OpenCV图像处理的膛口火焰测量系统设计+文献综述(2)
1．1 火焰测量研究的背景和意义
枪械和火炮在发射时不可避免的会出现大量的烟和焰, 一方面使用时很容易暴露射手的位置, 危及射手的安全, 也会影响到射手的再射瞄准水平; 另外, 武器出口的烟焰过大, 也反映出发射药燃烧不完全, 能量的利用率低, 膛口焰产生的高温, 势必影响武器的弹道性能[1]。为探索降低膛口烟、焰的方法,我们首先要研究膛口烟、焰的测试技术。如何探测武器膛口火焰，评判膛口火焰的大小强弱是非常重要的[2]。
1．3 课题研究的主要内容及各章节安排
本文的内容安排如下：
第一章“引言”介绍火焰测量研究的背景和意义、发展状况以及章节安排。
第二章“总体设计方案”其中包括三大部分：系统组成（包括系统硬件连接图、系统工作原理等）、软件开发平台（OpenCV介绍、VC++OpenCV开发原因）、软件流程图。
第三章“系统模块设计”包括：视频帧提取（视频读入与帧提取方法、函数及程序模块）、图像叠加（方案优缺点分析等）、图像转换（彩色转换为黑白）、图像滤波、图像轮廓提取、周长面积参数提取。以上每个模块中均包括方法、相关函数介绍以及程序模块。
第四章“系统实验验证”包括实验软件开发环境、运行机器配置、整体系统开发实际效果（结合软件各个模块的图片）。
2 总体设计方案
2. 1 系统组成
2.1.1 概述
图像采集软件主要控制相机的拍摄参数（曝光率和帧速），将图像通过CameraLink接口传输到计算机，并进行显示、回放，保存和标定等操作。相机选用的是德国Mikrotron GmbH公司的M1363型相机，主要性能参数如下：
图1 M1363型相机
最大照片灵敏度：灰度2500 ASA；彩色700 ASA
CMOS图像最大分辨率：1280X1024
最大分辨率下最大采集速度：500fps
CameraLink采集接口
曝光时间可控
图像采集卡采用美国DALSA公司的X64 Xcelera-CL LX1 Base，主要性能如下：
CameraLink采集接口
支持32/64位系统平台
PCIX4硬件接口
2.1.2 硬件连接
硬件连接框图如图2：
图2 硬件连接框图
在实验现场首先将高速摄像机调整好位置，使得相机可以拍摄到得膛口焰区域占整个画面的2/3以上。然后将相机拍摄好的膛口焰区域，通过连接电缆将信息传递并存储到采集卡。
2.1.3 设计原理
膛口焰测试软件针对拍摄的膛口火焰视频，进行图像分析、图像处理，最终得到膛口火焰的各种参量在像素单位上的测量结果，结合图像标尺标定的数据，计算得出各参量实际量值。
2. 2 软件开发平台
OpenCV的全称是：Open Source Computer Vision Library。OpenCV于1999年由Intel建立，现在由Willow Garage提供支持。OpenCV是一个基于BSD许可证授权（开源）发行的跨平台计算机视觉库，可以运行在Linux、Windows和Mac OS操作系统上。它轻量级而且高效——由一系列 C 函数和少量 C++ 类构成，同时提供Python、Ruby、MATLAB等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。OpenCV提供的视觉处理算法非常丰富，并且它部分以C语言编写，加上其开源的特性，处理得当，不需要添加新的外部支持也可以完整的编译链接生成执行程序，所以很多人用它来做算法的移植，OpenCV的代码经过适当改写可以正常的运行在DSP系统和单片机系统中，目前这种移植在大学中经常作为相关专业本科生毕业设计或者研究生课题的选题[6-7]。