基于图像处理的高速公路路面裂痕自动动检测技术研究(3)
图像增强主要是突出图像中感兴趣的信息，衰减或去除不需要的信息，从而使有用的信息得到增强，便于目标区分或对象解释。图像增强的方法主要有直方图增强、空域增强、频域增强、伪彩色增强等技术。
（3）图像识别
图像识别是数字图像处理的重要研究领域。图像识别方法大致可分为统计识别法、句法识别法和模糊识别法。
（4）图像理解
图像理解的重点是在图像分析的基础上进一步研究图像中各目标的性质及其相互间的联系，并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释，从而指导和规划行为。
1.3 MATLAB图像处理工具箱简介【7】
MATLAB是MATrix LABoratory的缩写。MATLAB开发的最初目的是为软件中的矩阵运算提供方便。MATLAB是一种基于向量的高级程序语言，它将计算、可视化与程序设计集成在一个易用的环境中。MATLAB采用技术计算语言，几乎与专业领域中所使用的数学表达式相同。
图像处理工具箱（Image Processing Toolbox, IPT）是Matlab环境下开发出来的许多工具箱之一,为图像处理工程师、科学家和研究人员提供了直观、可靠的一体化开发工具，这些工具被广泛地应用于航空航天和国防、遥感探测、生物科技、医药图像和科学图像处理等领域中。
1.4 课题主要研究内容
针对目前人工检测裂痕效率低下的问题，本课题要讨论一种自动检测裂痕的方法。任务的实现主要是通过搭建光电检测系统，运用图像处理的相关算法，完成对路面检测识别。
首先，利用数码摄像机进行图像的采集，对采集到的视频进行捕捉后得到一系列静止图像，然后再进行图像处理和识别。由于时间的限制，关于视频捕捉的相关方法本课题不进行深入讨论，重点是研究图像的预处理算法和识别方法。
图像预处理的任务是将采集到的图像处理为便于识别的二值图像，涉及到中值滤波、阈值分割、边缘平滑、目标分离等相关算法，主要工作是完成相关程序的编写。
第二章 路面破损图像视觉检测实验系统的设计
视觉检测系统要完成路面破损图像的实时采集和图像的处理功能。这就要求CCD摄像机的每帧图像采集时间短，图像视场范围要覆盖检测区域，摄像机空间分辨力要满足测量精度的要求，电子快门，要具有良好的抗震性等。
2.1 视觉图像检测系统组成
系统的基本框架如下图：图2.1 检测基本框架
图中考虑到如果需要夜间工作需要提供光源，以保证获取图像的质量，左边为图像采集装置，右边部分为图像处理基本过程，图像处理部分将在后续章节详细介绍。
2.2 图像采集系统
由于拍摄设备需要在路面上作业，所以在行进过程中会有震动。如果在白天工作，由于日间光照和长时间工作，会使仪器过热而产生噪声，所以对设备需要进行选取。
2.2.1数码摄像头的选择
摄像头（CAMERA）又称为电脑相机、电脑眼等，它作为一种视频输入设备，广泛的运用于视频会议、远程医疗及实时监控等方面。按传感器种类分，摄像头主要有CCD和CMOS两种。
CCD和CMOS摄像头的比较【13】：
CCD的优点是灵敏度高，噪音小，信噪比大。但是生产工艺复杂、成本高、功耗高。
CMOS的优点是集成度高，功耗低（不到CCD的1/3），成本低。但是噪音比较大、灵敏度较低、对光源要求高。
目前，市场销售的数码摄像头中，基本是CCD和CMOS平分秋色。在采用CMOS为感光元器件的产品中，通过采用影像光源自动增益补强技术，自动亮度、白平衡控制技术，色饱和度、对比度、边缘增强以及伽马矫正等先进的影像控制技术，完全可以达到与CCD摄像头相媲美的效果。下面介绍CMOS图像传感器结构和原理。