基于机器视觉铸件布氏硬度在线检测技术研究

为实现铸件布氏硬度的在线检测,应用基于机器视觉的布氏硬度自动测量系统采集压痕图像,研究压痕图像滤波、压痕图像轮廓直径提取、直径标定系数等算法。根据压痕图像的特点,提出基于粒子群的Snake模型压痕轮廓提取算法。引入压痕直径标定系数,解决了视觉测量中的压痕直径像素与压痕物理直径的换算关系,并对直径标定系数进行最小二乘法拟合,提高了测量精度。应用布氏硬度在线测量装置对180~210 HBW标准硬度块进行试验测试。试验表明:测量平均误差为0.72%,测量精度在±2 HBW之间,测量标准差为125 HBW,装置重复性好,精度高,完全能够满足铸件的布氏硬度在线检测要求。     

基于亚像素的布氏硬度测量图像处理算法

在最新的一种亚像素边缘提取算法基础上,建立了基于亚像素计算处理的布氏硬度图像压痕测量算法,对布氏硬度图像压痕直径进行了精确测量。测量结果表明,本算法精度比通常的像素法高,对于各种硬度标尺,都能够达到布氏硬度测量国家标准的要求。     

一种基于混沌优化算法的PCB板元件检测方法

先进电子制造生产中经常要对PCB板元件进行检测与识别,介绍了一种基于图像模板匹配算法的PCB板元件自动快速检测方法.从检测速度和准确度出发,首先提出了一种图像相似性度量参数指标,并提出一种利用并行混沌算法融合单纯形的算法,来优化搜索图像相似性,给出了算法实现的全过程.用实际拍摄的PCB板元件进行性能测试,验证了该优化算法能提高检测速度.     

加权空-谱与最近邻分类器相结合的高光谱图像分类

提出了一种基于加权空-谱距离(WSSD)的相似性度量方法 ,并将其应用到最近邻分类器(KNN)中,导出了一种新的高光谱图像分类算法。该算法利用高光谱图像的物理特性,通过引入空间窗口和光谱因子这两个参数来挖掘出图像中的空间信息与光谱信息,利用空间近邻点对中心像元进行重构。在最大限度减少图像冗余信息的基础上,增大了同类像元间的相似性以及异类像元间的差异性,获得了更为有效的鉴别特征,从而更好地实现了数据间的相似性度量。基于Indian Pines和PaviaU高光谱数据集进行了实验,结果表明:将提出的WSSD-KNN算法应用于高光谱图像分类时,其分类精度高于其他算法,总体分类精度分别达到了91.72%和96.56%。由于算法较好地融合了图像中的空间-光谱信息,提取出了更为有效的鉴别特征,故不仅有效地改善了高光谱数据的地物分类精度,而且可在训练样本较少时,保持较高的识别率。     

维氏硬度试验压痕图的小波分析与自动计算硬度

介绍了维氏硬度测试原理；分析了采用经典的数字图像处理技术边缘分割算法对试验压痕边缘提取存在的局限，进而提出运用小波多分辨率理论分析试验压痕的取样信号，用最小二乘法拟合压痕边缘直线，从而提取显微硬度压痕边缘的新方法。研究表明，该方法实现了对显微组织维氏硬度试验压痕区域快速而准确地提取，并自动计算维氏硬度，所测得的硬度值和传统方法的测量值吻合。     

基于MATLAB图像处理的布氏硬度测量

提出了一种基于MATLAB图像处理技术进行布氏硬度测量的方法。通过对采集到的试件压痕图像进行特征提取和信息处理,识别出压痕的轮廓,并通过测量压痕的面积计算出压痕的直径,最后求得试件的布氏硬度。与传统的测量方法比,此方法具有测量速度快、结果准确、精度高等特点。     

基于局部形状特征的自由曲面相似性评价方法

目前的三维CAD模型检索技术研究主要针对实体模型而较少考虑自由曲面,为此提出一种基于局部形状特征的自由曲面相似性评价方法,将两个自由曲面的相似性评价问题转化为两个曲面局部特征间的相似性评价。该方法首先在自由曲面的参数域内生成图像形式的曲率云图,然后从曲率云图中提取类Sift算子局部特征,最后通过比较局部特征的相似性实现自由曲面的相似性评价。实验结果表明,该方法有效可行,可以实现自由曲面的整体/局部相似性评价。     

集成形状比较技术的产品实例检索研究

为有效地缩短新产品的开发周期,提出了集成形状比较技术的产品实例检索的框架.根据形状分布方法,对零部件三维模型进行相似性度量,采用模糊C均值聚类算法对已有产品实例的三维模型进行聚类.三维模型的类别形成高维的欧式空间,从而提出采用向量空间模型表达产品实例.给出了实例库建立和实例检索的过程.实验研究表明,该方法应用到具体设计领域,可以提高基于实例设计的自动化程度和检索的准确度.     

基于机器视觉的维氏硬度测量

设计了基于机器视觉的维氏硬度测量系统,提出了一种维氏硬度测量算法。基于位置聚类的方法,对压痕边界的边缘点进行有效提取与归类;先后两次基于最小二乘法对压痕边缘拟合,首先通过边缘拟合确定边缘直线的粗略位置,然后根据一次拟合方程剔除干扰点,再次拟合获得精准的边缘直线;为了有效的提高维氏硬度测量的精度,先对刻度线图像进行校正,获得了垂直于水平位置的刻度线图像后,再获取实际像素宽度。实践表明,该算法稳定性好、精度高,很好的满足了工业应用要求。     

基于最大互信息的激光雷达与相机的配准

针对智能车中激光雷达与相机的配准问题,提出了一种基于点云反射值与图像灰度值最大互信息的自动配准方法。该配准方法以刚体变换作为两传感器间坐标变换模型,首先利用点云反射值和图像灰度值计算互信息,将互信息值作为相似性度量,然后分别采用Barzilai-Borwein算法和改进Powell算法搜索互信息最大值,从而求得最优配准参数,最后通过实验对两种优化算法进行了分析比较。实验结果表明,基于最大互信息的配准方法可以实现智能车激光雷达与相机配准参数的自动、准确求解,并且改进Powell算法比Barzilai-Borwein算法具有更高的准确性和鲁棒性。     

基于血管内超声图像自动识别易损斑块

为克服手工判别动脉粥样硬化易损斑块耗时耗力、主观性强、重复性差等缺点,研究了基于血管内超声自动识别易损斑块的方法.首先将Contourlet变换与Snake模型相结合进行斑块的图像分割,提取内腔轮廓与外弹力膜.接着实现经典形态特征的计算机自动提取,并提取纹理、弹性两类新特征以量化斑块属性,其中纹理特征包括一阶统计量和灰...     

Automatic 3D model reconstruction of the diamond object

This paper addresses the problems presented by automatic 3D modeling and measurement in evaluating the diamond-cutting grade of the round brilliant cut diamond. (In this paper, we refer to the round brilliant cut diamond, the most common diamond, unless otherwise specified.) Diamond features such as small size (most are less than 1 cm), lack of texture, highlights, and light transmission intensify these problems, and commonly used methods in computer vision such as laser triangulation, structured light, stereo matching, and shape from shading fail to generate the diamond’s 3D model. Based on the image features of the diamond and the polishing process of the rough diamond, this paper proposes a “shape from multi-view closed contours” (SFMCC) method. First, the diamond is placed on a turntable, and a single CCD camera with one telecentric lens captures silhouette images from multiple views as the turntable rotates. Next, accurate closed contours are extracted from the silhouette images sequence, and a 3D model of the diamond can be retrieved through the space-carving process of the bounding box with multi-view closed contours. To implement the SFMCC method, a complete system including hardware and software is designed and constructed. Many different experiments have been designed to test this method, and results have proven its high efficiency and accuracy.     

应用梯度矢量流Snake和灰预测的人脸轮廓跟踪

为了提高动态图像序列中人脸轮廓跟踪时梯度矢量流(GVF) Snake算法的实时性,同时解决人脸跟踪中的遮挡问题,提出了GVF Snake和单变量一阶灰色模型GM(1,1)相结合的人脸轮廓提取方法.该方法首先利用人脸运动信息和肤色模型粗略地检测出运动人脸轮廓,然后采用GVF Snake算法将人脸轮廓精确地提取出来,从而有...     

彩色眼底图像视盘自动定位与分割

针对彩色眼底图像视盘定位时图像边缘高亮环对定位准确率的影响,提出了一种有效的图像预处理方法。针对已有的视盘分割算法中存在的问题,提出了一种结合形态学、椭圆拟合及梯度矢量流(GVF)Snake模型的分割算法。提出的预处理方法首先利用最小二乘法拟合出眼底图像的边界,然后裁剪掉边界的一部分高亮像素点,最后进行视盘定位。视盘分割算法则首先进行血管擦除,然后用椭圆拟合提取初始轮廓,最后使用GVF Snake精确调整视盘边界。用提出的方法对Messidor眼底图像数据库1 200幅图像上进行了实验,结果显示:视盘定位准确率由原来没经过预处理的95.4%提升到了98.7%;视盘分割错误率与当前已知最好的算法相比由12.5%降低到了9.39%。结果表明:提出的眼底图像视盘自动定位与分割方法准确率高、实用性强,可以用于眼科疾病的计算机辅助诊断。     

一种多层迭代的多源图象的配准方法研究

提出了一种分层迭代红外与可见光图象的配准方法,研究目的是为了求得高精度配准多传感器图象的新方法,传统的基于塔式分解的方法的研究已经取得很多成果,这些方法主要优点是降低了直接相关配准法的计算复杂度,但其缺点在于仅限于同一传感器图象之间的配准.给出了一种基于塔式的改进迭代算法,使其可应用于多传感器图象配准.其原理是,先进行高斯塔式分层由粗到细地提取配准参数,逐步迭代到最大尺度得到高精度的配准.通过大量红外和可见光图象的配准实验验证了此方法的有效性和可靠性.     

超高速磨削冲击成屑模型构建与机理研究

建立了脆性材料压痕实验的理论模型，分析了脆性材料压痕实验条件下的比能，给出了单颗磨粒总比能计算公式。对脆性材料进行了超高速磨削实验，并对实验结果进行分析，得出了超高速冲击条件下，脆性材料可以产生塑性流动破坏的结论。根据实验结果，建立了超高速磨削冲击成屑模型，分析了超高速磨削条件下磨屑形成的基本原理，提出了超高速磨削条件下磨屑形成的新构想。     

自由曲面模型全局美化技术

利用可微流形的无穷小变形技术,实现紧公差约束下对点云逼近的多张B-样条曲面的全局美化.根据微分流形上的Beltrami-Laplace算子,定义反映曲面整体形状变化的变形能量泛函,并得到泛函的唯一极小解.给出两张单节点B-样条曲面间G1连续的充要条件以及公共边界曲线控制顶点的本征方程,并利用局部格式构造整体收敛的G1光滑拼接的边界表示模型获得变形映射族的特解.特解的构造不可避免地导致模型在缝合区域的形状产生局部瑕疵,影响反求模型的保形性.通过特解来构造能量泛函的极小解,使得这类似应力集中的效应被逐步松弛到曲面的内部,从而改善模型的整体形状.应用实例揭示自由曲面的全局美化技术在反求工程中的意义.     

基于全局特征与局部特征的图像分级匹配算法研究及应用

移动机器人基于拓扑地图导航时要求图像特征提取与匹配算法具有高的精度和鲁棒性、良好的实时性,针对此,提出了基于全局特征和局部特征的图像分级匹配算法。首先对输入的待匹配图像应用改进的形状上下文算法提取全局特征与图像库中图像进行遍历粗匹配,得到与当前待匹配图像相似度最高的3幅图像并构建临时图像库;然后利用改进的SIFT算法提取输入图像局部特征与临时图像库中3幅图像的局部特征进行精确匹配,最终得到与待匹配图像相似度最高的图像作为匹配结果输出。所提出的图像分级匹配算法将基于全局特征的改进形状上下文算法和基于局部特征的改进SIFT算法相结合,从而达到优势互补的目的。实验结果表明,该算法在机器人基于拓扑地图导航过程中有效地提高了图像匹配效率,缩短了运行时间。     

基于Qt／Embedded的虹膜定位算法

虹膜识别被认为是目前最准确可靠的生物特征识别方法,而快速、准确地定位虹膜是虹膜识别系统的关键。在研究了基于Snake模型的虹膜定位算法的基础上,对Snake算法进行了改进,提出了一种采用多次定位的Snake算法对虹膜进行内定位,而对外定位则采用一种简化的Daugman圆形边缘检测算子的方法;并在Linux系统下采用QT编程实现了虹膜图像定位的整个过程。实验结果表明,该算法定位准确,较大地改善了其实时性,并能较好地支持嵌入式系统。