数字图像处理技术凭借其灵活性好,处理精度高,系统构成简单等优点已广泛应用于科学研究、工农业生产、生物医学、航空航天、军事、交通、机器人视觉等多个领域,已成为一门引人注目、前景远大的新型学科。在数字图像处理中,目标物的检测与识别是进行图像分析与图像理解的基础,是整个数字图像处理技术的核心。本文以自然环境下目标物的检测为研究对象,通过对4个具体工程项目的研究开发,分析、总结出了一套能够在自然环境下普遍适用的目标物准确、高速图像检测的方案与算法。为实现目标物图像检测技术的工程应用奠定了基础。其中主要的研究内容有:(1)果园中成熟桃子的检测。针对成熟桃子的颜色特征,采用色差增强以及匹配膨胀的方法获得桃子的区域。并基于圆内弦的垂直平分线相交于圆心的原理求取了桃子拟合圆的圆心坐标及半径。最终准确快速地实现了成熟桃子的分离提取与定位。(2)农田作业机械导航线与田端的检测。针对3种不同的农田作业环境,采用小波数据平滑、波形单调性分析、前后帧相互关联、过已知点Hough变换等方法,准确快速地实现了导航直线及田端的检测。(3)变电站保护压板的投、退状态检测。针对变电站继电保护屏上多种颜色、多种形状的保护压板,基于不同的色差模型,采用跳动投影与传统投影法相结合,并利用波形数据分析求取波峰、波谷等信息的方法,实现了每个压板投、退状态准确高速判断。(4)交通事故现场标识物的检测。针对交通事故现场的标尺与标签,采用线扫描、跳跃处理、色差增强、几何参数测量以及标定点法测距,实现了标尺与标签的准确高速检测以及距离、面积的自动测量。得出的主要结论有:(1)在RGB颜色空间下,可以根据待检测目标物的颜色特征,建立相应的色差模型,以实现目标增强、背景抑制并去除光照影响的效果。(2)利用本文提出的跳动投影法及传统投影法,可以增大目标物在图像中相对于背景的变化趋势,去除背景及光照的影响。对于投影得到的波形数据,可以利用小波变换、移动平均等方法进行平滑处理,并采用波形数据分析方法,完成对波形的波峰、波谷等信息的计算。最后根据这些信息完成目标物的检测。(3)对分辨率高、数据量大的图像进行目标物的检测时,可以采用线扫描的方法进行跳动处理或者利用投影法将二维图像数据变成一维波形数据进行检测,这样在保证检测准确的前提下,可以大大提高处理速度。