及完成開題工作，并查閱相關資料和學習圖像處理理論基礎知識；二、 4 月份：首先完成的是圖像預處理算法的研究，學習輻射校正相關算法，并利用標準圖像進行算法實驗；緊接著完成圖像預處理和圖像拼接算法的研究，了解相關算法并深入學習 SIFT 和 SURF 算法，利用標準圖像和進行算法實驗，分析了 SIFT 和 SURF 算法的區(qū)別和優(yōu)缺點。初步研究了圖像變化檢測算法，利用實驗，分析實驗結果。學生（簽名）：年月日指導教師意見該同學在查閱了相關文獻資料和熟悉的基礎上，學習分析了航拍圖像處理的相關算法，利用 編寫算法程序，并對算法進 試

8、。按照預定安排完成了相關內容。指導教師（簽名）：年月日本科生畢業(yè)設計（）指導教師評語評價項目評 價 內 容得 分平時表現（百分制）學習、工作態(tài)度；紀律性；綜合運用知識能力（百分制）規(guī)范性；撰寫水平；綜合能力；理論與實際結合；創(chuàng)新性評語（特點、改進意見等）：該選題有新意，有實際應用價值，的思路清晰，語言流暢簡練，層次結構分明，邏輯性強，文中數據、圖表、規(guī)范，文獻正確，科學性較強。有自己獨到的觀點，能夠反映出學生的創(chuàng)造性勞動。中提出了將兩種算法的結合應用的想法，但是并沒有提出具體的實現方案，可以對這一點進行改進，并在環(huán)境中測試算法。指導教師（簽名）：年月日本科生畢業(yè)設計（）評閱教師評語評價項目評 價 內 容得 分（百分制）規(guī)范性；撰寫水平；綜合能力；理論與實際結合；創(chuàng)新性評語（特點、改進意見等）：評閱教師（簽名）：年月日本科生畢業(yè)設計（）答辯小組評語本科生畢業(yè)設計（）成績