基于兴趣点特征匹配的印刷图像缺陷检测

提出了1种基于兴趣点特征匹配的印刷图像缺陷检测方法.首先利用SIFT特征检测器,获取图像中具有旋转和平移不变性的特征点,然后采用最近邻方法进行特征点匹配,最后使用最小二乘优化算法,计算2幅图像特征点对的变换矩阵来实现缺陷图像的检测.实验结果表明:该方法能够快速准确地提取出2幅图像间的对应特征点,大大降低了误匹配的概率,在图像发生较大平移和旋转的情况下,仍能准确地实现图像的对准及缺陷图像的检测.     

基于区域邻接图的立体视觉边缘匹配算法

针对自然场景轮廓边缘的立体匹配问题,提出了基于区域邻接图的快速匹配算法.首先利用分水岭变换进行图像分割,根据分割区域边界确定图像中场景的轮廓边缘.基于由全局到局部、自上而下的分层匹配思想,匹配过程分为两步:第一步将轮廓边缘按其所属区域进行分组作为匹配基元进行匹配,匹配过程中根据边缘所属区域的位置,尺寸和灰度特征建立区域约束,并在边缘特征角点的引导下,按照区域邻接图采用类似区域生长的匹配策略实现边缘匹配,区域约束大大减少了边缘特征匹配的搜索空间、优化了匹配顺序.第二步则根据边缘匹配结果,以已匹配的边缘特征角点为基准点,在其引导下实现其他边缘点的快速立体匹配.实验结果表明,该算法匹配正确率能达到93%以上,是一种快速有效的立体匹配算法.     

匹配滤波器中参考目标位置对相关峰位置的影响

针对利用光学相关器识别运动多目标的精确定位问题,提出了参考图像目标置中的匹配滤波器设计方法.该方法根据场景图像中目标位置、匹配滤波器中参考目标位置和相关峰位置之间的关系,采用将目标放置在参考图像中心以克服单一目标和运动多目标识别过程中相关峰的不确定偏移.实验结果表明,在范德卢格特型光电混合相关器中,采用该方法设计匹配滤波器可以使相关峰位置与目标位置一一对应,并且能够直观的实时显示出被识别目标在场景图像中的位置,提高了运动目标的定位准确性和跟踪稳定性.     

一种深度相机与双目视觉结合的视差估计技术

对于双目视觉立体匹配算法,先验的视差范围估计是影响算法匹配效果和运行时间的重要因素。在双目视觉系统的实际应用中,匹配视图之间的视差范围通常随场景的变化而不断改变,因此需要对视图间的视差范围进行有效的自动估计。针对此问题,开发了一种双模相机,可分时采集场景的灰度图像和深度图像,该深度图像与灰度图像有相同的空间分辨力。在双目视图匹配过程中,通过引入深度图的信息,可约束每一个待匹配像素的视差范围。对于实验室内采集的普通视图对,本文方法相较以视图间视差最大、最小值为约束的方法,匹配速度提高3倍以上,匹配误差减少2%,有效提高了匹配的可靠性和普适性。     

一种基于边缘线的三目立体匹配方法

为实现准确的三维场景匹配,提出了一种基于边缘线的三目立体匹配方法.Canny边缘是一种常用的视觉特征,通过对Canny算子加以改进,提高了边缘线条匹配的可靠性.匹配过程分层次进行,首先通过边缘上少量点的成功匹配确定边缘线条间的对应关系,然后以此来约束该边缘上其他点的匹配.详细介绍了对应特征匹配所用的约束条件.首先,使用三目系统中第三个摄像机提供的额外极线约束,有效地减少了误匹配.由于常规所用的三目极线约束条件给出的匹配效果并不理想,提出了另外一种更加有效的三目极线约束应用方法.此外还介绍了边缘点的梯度方向约束,给出了基于以上约束条件的边缘线匹配算法.实验结果表明,该算法具有较高的匹配正确率,是一种有效的立体匹配算法.     

基于仿生复眼的运动相机的运动目标检测

基于运动相机的运动目标检测是计算机视觉领域的热点与难点。基于仿生复眼结构的相机运动条件下的运动目标检测方法利用仿生复眼结构模拟多相机运动状态下的图像采集;使用SIFT特征点匹配与图像差分结合的方法提取运动区域,不需要建立背景模型,使用SIFT特征点匹配完成图像的配准,利用图像差分的方法得到运动目标,使用颜色值归一化,利用前景像素与背景像素的插值与比值确定该像素是否为阴影区域的方法。实验证明,该方法在不进行背景建模的条件下成功去除了阴影,实现了相机运动状态下的运动目标检测。     

多重约束下由粗到精的多源图像自适应配准算法

本文提出了一种多重约束下由粗到精的多源图像自适应子像素级配准算法.该算法采用影像特征点作为匹配基元,利用具有不同精度等级的组合判据法、整体松弛法、最小二乘法实现由粗到精的匹配,同时在匹配过程中加入了多重约束,如定位点控制约束、交叉匹配约束、连续控制约束,以保证获取的配准控制点的可靠性和剔除粗差点.此外,该算法利用配准控制点自适应地构建整个图像的三角网,最后依据改进的三角形填充算法对目标图像进行逐像点纠正.对同源和非同源的遥感图像的实验证明,SPOT4全色图像(10m/pixel)和SPOT5多光谱图像(10m/pixel)的配准精度分别达到6～7m和5～6m.     

基于图像匹配的透明车灯部件检测

针对车灯总成的完整性检测,提出了基于图像金字塔和归一化互相关函数结合的分层匹配算法。利用直方图均衡化和锐化滤波增强图像对比度以及边缘细节信息,再运用归一化互相关相似度函数实现车灯透明部件的匹配,同时采用金字塔分层来提高图像匹配的速度。通过实验确定了合适的匹配窗口大小、金字塔层数、相似度阈值等,实现了车灯透明部件的安装检测。实验结果表明:该方法对车灯透明部件的成功检测率可达到约95%,检测时间约50 ms,具有较高的准确率和实时性。     

基于多特征提取的越野智能车辆环境探测

为实时获取越野智能车辆前方的地形信息并有效检测出可能存在的障碍物,本文提出一种基于立体视觉传感器的环境探测方法.该方法首先对图像进行局部对比度增强,以减弱光照变化对立体匹配的影响并保证角点特征提取的均匀性.其次研究图像中障碍物的边缘特征提取方法,以避免障碍物的漏检.然后提出基于多特征提取的立体匹配流程,其中采用了随机采样序列方法计算基础矩阵,将基于边缘的匹配与基于角点的匹配独立进行以避免干扰,并引入连续性约束来剔除误匹配.最后,通过不同光照越野场景的环境重构实验验证算法的鲁棒性.     

基于改进SIFT特征的红外与可见光图像配准方法

针对灰度弱相关的可见光和红外图像的配准问题,本文提出了一种基于改进SIFT特征的图像配准方法.该方法根据SIFT算子在仿射变换、加噪、灰度变化等情况下的性能,首先在提取特征点时设定阈值来约束受灰度弱相关影响较大的向量幅值,然后采用性能较稳定的相似四边形的精匹配方式删除粗匹配时的误匹配点对,最后使用最小二乘法求解仿射变换...     

基于可重构硬件的算法融合道路检测方法

针对传统道路检测算法难以保证在各种道路环境下都有很好的检测性能,提出了双层算法融合的道路检测方法,设计了基于可重构硬件的道路检测系统,给出了衡量道路边缘检测效果的道路检测算法评估条件。试验结果表明,该方法具有检测性能佳、鲁棒性好、处理速度快、自适应性强等优点,具有较大的实用价值。     

运动背景中结合特征位移矢量场模糊分割与 OTSU法的运动检测

运动背景中的运动检测难度较大,背景运动补偿后差分以及分割光流场可实现动目标和背景的分离,差分前需进行鲁棒的背景估计,且差分后易出现空洞,而光流估计在噪声以及目标运动速度较大时并不准确,尤其在光照变化时,两种方法均易失效。本文提出一种特征点位移矢量场模糊分割与图像自适应阈值化相结合的运动检测方法,实现在无任何关于运动目标或者运动背景先验信息条件下的动目标检测。通过改进的 SIFT匹配方法生成鲁棒的特征位移矢量场,采用模糊 C均值聚类算法对 SIFT位移矢量场进行无监督分类,实现动目标与背景特征的自适应分离。 OTSU法和形态学操作实现图像的自适应分割,用以修正特征点凸包,最终分割出动目标区域。与鲁棒的背景运动补偿后差分以及光流估计的对比实验表明,在目标运动速度较大、光照变化以及噪声情况下,本文方法均能够检测出运动目标,且在光照变化下的优势明显。     

Effects of in-plane constraints on the free vibration of a symmetrically laminated doubly curved panel

Summary. For a symmetrically laminated curved panel, although the stretching-bending anisotropic coupling stiffnesses are zero, but due to presence of the curvature, the in-plane and out-of-plane behaviors of the panel are still coupled, and hence the in-plane constraints at the boundaries have influences on the transverse behavior of the panel. Such effects of in-plane constraints on the free vibration of the symmetrically laminated curved panel are investigated using a modified Galerkin method in this study. Transverse shear deformation of the panel is considered by using first-order shear deformation theory. Numerical results of the symmetric angle-ply and cross-ply laminated panel with simply supported boundary conditions (SS2 and SS3) are presented. Results show that the in-plane boundary constraints have significant effects on the vibration behavior of the symmetrically laminated curved panel, and the effects strongly depend on the radius of curvature, thickness and lamination schemes, etc. Effects of bending-twisting anisotropic coupling of symmetric angle-ply laminate on the vibration behavior are also discussed.     

A locking-free meshfree curved beam formulation with the stabilized conforming nodal integration

A locking-free meshfree curved beam formulation based on the stabilized conforming nodal integration is presented. Motivated by the pure bending solutions of thin curved beam, a meshfree approximation is constructed to represent pure bending mode without producing parasitic shear and membrane deformations. Furthermore, to obtain the exact pure bending solution (bending exactness condition), the integration constraints corresponding to the Galerkin weak form are derived. A nodal integration with curvature smoothing stabilization that satisfies the integration constraints is proposed under the Galerkin weak form for shear deformable curved beam. Numerical examples demonstrate that the resulting meshfree formulation can exactly reproduce pure bending mode with arbitrary dicretizations, and the method is stable and free of shear and membrane locking. Computational efficiency and accuracy are achieved simultaneously in the proposed formulation     

Scale and skew‐invariant road sign recognition

A fast and robust method to detect and recognize scaled and skewed road signs is proposed in this paper. In the detection stage, the input color image is first quantized in HSV color model. Border tracing those regions with the same colors as road signs is adopted to find the regions of interest (ROI). The ROIs are then automatically adjusted to fit road sign shape models so as to facilitate detection verification even for scaled and skewed road signs in complicated scenes. Moreover, the ROI adjustment and verification are both performed only on border pixels; thus, the proposed road sign detector is fast. In the recognition stage, the detected road sign is normalized first. Histogram matching based on polar mesh is then adopted to measure the similarity between the scene and model road signs to accomplish recognition. Since histogram matching is fast and has high tolerance to distortion and deformation while contextual information can still be incorporated into it in a natural and elegant way, our method has high recognition accuracy and fast execution speed. Experiment results show that the detection rate and recognition accuracy of our method can achieve 94.2% and 91.7%, respectively. On an average, it takes only 4–50 and 10 ms for detection and recognition, respectively. Thus, the proposed method is effective, yet efficient. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Int J Imaging Syst Technol, 17, 28–39, 2007     

Calibration of stereo cameras from two perpendicular planes

We present a novel linear algorithm with which to calibrate stereo cameras from two perpendicular planes. Stereo cameras are two cameras aligned in a special configuration with coplanar image planes and parallel axes that are increasingly more widely used in computer vision tasks. Our objective is to present a more practical and simplified linear algorithm for these special configuration cameras, as traditional linear algorithms usually require too-strong constraints either on three-dimensional scenes or on the camera's motion. We developed the proposed algorithm from a new constraint by exploiting the orthogonality of two planes. The algorithm has much weaker constraints on three-dimensional scenes because two perpendicular planes are commonly found in daily life. We tested the algorithm with synthetic data and real image data. Experimental results show that it is both accurate and practical.     

光学倍频晶体的非共线相位匹配

根据相位匹配条件和波矢曲面特性，更简单地导出光学倍频晶体非共线匹配产生二次谐波的解析表达式，由此式易于求得与光轴共面、基波垂直光轴的非共线以及常用封共线等特殊情况下的相位匹配条件；并以实验验征了理论的正确性。     

基于SiPESC平台的声子晶体能带结构分析算法研究及软件实现EI北大核心CSCD

为了快速准确得分析声子晶体的能带结构,该文基于工程与科学计算仿真平台SiPESC,开发了一类高效三维声子晶体能带结构分析软件。软件针对能带结构分析过程中计算量庞大的Hermitian矩阵的广义特征值求解问题和边界约束节点匹配问题,提出了相关软件设计方案。针对Hermitian矩阵的广义特征值求解,在实对称矩阵子空间迭代法的基础上,发展了Hermitian矩阵子空间迭代法。针对边界约束节点匹配问题,该文将三维周期性条件划分为点、边、面约束分别处理。针对面约束,该文使用定位格匹配策略将单层的点-点匹配更改为2层的点-定位格-点加速匹配。开展了与多物理场分析软件COMSOL进行数值算例对比。使用三维局域共振声子晶体算例验证了软件在满足数值精度的前提下计算效率高于对比软件。通过大规模模型算例验证了软件具有高效的大规模计算能力。     

柔性相控阵动态聚焦理论与仿真

曲面构件被广泛应用在各个领域的关键部位,一旦出现质量问题将造成不可估量的后果,为确保曲面构件在服役期间安全可靠,对其定期进行无损检测尤为重要。因超声相控阵技术检测灵敏度高、速度快,适用于曲面构件的快速检测,特别是柔性相控阵换能器的成功研制满足了复杂曲面构件的检测需求,但目前仍缺乏相应的理论支撑。因此,提出了复杂曲面柔性相控阵动态聚焦理论,并建立有限元声场时域仿真模型。结果表明,基于所提出的聚焦理论,采用柔性相控阵换能器可解决复杂曲面构件内部微小缺陷检测难题,为柔性相控阵换能器参数设计提供了理论依据,推动了柔性相控阵换能器的应用与发展。     

基于线路保护反时限特性的含光伏发电系统风险备用优化模型

针对光伏并网后容易引起系统的不安全运行,传统的备用配置方法经济性较差的情况,为保证系统在弃光最小化情况下安全运行的同时提高经济性,引入失负荷及弃光风险指标,建立了光伏并网后不同场景下的备用优化模型。该模型以最小化发电成本和备用成本为目标函数,功率平衡、机组特性及可中断负荷等为约束条件,利用线路保护反时限特性将线路潮流约束转化为对应时间尺度的热稳定极限值,综合求解含光伏发电系统中的各种不确定性场景下,线路保护反时限特性所对应的不同响应速度备用优化调度模型。含光伏系统的IEEE 6机30节点系统算例验证了模型的合理性及方法的有效性。