机械臂视觉伺服系统中的高精度实时特征提取

以机械臂视觉伺服系统为背景,立体视觉所需要的特征点为目标,提出一种基于颜色块的实时特征提取方法．特征点的定位分为粗定位和精定位两个过程,粗定位用来跟踪目标颜色块,精定位在粗定位的基础上,切出小图像并提取目标轮廓,利用犓犔变换对轮廓点进行分类,并通过最小二乘法对边缘点进行拟合．根据直线方程计算顶点的亚像素精度坐标,为下一步的目标位姿测量提供基础．实验结果验证了该方法的有效性．     

机械臂视觉伺服系统中的高精度实时特征提取

以机械臂视觉伺服系统为背景,立体视觉所需要的特征点为目标,提出一种基于颜色块的实时特征提取方法．特征点的定位分为粗定位和精定位两个过程,粗定位用来跟踪目标颜色块,精定位在粗定位的基础上,切出小图像并提取目标轮廓,利用犓 犔变换对轮廓点进行分类,并通过最小二乘法对边缘点进行拟合．根据直线方程计算顶点的亚像素精度坐标,为下一步的目标位姿测量提供基础．实验结果验证了该方法的有效性．

     

基于特征块匹配的图像检索技术

提出了一种基于特征块匹配的图像检索算法.首先,利用小波变换的多尺度特性检测出图像的特征点,特征点比较全面地反映了图像中的视觉兴趣点;用以特征点为中心的特征块的前三阶颜色矩来描述特征块的特征;进一步统计出两个图像中匹配的特征块数目,计算图像间的相似距离.实验表明,算法中所使用的特征块更全面、更精确地描述了图像的视觉信息,实现相似度计算的方法简单、高效.该检索算法不仅检索精度高,还具有较好的旋转、尺度及视觉角度不变性.     

基于ARM处理器的单目视觉测距定位系统

针对在多机器人协作和服务机器人目标追踪的过程中,需要对目标物体或者同伴进行准确的目标定位这个问题,设计了一个以ARM9微处理器为处理模块、CMOS摄像头为采集模块的一个嵌入式视觉系统,实现了单目视觉测距定位.该系统设计大体分为目标识别和定位两部分,目标标识使用一个纯色的色标块,通过对摄像头采集的图像中检测色标块区域来实现目标物体定位;对色标块的图像分割采用基于RGB三个颜色分量的阈值分割算法,单目测距采用P4P方法,其中,摄像机的内参数标定则借助于Matlab工具箱来完成.同时,采用RANSAC方法确定色标块的四条边界直线,以四条直线交点作为色标块的4个角点,从而提高角点检测的精度.实验结果表明,该测距定位系统定位精度较高,系统鲁棒性好,具有良好的应用前景.     

一种基于投影不变量的目标交接改进方法

在多摄像机视频监控系统中,图像之间的视点对应以及目标的交接是重要的研究内容。不需要标定摄像机的参数,该文提出了一种利用尺度不变特征变换（SIFT：scale-invariant features transform）及融合颜色信息的投影不变量实现目标交接的方法。利用SIFT方法自动生成图像间匹配的特征点对,并由此生成视野分界线,然后利用融合颜色信息的投影不变量方法完成对多摄像机之间目标身份的确认。     

基于视觉显著性的目标分割算法

传统的图像分割算法在分割前需要输入目标的先验信息,因此不适应盲图像的分割。为此,提出了一种基于显著性的图像分割算法,主要借鉴人的注意力机制将图像中具有视觉显著性的区域分割出来。首先,利用Gist全局特征获取目标图像的相似图像集;然后,结合尺度不变特征SURF(speeded up robust features)和Lab颜色模型空间特征对目标图像内以及相似图像集提取显著性特征,并根据显著性块频率低的原理进行显著性分割;最后,结合图分割获得最终的显著性区域分割结果。实验结果表明该方法适用于具有显著性视觉语义的盲图像。     

SAR图像尺度不变特征提取方法研究

与光学图像相比,SAR图像噪声干扰明显增强,导致光学图像处理领域中常用的尺度不变特征提取算法的稳定性在SAR图像中明显下降。为此,提出一种基于Harris算子的SAR图像尺度不变特征提取方法。该方法首先将单尺度图像特征点检测中具有良好稳定性的Harris算子拓展到多尺度图像域,并结合Harris算子极值点的稳定性分析实现尺度不变特征定位,以提高特征定位的稳定性。进而采用迭代滤波器取代传统卷积滤波器完成特征定位中所需高斯滤波操作,以提高特征定位的速度。最后利用特征点邻域内的像素梯度信息完成了特征描述字的构造。SAR图像实测数据验证表明,与其他尺度不变特征提取算法相比,本文算法具有更优的稳定性。     

基于颜色和梯度方向共生直方图的图像检索

为有效融合图像的形状、颜色等特征,提出一种基元梯度方向共生直方图和颜色直方图的彩色图像检索算法。首先将图像划分为4×4互不重叠的基元,并根据基元的梯度平均幅值把基元分为视觉均衡基元和视觉非均衡基元;接着计算视觉均衡基元的平均颜色值,并将其在HSV空间中量化到72色颜色空间,构建视觉均衡基元颜色直方图作为彩色图像的局部颜色描述子;然后将图像中各像素点颜色值在HSV空间量化到72色颜色空间,获得图像的全局颜色直方图;最后在视觉非均衡基元中构建梯度方向共生直方图描述图像的形状特征。融合局部颜色描述子、全局颜色直方图和形状特征构成彩色图像检索特征矢量。实验结果表明,所提算法能够准确描述彩色图像的颜色和形状特征,具有很好的旋转不变性和尺度不变性。相似性度量非常有效,查全率和查准率均有较大提高。     

基于改进尺度不变特征的图像局域几何配准研究

针对图像配准容易产生误配准、漏配准的问题,提出了基于改进尺度不变特征的图像局域几何配准。该方法改进了尺度不变特征,通过构建边缘尺度空间设计了尺度不变边缘特征变换,融合了尺度不变特征点和尺度不变边缘。以尺度不变特征为基础,搜寻图像间的局域图像变换,实现图像局域几何配准。实验表明,SIFT特征点和边缘信息互补能够提供更多的配准信息并减少错误配准;该方法对尺度、噪声、形变、光照等不敏感,能够配准移动目标,真实地反映图像的配准状况。     

改进直接线性标定的移动机器人视觉定位算法

在移动机器人视觉定位中,图像处理技术为摄像机标定和视觉定位奠定了基础.本文首先对机器人采集得到的目标图像进行灰度变换,将彩色的图像转换为灰度图像,利用中值滤波滤除目标图像中的孤立噪声点,再使用sobel算子提取图像的边缘,由于提取的边缘不清晰,最终使用改进的hough变换得到图像的清晰边缘.实验中利用matlab 7.5软件对图像进行处理,获取到准确的目标点像素.而要得到机器人在实际坐标系中的坐标,需要对摄像机进行标定,本文对直接线性标定算法进行改进,利用最小二乘法简化计算的过程,实现机器人视觉定位过程.实验结果表明,该方法简单且有效,提高了定位的准确度,验证了该方法在视觉定位中的有效性和可行性.     

基于SURF特征点的自主空中加油定位研究

针对硬式空中加油技术中加油插座的定位问题,提出了一种结合SURF(Speeded-up Robust Features)特征点的双目立体视觉定位方法,确定了加油插座的空间位置,实现伸缩管和加油插座的精确对准。基于SURF匹配算法,对双目视觉系统采集的左右图像进行目标检测,并获取匹配目标的SURF特征点,通过空间误匹配点对的剔除和目标点坐标的计算,确定左右图像中具有空间位置一致性的目标点(即加油插座),从而恢复目标点的三维信息。实验结果表明,结合SURF方法能够有效地对加油插座的空间位置进行定位,具有一定的实用价值。     

基于仿射迭代模型的特征点匹配算法

图像序列中的特征点匹配是计算机视觉中的一个基本问题,也是目标识别、图像检索以及3维重建等问题的基础。为了提高图像匹配的精度,提出了一种针对两幅图像的高精度特征点自动匹配算法。该算法首先分析并提出两幅图像中相应特征点的邻域窗口之间的单应映射可以用仿射变换模型来近似;然后通过快速的基于仿射变换模型的迭代优化方法,不仅估计并矫正了相应邻域窗口之间的透视畸变,同时还补偿了在特征点检测阶段对相应特征点的定位误差,从而使匹配结果达到子像素级精度;最后通过真实图像的实验以及与现有算法的比较结果表明,该算法不仅得到了更多的匹配关系,还提高了特征点匹配的精度。     

点线特征融合的误匹配剔除算法

特征匹配作为计算机视觉的一项关键技术而备受关注。近年来,基于描述子的特征点匹配技术取得了一系列突破性进展,但曲线长度不一、端点定位不准确以及周围包含的重复性纹理较多等因素,导致了曲线匹配研究依旧是一个极具挑战性的热点研究课题,且现有曲线匹配方法大多出现匹配总数少、匹配正确率低的问题。为增加特征匹配的总数和正确率,利用特征点和特征曲线的位置关系提出一种点线特征融合的误匹配剔除算法(Point Line feature Fusion,PLF)。首先定义点到曲线的距离,利用点、曲线描述子提取图像的点、线特征;其次确定落入匹配曲线对应支撑区域内的匹配点对,并根据匹配点组和曲线间的距离约束剔除错误曲线匹配;最后利用点线距离约束剔除匹配曲线支撑区域内的错误点匹配。实验选取了3种不同的点线组合,即SIFT技术提取的点特征分别与IOCD曲线描述子、IOMSD曲线描述子、GOCD曲线描述子提取的曲线特征相融合, 验证算法 对多种点、线描述子具有适用性,且该算法不仅适用于特征点与特征曲线的融合,亦适用于特征点与特征直线的融合,从而验证了其对多种图像特征具有适用性。实验结果表明,在旋转、视角变化、光照变化、压缩、噪音、模糊等变换条件下,该算法均能有效提高曲线特征匹配的匹配总数和匹配正确率,同时提高点匹配的正确率。     

基于特征相似性的RGBD点云配准

三维点云数据的配准是计算机视觉领域的重要研究课题,也是三维重建的关键步 骤。针对 RGBD 点云数据的配准问题,提出一种基于特征相似性的初始配准方法。首先需要计 算待配准的 RGBD 点云模型的曲率和颜色特征度(CFD),并对 CFD 进行统计分析,若模型颜色 特征足够丰富优先采用颜色相似性策略,反之尝试曲率相似性策略。通过特征点提取精简点云 模型,利用确定的对应点选择策略选择候选对应点对。在候选对应点对上采用优化样本一致性 算法获得初始配准变换矩阵,实现两片点云的初始配准。针对不同颜色纹理的 RGBD 点云模型, 本文方法可以自适应选择合适的特征点选择策略,实现点云间良好的初始配准。实验结果表明, 对于几何特征不明显的 RGBD 模型,本文方法能够自适应选择颜色相似性策略来较好地完成初 始配准。对于不同类型的模型配准结果较好,算法效率更高。     

基于局部分块式手形特征点定位算法

手形特征点定位的准确性直接影响手形匹配的正确性,在现有的手形特征定位的基础上,提出了一种基于局部分块扫描式的特征点定位算法,算法由最容易定位的中指指峰入手,再根据中指指峰坐标按照固定顺序一步步递推式分块确定其余手指的指峰点和指谷点的坐标.再根据已确定的特征点提取手形特征矢量,应用基于手形特征矢量的匹配算法进行匹配.实验结果表明,该算法的特征点定位成功率达93%,手形正确识别率为80.5%,可以准确的对手形进行特征点定位,算法具有可行性.     

Gabor频率对人脸特征定位的影响研究

中心频率位于高频段的Gabor滤波器具有较小的窗口,描述图像的局部特征,满足特征点表示的独立性要求;图像的高频信息随位置的不同有显著的变化。所以,在利用Gabor小波变换系数对人脸图像的特征点进行定位时,图像的高频信息更有利于特征点的定位。本文研究了不同频率的Gabor及其组合对特征点定位的影响,通过分析和试验得到了有利于人脸特征定位的Gabor频率组合。     

光线自适应的水下管线识别与定位系统

本文论述了在水下环境下如何通过视觉识别管线并给以精确的定位．提出了水下视 觉系统的总体设计方案．在识别目标时,以目标的颜色为特征,并将颜色从RGB空间转换到H SI空间,使图像处理的速度和特征抽取的鲁棒性得到提高．由于水下环境光照变化剧烈,使 用模糊神经网络来动态调整特征颜色阈值．对水下环境中点和线的精确定位进行了详细的分 析,给出定位算法．最后的实验结果证明了算法的有效性．     

基于双焦单目立体视觉的多层次特征检测算法

特征检测是立体视觉技术的重要组成部分;与传统的Canny或Harris等边缘与角点检测相分离的算法不同,采用相位一致性特征检测算法可以同时检测出边缘和角点;相位一致性特征检测在频域进行,与特征点形状及图像的对比度无关,定位效果好,所得角点是边缘点的子集;在特征检测过程中,利用四叉树将图像分割为与图像特征分布相关的多个区域,在各个区域内分别进行处理;同时,通过控制四叉树的分解级数及特征检测的阈值实现了图像的多层次特征检测,实现结果表明,与传统的特征检测算法相比,该算法效果更为理想,且能更好地适用于单目立体视觉系统。     

基于灰度矩的脉搏图像亚像素特征点提取研究

在基于双目视觉脉搏图像传感器的脉搏三维信息检测中,图像特征点的提取是关键基础。为了提高脉搏图像特征点提取的精度,提出一种新的对脉搏图像特征点进行亚像素定位的算法。在完成脉搏图像的预处理后,对脉搏图像进行基于灰度矩的亚像素边缘检测,结合最小二乘拟合法得到圆形标志中心点,最终实现脉搏图像的特征点提取。实验结果表明该算法能够准确定位脉搏图像特征点,精度可达到0.03~0.04像素,为后续双目视觉的立体匹配及脉搏三维形态的重构奠定了基础。     

基于NCC与SSDA的快速特征点匹配融合算法

快速、正确的匹配从两幅或多幅图像中提取出来的特征点是基于特征点图像配准问题的关键。传统的只使用归一化互相关匹配（NCC）算法进行的特征点粗匹配,虽然具有较强的抗噪声能力,但是匹配的速度很慢,而且错误率也比较高。因此,在研究了NCC算法与序贯相似度检测（SSDA）算法基础上,并改进了SSDA算法的非相似度计算方法,提出将两种算法融合在一起形成一种快速的特征点匹配算法,改进算法充分利用了两种算法的优点,大大提高了特征点的匹配速度,而且减少了错误匹配的个数。通过实验证明,该算法是一种有效的特征点匹配算法,比只使用NCC算法进行特征点匹配所需的时间降低了70%以上,正确匹配率也有所提高。