基于角度分类的快速图像检索系统

基于内容的图像检索是近年来计算机视觉领域的重要方向之一,如何快速准确地匹配视觉信息内容是图像检索最关键的部分。目前大多数检索方法采用BOF(bag of features)算法,该算法的检索精度较低,且运行速度较慢。提出了一种新的匹配方法,提高检索精度的同时有效减少了检索时间。本算法利用特征点的四个相对独立的角度对其进行分类,可大幅减少需要比较的特征算子的数量,并对每一分类中的特征点使用k-means算法聚类,得到若干个聚类中心。本方法对每一聚类的特征点进行汉明编码,并采用倒排表的方式进行信息存储。实验对象使用Holiday图像库,结果显示,检索精度和检索速度较原先算法得到了较大程度的改善,检索精度最高可提高55.9%,至0.8557,检索时间最多可降低49.3%,至0.35s。     

基于混沌遗传算法的图像匹配

图像匹配是计算机视觉和图像分析中的一个基本问题。针对常规遗传算法存在的问题,提出了一种实现图像匹配的新的混沌遗传算法,实验表明,此算法具有更高的精度和速度,取得了满意的结果。     

基于散布矩阵分析的相关反馈算法及应用

相关反馈技术是一种较常用的提高信息检索精度的方法.在图像检索领域,相关反馈技术被认为是解决图像高层语义内容和低层视觉特征之间差异的一种有效方法.视觉特征的权值调整是一类应用较多的相关反馈技术,权值调整方法中存在矩阵奇异问题,本文提出了一种新的基于散布矩阵分析的相关反馈算法,解决了矩阵奇异问题.该方法通过分析与检索目标相关图像在特征空间中的散布来构造目标图像类的投影空间,该空间对应于一个高层语义类在特征空间中分布密集的子空间,在投影空间中计算相似图像;同时根据每次反馈的信息不断修正投影空间来提高系统的检索性能.在Cord图像数据库中的实验结果表明该算法具有良好的检索性能.     

基于图像处理的建筑物振动位移测量算法

针对地震后高层建筑物结构损伤监测问题,该文提出一种基于方向码匹配(OCM)和边缘增强匹配(EEM)算法的微小位移测量算法。该算法先将原始图像梯度信息与像素强度融合,增强图像信息;采用相位相关法进行匹配运算,匹配速度比归一化互相关法提升了96.1%;最后使用亚像素插值法,使测量结果达到亚像素精度。实验结果表明,该文算法避免了OCM和EEM算法量化过程中图像梯度信息的损失,大大提高了模板匹配精度,匹配速度比OCM提升了43.3%,比EEM提升了19.6%。     

基于视觉传达效果的三维图像虚拟重建

为了解决用户体验质量差和人机交互效率较低的问题,设计一种基于视觉传达效果的三维图像虚拟重建系统。首先给出图像三维重建系统功能框架图和硬件结构图。然后结合视觉传达设计的基础理论,分析三维图像系统中不同元素的特性与合理的视觉传达形式,并提出提高用户体验和传达效率的设计原则。在输入图像进行中值滤波预处理后,采用基于图像序列的三维重建算法对经预处理后的图像进行三维重建。采用Visual C++与3DMAX作为系统设计平台,并通过OpenGL实现三维图像可视化和漫游。实验结果表明所设计系统具有较好的重建精度和用户满意度。     

基于分数阶梯度驱动的主动Demons算法研究

图像非刚性配准在计算机视觉和医学图像有着重要的作用.Demons算法被证明是解决非刚性配准的有效方法，然而存在的Demons非刚性配准算法对灰度均匀和弱纹理区域的图像配准精度低，优化易陷入局部极小导致配准速度缓慢.针对该问题，将R-L（Riemann-Liouville）分数阶微分引入到主动Demons算法中，提出了基于R-L分数阶梯度驱动的主动Demons算法.本文将R-L分数阶梯度代替传统的梯度算子，不但可以增强图像的细节信息，而且可以增强灰度均匀和弱纹理区域的梯度信息，从而提高了图像配准精度和速度.另外，通过实验给出了配准精度与R-L分数阶模板参数之间的关系，从而为模板最佳参数的选取提供了依据.尽管不同类型的图像其最佳参数是不同的，但是其最佳配准阶次一般在0~1之间.理论分析和实验结果均表明，该算法可以用于灰度均匀和弱纹理区域的图像配准，且配准精度和速度都有明显的提高，本文方法是Demons算法应用的一个重要延伸.     

动态场景下融合YOLOv5s的视觉SLAM算法研究

为了解决视觉同步定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping, SLAM)系统在动态场景下容易受到动态物体干扰,导致算法定位精度和鲁棒性下降的问题,提出了一种融合YOLOv5s轻量级目标检测网络的视觉SLAM算法。在ORB-SLAM2的跟踪线程中添加了目标检测和剔除动态特征点模块,通过剔除图像中的动态特征点,提高SLAM系统的定位精度和鲁棒性。改进了YOLOv5s的轻量化目标检测算法,提高了网络在移动设备中的推理速度和检测精度。将轻量化目标检测算法与ORB特征点算法结合,以提取图像中的语义信息并剔除先验的动态特征。结合LK光流法和对极几何约束来剔除动态特征点,并利用剩余的特征点进行位姿匹配。在TUM数据集上的验证表明,提出的算法与原ORB-SLAM2相比,在高动态序列下的绝对轨迹误差(Absolute Trajectory Error, ATE)和相对轨迹误差(Relative Pose Error, RPE)均提高了95%以上,有效提升了系统的定位精度和鲁棒性。相对当前一些优秀的SLAM算法,在精度上也有明显的提升,并且具有更高的实时性,在移...     

基于卷积神经网络的胸环靶面畸变校正算法

实弹射击是部队的基础军事训练项目。现有报靶系统中基于计算机视觉的弹孔识别定位系统由于具有快速、精确、安全、人员成本低等优点而被广泛应用到该项目中。然而,计算机视觉系统处理的图像通常受镜头加工工艺以及相机轴向与被测对象所在平面不垂直的影响,导致被测对象的图像产生畸变,最终会给弹孔坐标位置的精准定位带来误差。为了提高基于计算机视觉的自动报靶系统的报靶精度,提出一种基于卷积神经网络的畸变校正算法,只需一张胸环靶面的模板图像即可模拟出大量训练数据集。训练完成后,输入一张畸变图片就可以得到该图片的畸变参数,并利用该参数完成对图像的畸变校正。与传统校正算法的对比结果表明,该算法校正效果较好,有利于提升基于计算机视觉的自动报靶系统的报靶精度。     

融合特征光流与角点特征的图像特征匹配算法研究

图像特征匹配是视觉里程计的重要环节,针对视觉图像序列特征点匹配中存在的匹配精度低问题,提出一种融合金字塔特征光流与角点特征的精确快速图像特征匹配算法。算法首先利用ORB(二进制定向简单描述符)算法快速提取图像特征点,然后融合金字塔Lucas-Kanade特征光流的追踪特性,使用局部特征窗口计算图像特征点位移矢量。接着针对图像特征的匹配对齐问题以及特征丢失问题,算法采用K最近邻半径搜索作为特征滤波器移除混淆的匹配,最后使用RANSAC(Random Sample Consensus)算法剔除冗余误匹配点对,提高匹配率。通过多组实验数据对比,该算法的图像特征匹配率可达到98%。对比传统的ORB特征匹配算法,该算法在实时性和图像特征匹配精度上均有显著提高。     

一种改进的自适应权重立体匹配算法与校正

立体匹配是立体视觉中一个重要的环节,针对自适应权重匹配算法中难以兼顾速度和精度的不足,提出了一种基于色彩的局部立体匹配算法。首先,利用区域连通性和颜色相似性改进权重因子,提出基于颜色变化约束的区域生长算法,有效提高了算法的精度和速度;然后基于颜色相似性提出一种视差校正算法,根据颜色相似性的结果对初始视差图进行视差校正,在没有增加额外工作量的前提下进一步提高算法的精度。实验结果表明,此算法能有效提高重复区域、边缘区域、低纹理区域的精度,而且速度较自适应权重算法提高了近20%,与当前主流算法具有可比性。     

基于立体视觉的人体头部目标识别研究

使用立体视觉系统可确定任意物体的三维轮廓及其表面任意点的位置信息和深度信息。本文将立体视觉运用于人体头部目标检测,设计了一种基于图像深度信息处理的人体头部识别系统。系统采用Xtion摄像机采集场景的深度图像,并对其进行特征分析,根据深度图像的特点以及头部的特征确定头部目标区域。再对目标区域采用Mean Shift算法进行聚类处理,得到清晰的图像边缘。最后通过基于动态阈值的一维熵函数分割法实现头部的分割识别。该系统可快速锁定目标区域,减少了算法的计算量,大大提高了系统的识别速度。此外,采集深度图像的xtion摄像机悬挂在目标场景的正上方,因而较好的解决了目前人体目标检测受遮挡的问题。经实验论证,该系统有较高的识别精度。     

红外搜索系统视频图像拼接算法及其应用

为了实现将视场小、变化快的红外搜索系统视频图像拼接成全景图像,根据红外搜索系统具有确定像空间位置变化信息的特点,提出了一种结合图像位置信息和模板匹配的的红外图像拼接算法。该算法有效的解决了传统的区域配准拼接算法运算速度慢和基于特征配准拼接算法精度差的不足,具有运算速度快、配准精度高的优点。为了验证该算法的有效性,利用采集到的红外搜索系统试验视频进行了仿真计算,从仿真的结果看,该算法相对于传统算法,大大提高了运算速度和匹配精度。     

基于遗传算法的导航实时图像匹配算法

由于一般图像匹配算法均采用全局搜索法,耗时较大,为满足景象匹配辅助导航系统实时性的要求,提出了一种将遗传算法和加权Hausdorff距离算法相结合的图像匹配算法,利用遗传算法的非遍历搜索机制,迅速收敛到全局近似最优解,提高了匹配搜索的快速性.同时,提出了一种基于特征图像分支点提取的加权Hansdorff距离图像匹配算法,并给出了相应的权值求解公式,利用加权Hausdorff距离作为遗传算法的适应度函数,能够明显减少匹配搜索的计算量,提高匹配结果的精度.仿真分析表明,将遗传算法和加权Hausdorff距离算法相结合的图像匹配算法能够很好地满足景象匹配辅助导航系统的实时性和精度要求.     

基于改进SURF算法的双目视觉定位

随着机器人技术的发展,机器人视觉方面的研究也越来越受到人们的重视。在机器人视觉系统中,双目视觉应用最为广泛。在利用双目视觉对物体进行定位时,文中采用了各方面性能都较有优势的SURF算法,来对图像中的特征点进行提取与匹配。由于客观因素的影响,在SURF匹配过程中存在特征点误匹配现象,为了消除误匹配,文中对SURF算法做了改进,加入了剔除误匹配的RANSAC算法。实验结果表明,改进后的SURF算法,能够大大提高双目视觉定位的精准度。     

基于视觉图像的石英摆片参数精密测量方法

为了解决检测石英摆片易划伤和提高检测的速度、精度,提出了利用视觉图像进行石英摆片平面几何参数测量的非接触测量方法.该方法通过视觉系统对石英摆片图像进行摄取, 由Sobel算子对图像进行单像素精度的边缘初始位置定位,进而利用改进的Zernike矩亚像素定位算法实现对目标边缘的精确定位,最后通过最小二乘法拟合边缘点得出石英摆片的平面几何参数.实验结果表明:该方法稳定性好,测量精度高,定位精度优于0.1 pixel,可实现石英摆片平面几何参数的精密测量.     

基子主动机器视觉的工件精密测量系统设计

针对现有工件测量系统有损、精度差、成本高、速度慢、操作复杂等缺点,提出了一种新的基于主动机器视觉的工件精密测量系统,研究了系统的关键设计技术。利用MATLAB与vc＋＋混合编程的方法,开发了系统的软件。采用改进的canny算法检测边缘,提出了一种新的边缘跟踪算法。通过与现有常规检测方法进行对比实验证明,系统软件可靠性高...     

NAND Flash高速图像记录压力测试系统

为了测定NAND Flash 图像记录系统的稳定性以及峰值记录速度指标,减少人工测试量,设计了压力测试系统。针对稳定性测试问题,设计了基于指数回归的速度压力模型和基于对数正态分布的测试时长控制模型;针对峰值记录速度测定问题,提出了基于爬山搜索算法和速率二分法的软硬件协同测试方法。基于有效数据占空比机制设计速率软件可调的硬件数据产生器,用爬山算法粗略确定峰值记录速度区间,再用速率二分法逼近峰值记录速度;系统测试报告通过串口和千兆网输出至上位机显示。实验结果表明:测试系统速度压力调整精度可达0.1MB/s;速度压力范围为0~1 600MB/s;回读数据硬件检验无时钟延迟;被测NAND Flash 记录系统挂载8 片SLC NAND Flash 芯片的峰值记录速度为240.12MB/s,在200MB/s 速度压力下,可以连续工作24 h 以上。测试系统架构为通用化设计,可以对其他传输和记录系统进行压力测试。     

基于小波图像编码算法的改进及实现

针对现有SPIHT算法存在的不足,提出了一种新的改进编码方案。该算法通过引入图像平滑预处理和边缘检测,很好地提高了图像视觉效果和重构图像的PSNR值,并且进一步改进了编码传输策略,对最低频子带单独进行编码,对高频子带采用无链表SPIHT算法。实验结果表明:该算法有效地克服了SPIHT算法存在的不足,其编码速度和图像恢复质量,均优于SPIHT算法(特别是对纹理丰富的图像)。     

基于离线标定的全景视频快速拼接算法设计

针对实际条码识别系统中全场景监控和传统图像拼接算法速度慢的问题,提出了一种基于离线标定的快速全景视频拼接算法。在实际应用中多台相机位置固定,采用离线标定计算出图像拼接的单应性矩阵,在实时拼接中直接加载该矩阵进行计算,从而省去了大量的特征提取和配准时间。为了提高图像特征的配准精度,设计了一种改进的SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)特征匹配算法。实验结果表明,该算法对比传统算法显著减少了错误特征匹配的影响,提高了图像拼接速度,具有更好的特征匹配效果。