A marker-less assembly stage recognition method based on corner feature

Fast and robust product assembly stage recognition is a key step in human–machine cooperative assembly. To solve the recognition problem of similar adjacent assembly stages, a marker-less assembly stage recognition method is proposed based on corner feature between an assembling product and a digital model. Considering the geometric features of mechanical products, a corner identification method is proposed based on the circumferential angle difference (CADF). Then a corner matching method based on distance constraint is studied for ICP registration to realize the point cloud registration between the product and digital model. Based on the registration relationship, a similarity algorithm based on proximity point proportion is used to calculate the similarity between models and the input assembling product. The model with the greatest similarity is taken as the stage recognition result. In experiments on four group assembling products, the average stage recognition accuracy is 96.15%, which indicates that the proposed method can solve the stage recognition problem. The corner identification method based on the CADF outperforms the Harris-3D corner detection method in the efficiency of assembly stage recognition.     

基于图像匹配的户外环境注册算法

为实现高速鲁棒的户外增强现实系统,提出了一种新的基于图像匹配算法的解决方案,同时描述了系统框架和工作原理,并在景深远小于物距的近似条件下,提出了一种基于全局视频信息的注册方法,即将环境注册问题通过基于快速傅里叶变换的图像匹配算法来实现。该方法先对当前摄像机摄入的图像和系统预存图像进行匹配;再将计算出的匹配信息对虚拟模型进行变换后叠加到当前的摄入图像上;最后输出到头盔显示设备,以实现户外增强现实。与已有方法相比,该方法具有运算量小、精度高、速度快的优点,试验结果证明了理论推导的正确性和该算法应用于数字圆明园重建的可行性。     

基于信息测度特征和Hausdorff距离的图像匹配策略

由于传统的图像匹配方法受到诸如景物的遮挡、光照和噪声的影响比较大，并且需要建立模板与图像间的对应关系，因而使实际图像的匹配变得困难。为了克服上述缺陷，以便快速地进行图像匹配，通过引入信息测度概念来提取边缘特征点，并基于修正后的：Hausdorff距离构造相似性测度，提出了一种基于信息测度和：Hausdorff距离的图像匹配策略。该策略不仅加快了匹配过程，提高了抗噪性能，而且能准确匹配遮挡图像，从而较好地解决了基于传统Hausdorff距离的图像匹配因噪声点、伪边缘和出格点而造成的误匹配问题。实验结果证明，该方法是正确有效的。     

一种基于Hausdorff 度量的多传感器图像配准方法

描述了一种基于Hausdorff 度量的合成孔径雷达和光学图像配准方法。首先用基于低帽滤波的方法提取待配准图像的闭合轮廓。然后对较长的轮廓进行Hausdorff 度量初匹配, 并对初匹配的结果使用轮廓中心的相对距离比直方图聚束检测法进行一致性检测。最后, 在得到正确的闭合轮廓对后, 使用最小二乘法计算图像的变换参数。考虑到雷达图像的相干斑噪声以及多传感器图像成像时间造成的变形, 多传感器图像提取的轮廓会有一定的差别。而Hausdorff 度量对误差有很好的容忍性, 因此本方法可以对多传感器图像进行配准。     

快速的自适应景象匹配算法

在基于改进Hausdorff 距离的景象匹配辅助导航系统中,为满足系统对实时性的要求,常采用小波多尺度图像分解进行由粗到精的分层匹配,但这种方法对于图像尺寸较小的情况不太适应。基于Hausdorff距离特性,首先提出一种跳跃式的搜索策略,通过对跳跃式搜索及小波多尺度分解两种方法的分析比较,进一步提出一种自适应的快速匹配方法。仿真结果表明,在保证匹配概率的同时,提出的自适应的快速匹配方法比仅采用小波多尺度分层匹配的实时性更好,且在图像尺寸较小时仍能精确定位。     

Dental biometrics: alignment and matching of dental radiographs

Dental biometrics utilizes dental radiographs for human identification. The dental radiographs provide information about teeth, including tooth contours, relative positions of neighboring teeth, and shapes of the dental work (e.g., crowns, fillings, and bridges). The proposed system has two main stages: feature extraction and matching. The feature extraction stage uses anisotropic diffusion to enhance the images and a mixture of Gaussians model to segment the dental work. The matching stage has three sequential steps: tooth-level matching, computation of image distances, and subject identification. In the tooth-level matching step, tooth contours are matched using a shape registration method and the dental work is matched on overlapping areas. The distance between the tooth contours and the distance between the dental works are then combined using posterior probabilities. In the second step, the tooth correspondences between the given query (postmortem) radiograph and the database (antemortem) radiograph are established. A distance based on the corresponding teeth is then used to measure the similarity between the two radiographs. Finally, all the distances between the given postmortem radiographs and the antemortem radiographs that provide candidate identities are combined to establish the identity of the subject associated with the postmortem radiographs.     

基于深度数据的人体动作识别方法

本文提出了一个基于流形学习的动作识别框架,用来识别深度图像序列中的人体行为。本文从Kinect设备获得的深度信息中评估出人体的关节点信息,并用相对关节点位置差作为人体特征表达。在训练阶段,本文利用Lapacian eigenmaps(LE)流形学习对高维空间下的训练集进行降维,得到低维隐空间下的运动模型。在识别阶段,本文用最近邻差值方法将测试序列映射到低维流形空间中去,然后进行匹配计算。在匹配过程中,通过使用改进的Hausdorff距离对低维空间下测试序列和训练运动集的吻合度和相似度进行度量。本文用Kinect设备捕获的数据进行了实验,取得了良好的效果;同时本文也在MSR Action3D数据库上进行了测试,结果表明在训练样本较多情况下,本文识别效果优于以往方法。实验结果表明本文所提的方法适用于基于深度图像序列的人体动作识别。     

景象匹配算法及其适应性分析

提出一种基于区域特征的景象匹配算法。其基本方法是先提取基准图和实时图的稳定极值区域,并计算出区域的平均灰度、方差、仿射不变矩以及纹理信息熵,构造相似性度量函数,然后计算匹配区域对的Hausdorff距离决定是否是对应区域。大量的模拟实验表明,该算法的匹配时间能达到0.138 s,正确匹配率达到92.67%,不仅能满足景象匹配的要求,且大大提高了匹配的时间与正确率。对其适应性进行了详细的分析,结果表明该算法对旋转、尺度、噪声、灰度变化的适应性较好。     

基于图分割与Hausdorff距离的多分辨率影像匹配

针对具有复杂场景的航拍图像提出了一种基于图分割理论与Hausdorff距离的多分辨率影像匹配方法。在高斯金字塔图像模型中,低分辨率的图像通过图分割方法,充分考虑图像中的局部和全局的信息,提取到稳定和完整的图像区域边界,并以区域边界作为待匹配的曲线。再通过计算曲线的统计特性作为图像间待匹配特征,并由信号相关的度量方法粗估计出图像间全局仿射变换参数。利用粗估计的参数在高分辨率层次上进一步通过基于Hausdorff距离的匹配方法搜索到精确的变换参数。实验结果表明,该方法在较大变形和强噪音干扰的情况下对复杂场景的图像也能有效地完成匹配。     

加权Hausdorff距离算法在SAR/INS景象匹配中的应用

提出了一种基于特征图像分支点提取的加权Hausdorff距离图像匹配算法，并给出了相应的权值求解公式．为满足景永匹配导航系统实时性的要求，给出了细化处理的预处理方法，减少了特征文件的冗余度，提高了匹配搜索的快速性．同时，基于细化后提取出的分支特征点，应用加权Hausdorff距离算法进行图像匹配，克服了斑点噪声对合成孔径雷达（SAR）图像匹配的影响．仿真分析袭明．该算法能满足SAR／INS景泉匹配辅助导航系统实时性和准确性的要求．     

Hybrid image matching combining Hausdorff distance with normalized gradient matching

Image matching has been a central problem in computer vision and image processing for decades. Most of the previous approaches to image matching can be categorized into the intensity-based and edge-based comparison. Hausdorff distance has been widely used for comparing point sets or edge maps since it does not require point correspondences. In this paper, we propose a new image similarity measure combining the Hausdorff distance with a normalized gradient consistency score for image matching. The normalized gradient consistency score is designed to compare the normalized image gradient fields between two images to alleviate the illumination variation problem in image matching. By combining the edge-based and intensity-based information for image matching, we are able to achieve robust image matching under different lighting conditions. We show the superior robustness property of the proposed image matching technique through experiments on face recognition under different lighting conditions.     

基于图像配准的零件轮廓修正方法

针对智能机床视觉系统提取待加工零件边缘轮廓时易受到背景干扰,导致其提取出的零件轮廓中包含异常区域的问题,提出一种基于图像配准的高精度零件轮廓修正方法。首先,从零件工程图与真实图像当中提取出零件模板特征点集与待匹配特征点集;其次,对仿射变换模型中的参数进行分解分析,并利用两图特征点集中的面积特征与边缘结构特征构建准则函数;然后,使用改进的遗传算法搜索两图像全局最高相似度所对应的仿射变换参数,在图像配准之后,再通过计算最优迁移后的模板轮廓点集与待匹配轮廓点集的分段Hausdorff距离来检测并替换待匹配轮廓中的异常轮廓段。实验结果表明,该方法能精确、稳定地检测出待匹配轮廓点集中的异常轮廓段,配准精度比联合特征均方和（SSJF）方法高出50%,修正后轮廓交接点处的距离不超过3像素值。     

基于Hausdorff距离的手势识别

随着先进人机交互技术的提出及发展，手势识别正成为其中一项关键技术，基于视觉的手势识别是当前涉及图象处理，模式识别，计算机视觉等领域的一个比较活跃的课题，由于Hausdorff距离模板匹配的方法具有计算量小，适应性强的特点，因此基于Hausdorff距离，建立了一个手势识别系统，该系统采用边缘特征像素点作为识别特征，并首次利用Hausdorff距离模板匹配的思想，在距离变换空间内，实现了中国手指字母集上的基于单目视觉的30个手指字母的手势识别，为提高系统的鲁棒性，还提出了修正的Hausdorff距离形式，测试集上的平均识别率为96．7％，实验结果表明，基于Hausdorff距离的模板匹配方法用于基于听觉的静态手势识别是可行的。     

基于分支特征点的景象匹配算法

由于传统Hausdorff距离算法对减少非零均值高斯噪声的干扰不明显,且匹配精度不能满足惯导的要求,因而提出了一种改进的算法分支点的加权Hausdorff离（Weiighted Hausdorff Distance,WHD）算法,并给出了权值的求取公式。方法能有效匹配被非高斯噪声污染的图像,提高景象匹配的精度和速度,增强算法的鲁棒性。并对提出的WHD算法与部分的平均距离算法（PMHD）分别作仿真实验进行比较,证明了前者算法的实用性和有效性。     

基于Hausdorff距离的图像配准快速算法

在图像配准过程中,传统Hausdorff距离算法的计算量较大。针对该问题,提出一种基于Hausdorff距离的图像配准快速算法。将参考图像和待配准图像进行边缘检测,在待配准图像上任意选取一个模板,通过设定一个变化的阈值对Hausdorff距离算法进行改进,以减少不必要点的计算,实现快速匹配,并根据匹配数据,对图像进行尺度变换及旋转操作,使2幅图像能在空间上配准。实验结果表明,与传统的配准算法相比,该算法的计算复杂度较低。     

利用运动线索的单目深度测量

目的 传统的单目视觉深度测量方法具有设备简单、价格低廉、运算速度快等优点,但需要对相机进行复杂标定,并且只在特定的场景条件下适用。为此,提出基于运动视差线索的物体深度测量方法,从图像中提取特征点,利用特征点与图像深度的关系得到测量结果。方法 对两幅图像进行分割,获取被测量物体所在区域;然后采用本文提出的改进的尺度不变特征变换SIFT（scale-invariant feature transtorm）算法对两幅图像进行匹配,结合图像匹配和图像分割的结果获取被测量物体的匹配结果;用Graham扫描法求得匹配后特征点的凸包,获取凸包上最长线段的长度;最后利用相机成像的基本原理和三角几何知识求出图像深度。结果 实验结果表明,本文方法在测量精度和实时性两方面都有所提升。当图像中的物体不被遮挡时,实际距离与测量距离之间的误差为2.60%,测量距离的时间消耗为1.577 s;当图像中的物体存在部分遮挡时,该方法也获得了较好的测量结果,实际距离与测量距离之间的误差为3.19%,测量距离所需时间为1.689 s。结论 利用两幅图像上的特征点来估计图像深度,对图像中物体存在部分遮挡情况具有良好的鲁棒性,同时避免了复杂的摄像机标定过程,具有实际应用价值。     

一种综合的多分辨率医学图像配准方法

基于多分辩率的图像配准是提高配准算法效率的重要方法。论文提出一种基于多分辩率、多相似度函数以及多优化方法的图像配准框架,并提出新的具体解决方案,用于医学图像配准,并与已有的基于互信息的方法进行分析比较,实验结果显示,使用平均Hausdorff距离和互信息作为相似度度量的新方案在时间和精度的综合评价上有优势。     

基于特征的hausdorff距离图像配准

针对图像配准问题,提出了基于Harris及SIFT(Scale-invariant feature transform)特征的Hausdorff距离方法来实现图像配准。首先利用harris角点检测和SIFT特征提取参考图像和待配准图像的角点,通过两种方法获得的角点在融合之后获得更大的角点搜索范围,再利用相似一致性匹配原则剔除错误角点,进而通过改进的Hausdorff距离算法完成图像的配准操作。结果证明,改进算法比传统Hausdorff距离算法运行时间更短,算法时间降低约45%,具有较强的抗噪声能力和旋转鲁棒性,提高了图像配准的效率和精确性。     

CAD mesh model simplification with assembly features preservation

This paper aims to investigate a CAD mesh model simplification method with assembly features preservation, in order to satisfy the requirement of assembly field for the information of 3D model. The proposed method simplifies a CAD mesh model as follows. Firstly, the notion of ＂conjugation＂ is incorporated into the definition of assembly features, with the purpose of benefitting the downstream applications such as assembly features recognition and preservation. Subsequently, the attributed adjacency graphs （AAGs） of the region- level-represented parts are established. The assembly features are automatically recognized by searching for conjugated subgraphs of every two AAGs based on subgraph isomorphism algorithm. In order to improve the efficiency of assembly features recognition, the characteristics of conjugated subgraphs are adopted to initialize the mapping matrix, and the ＂verifying while matching strategy＂ is used to verify the validity of every two newly founded vertices which are correspondingly matched. Then, simplified CAD mesh model with assembly features preserved is constructed after suppressing the common form features. The method is applied successfully to simplify the CAD mesh model with assembly features well preserved. Moreover, the tradeoff between the cost of time for conjugated subgraphs matching and the complexity of the to-be-matched parts is proven to be almost linear.     

一种基于区域特征的景象匹配算法研究

景象匹配技术是飞行器匹配定位辅助导航系统的核心,如何提高其正确匹配率一直是研究的热点与难点。提出一种基于区域特征的景象匹配算法。首先,提取基准景象和实时景象的稳定极值区域,并计算出区域的灰度、形状、纹理以及起伏程度特性作为相似性度量的主要因素构造相似性度量函数;然后,计算区域对的Hausdorff距离,决定是否是对应区域。大量的模拟实验表明,该算法的匹配时间能达到0.138 s,正确匹配率达到92.67%,不仅能满足景象匹配的要求,且大大提高了匹配的时间与正确率,对导航系统的定位具有实用价值。