基于自适应三角形约束的可靠影像匹配方法

针对数字摄影测量和计算机视觉中贫乏纹理影像自动匹配的可靠性问题,提出了一种基于良好匹配点三角形局部连续性约束下的影像匹配方法．该方法利用已知良好匹配点形成Delaunay三角网,在每个三角形内提取特征点进行匹配传播．由于新匹配点的实时插入,Delaunay三角网被动态细分使得局部几何约束区域的大小自动适应影像纹理特征的变化．选取实际立体像对进行实验,结果证明大大消减了错误匹配,提高了特征点匹配结果的可靠性和精度．     

三角组合约束下的尺度不变特征描述子

为克服单点描述子匹配数量少、匹配正确率低等问题,提出一种三角组合约束下的尺度不变特征描述子.首先利用几何约束将满足条件的3个特征点组合为三角形;然后利用三角形内切圆半径作为支撑区域确定的依据,对获取的三角形构建尺度不变的特征描述子并进行匹配;最后根据支撑区域主方向信息将三角形匹配转换为点匹配,并利用重复匹配出现的概率去除错误匹配.实验结果表明,该方法不仅对旋转、尺度变化、视角变化、JPEG压缩等图像变化具有鲁棒性,而且匹配的特征点数量多、匹配准确率较高.     

基于相似三角形的SIFT错误匹配点剔除算法研究

图像匹配是图像处理应用于诸多领域的一项关键技术,基于不变特征的图像匹配是近年来图像匹配的研究热点。尺度不变特征是最有效的平移、尺度、旋转和亮度局部不变特征之一,但该算法一般会产生大量的错误匹配点。首先给出了交叉线和"一对多"类型的错误匹配点的剔除方法。然后针对一般性错误匹配点,提出了一种基于相似三角形的剔除方法,并通过实验将该算法与另外两种常用剔除算法进行了比较,证实本文提出的方法速度更快,且在剔除错误匹配点的同时保留了较多的正确匹配点。     

结合SIFT和Delaunay三角网的遥感图像配准算法

针对高分辨率遥感图像中提取的特征点数目过大且易存在误匹配点的问题,提出了一种粗配准和精配准相结合的高分辨率遥感图像配准算法.首先对图像降采样处理后,提取大尺度空间下的SIFT特征点,求得仿射变换模型完成图像粗配准;然后对图像进行分块,利用SIFT方法对每幅子块图像提取特征点,并找到对应子块图像之间的匹配点对;之后利用特征点构建Delaunay三角网,计算每对子块图像之间的三角形相似度,构成相似矩阵,从中挑选相似度大的三角形对以构成精确匹配点对;最后利用得到的精确匹配点对实现最终的图像配准.该算法能够减少提取的特征点数且剔除更多的错误匹配点,从而进一步提高精确匹配点率.实验结果表明了算法的有效性.     

一种对错误匹配点鲁棒的多单应矩阵估计方法

针对错误匹配点干扰条件下的多单应矩阵估计问题,提出了一种对错误匹配点鲁棒的多单应矩阵估计初始化方法.该方法基于特征点对的代数误差和结构相似性约束条件,将错误匹配点剔除策略有机地融合到单应矩阵估计的过程中,在不增加计算复杂度的前提下,能够有效地剔除错误匹配点并估计出多单应矩阵的初值.结合AML-COV(approximate maximum likelihood with homography covariance)后端优化算法,本文通过仿真数据实验和真实图像实验从客观性能指标和主观视觉效果方面对算法的性能进行了验证分析.实验结果表明,本文提出的多单应矩阵估计方法能够精确、高效、鲁棒地估计出多单应矩阵的值,较好地解决了错误匹配点干扰条件下的多单应矩阵估计问题.     

基于特征点脊线相似的指纹匹配算法研究

主要研究指纹特征的提取与匹配,采用八邻域法提取指纹的端点特征,提出了一种基于嵴线相似的三角形指纹匹配算法.三角形相似匹配算法的核心思想是:根据特征提取的所有端点和分叉点,组成矢量三角形进行匹配.仅提取端点并将该端点首先进行嵴线的相似匹配,从中找出脊线相似的端点,再进行三角形的相似匹配.该算法有效地降低了三角形匹配的数量,加快了匹配的速度.通过Matlab实现指纹识别系统,实验证明该算法能够取得一定的识别效果.     

基于视差空间采样的区域增长稠密立体匹配算法

通过对现有区域增长算法的研究,提出了改进的区域增长算法,该算法克服了原有算法依赖种子点精度,在平滑区域停止传播,在纹理区域易产生误匹配的缺陷,得到了良好的视差图质量.首先通过对提取的特征点进行匹配,实现对视差空间的采样.然后在视差空间中建立种子点新的传播方式.实验结果证明,该算法能遍历整个视差空间,在整个传播过程中能自动从匹配错误中恢复,在平滑区域和重复纹理区域也能得到良好的匹配效果.     

以多尺度三角形为特征的快速形状匹配

为了减少形状匹配阶段的计算量并保持匹配精度,提出一种结合多尺度三角形特征的形状描述子,利用形状整体特征进行粗匹配并使用实时匹配方法完成匹配过程.首先通过高斯演化获得多尺度下的形状轮廓并用不同尺度上的轮廓点组成特征三角形;然后采用三角形面积和特征角来描述轮廓信息;最后用形状面积率对候选轮廓进行筛选,通过计算不同形状间描述子的相似度进行匹配.在不同形状数据集上进行实验的结果表明,该方法有较好的匹配结果和较少的匹配耗时,能够快速准确地描述形状的局部及整体特征,在实际应用中具有优势.     

基于点对匹配的印刷电路板CT图像配准方法

针对PCB CT图像在拼接时存在较多相似区域无法有效配准的问题,提出一种基于点对匹配的方法.首先根据邻近特征点生成特征点对,并简化一种快速低维的特征描述子KPB-SIFT来描述特征点对,然后通过规定点对方向和点对分类匹配降低误匹配,最后给出一种匹配点方向约束条件,并基于该条件提出一种错误匹配点抑制算法提取正确匹配点.实验结果表明,该算法在保持较低时间复杂度的同时,匹配正确率达到95.58％,能够提取较多均匀分布的正确匹配点,从而能有效地解决PCB CT图像的配准问题.     

改进SURF算法的图像拼接算法研究

针对目前图像拼接算法存在对于图像配准过程中对应特征点对难以准确匹配的问题,提出了一个通过改进的SURF算法提取图像特征点,然后对得到的特征点进行描述,利用快速RANSAC算法配准图像,最后采用像素加权的方法进行图像融合。实验结果表明,提出的改进SURF方法有效地提高了特征点提取的准确性,去除了错误的匹配点对,将整个拼接过程的效率从之前的13.03对/秒提升到15.20对/秒。     

基于星三角形外接圆的星图识别算法

三角形外接圆半径能部分描述三角形的结构特征,在三角形两条边长及其外接圆半径已知的情况下,可以确定唯一的三角形,因此提出了一种基于三角形外接圆的星图识别算法。构建了导航星数据库,以特征三角形为匹配模板,减少了导航星三角形的数量,从而减小导航星数据库容量。为了提高搜索效率,以特征半径为搜索量,并对其进行升序排列。通过对特征半径的匹配,缩小了角距匹配的范围,提高了角距匹配的速度,同时采用的多三角形的组合有效地提高了识别率。为了保证星图识别的准确性,引入了验证识别环节。仿真结果表明:当存在2像元的位置噪声时,识别率大于97.42%,平均识别时间为38.41 ms,实时性与鲁棒性均优于传统三角形星图识别算法。     

基于控制点误差控制的网格简化算法

提出了一种基于控制点误差控制的网格简化算法，以初始网格三角形的中心点作为第一类控制点，以特征边的顶点作为第二类控制点，控制点与受控三角形之间的距离作为简化误差。根据设定的三角形权重，按照顺序进行三角形折叠操作，简化操作后必须满足控制点到受控三角形的距离小于阈值。     

一种快速计算参数曲面间Hausdorff距离近似值的方法

针对曲面间Hausdorff距离计算复杂度高、相关计算方法少的问题,提出一种三角面片-包围盒方法快速计算参数曲面间Hausdorff距离的近似值。曲面离散化后的三角面片集合可以较好地逼近曲面,借助这一特性,将曲面间的Hausdorff距离近似转化为三角面片集合间的Hausdorff距离。在具体计算过程中,辅之以包围盒技术对无效的三角面片进行排除,以提高计算效率。为进一步简化两三角面片间的距离计算,在误差可控范围内提出采样点近似计算方法。实验表明,与曲面直接构造包围盒方法相比,该方法简便、易于实现、排除率高,在不影响计算结果的情况下,计算效率显著提高,有广泛的应用价值。     

基于三角网下的仿射不变几何约束的图像匹配算法研究

针对当前图像匹配方法在进行图像匹配时,主要通过度量特征向量之间的距离来完成图像匹配,导致算法鲁棒性差、误配率较高及效率较低等不足,本文提出了基于三角网下的仿射不变几何约束的图像匹配算法。首先,在尺度空间上通过Hessian矩阵对特征点进行检测,利用子块的三角特征与对角特征对SUR机制进行改进,用以生成新的特征描述子,并通过定义阀值评估策略,对图像特征点匹配,从而生成了初始匹配点;然后,引入 三角网,对初始匹配点进行聚类,以获取匹配三角形,将三角形以外的无效特征点剔除。最后,引入仿射不变几何约束,对匹配三角形进行细化,通过细化的匹配三角形获取最终的匹配特征点,有效剔除误配点,进一步提高配准精度。仿真结果表明,与当前图像匹配算法相比,本文算法具有更好的鲁棒性,且其具有更佳的匹配精度与效率,有效剔除了误配点。     

距离加权的二次误差测度多分辨率网格简化

为了有效显示复杂的三维物体网格模型,基于边折叠操作与二次误差测度,给出了建立与视点相关的多分辨率模型的网格简化算法.该方法引入了距离因子与三角形形态品质因子:网格顶点到视点的距离因子使得产生了与视点位置相关的符合观察需要的网格;三角形形态品质因子的引入,提高了简化后新生成的三角形的形态品质.同时,在构造候选边队列时,采取了邻域冻结办法,避免了对模型的某个部位过度简化与过大三角形的出现.实验结果表明,在保证效率的前提下,简化速度快,但显示并无明显失真,简化后的三角形形态品质较好.该算法适应于三角形网格模型的简化、优化及建立多分辨率细节模型.     

基于矢量三角形的快速指纹细节匹配算法

指纹匹配是自动指纹识别系统(AFIS) 中的重要环节。该文提出了一种基于指纹纹线结构和矢量三角形相结合确定参考点，再通过极坐标进行细节匹配的指纹匹配算法。该方法将匹配分成两步，减少了拒判时间。引进了纹线信息，降低了误识率。采用矢量三角形及极坐标进行细节匹配，具有旋转和平移不变性。实验结果表明，该方法识别速度快，正确识别率高，可满足实时系统需求。     

软件中的错误传播分析

错误传播是分析可靠性系统不确定性中的一基本问题,可用于发现系统中最易受到错误攻击的部分及各部分之间的相互影响.分别在信号和模块级别上研究了错误在软件中的传播过程,并定义了描述此过程的参数及其计算方法,其中首次提出了模块泄漏率和活动率的概念并给出了计算方法;然后把该错误传播分析框架应用于某卫星光纤陀螺捷联航姿控制系统上.通过故障注入实验确定了其中的分析参数,验证了提出的错误传播框架的可行性与正确性.     

一种新的边折叠网格模型简化算法

在边折叠简化方法的基础上,提出一种用体积变化的平方作为误差度量的三角网格简化算法。算法中引入三角形法向约束因子的概念,并把它嵌入到边折叠误差矩阵中;能够自适应地分配简化网格的疏密,保持更多的模型几何特征。实验表明,该算法简化误差低,模型视觉质量高,简化效果较好。     

捷联惯导系统任意失准角双模型快速传递对准

传递对准是机载和舰载装备惯导系统初始对准的首选方案,由于传递对准大多在恶劣的外部环境下进行,使得常规的线性误差模型不能准确的描述传递对准过程中的误差传播特性,所以国内外研究者提出了一系列的非线性误差模型,但是这又带来了非线性系统状态估计时计算量较大的问题。针对这一问题提出了一种双模型快速传递对准方法,在传递对准的初始时刻,失准角较大时,采用基于速度加四元数匹配的非线性误差模型和非线性滤波算法如Unscented卡尔曼滤波进行传递对准状态估计,当失准角的估计达到一定的精度后对子捷联惯导进行一次校准,再切换到基于速度加姿态角匹配的常规线性误差模型和常规卡尔曼滤波,仿真结果表明,该方法能够获得比单独使用线性误差模型或非线性误差模型高的对准精度,并且计算量比采用非线性误差模型时大大减小。     

Automatic LEFM crack propagation method based on local Lepp–Delaunay mesh refinement

A numerical method for 2D LEFM crack propagation simulation is presented. This uses a Lepp–Delaunay based mesh refinement algorithm for triangular meshes which allows both the generation of the initial mesh and the local modification of the current mesh as the crack propagates. For any triangle t, Lepp(t) (Longest Edge Propagation Path of t) is a finite, ordered list of increasing longest edge neighbor triangles, that allows to find a pair of triangles over which mesh refinement operations are easily and locally performed. This is particularly useful for fracture mechanics analysis, where high gradients of element size are needed. The crack propagation is simulated by using a finite element model for each crack propagation step, then the mesh near the crack tip is modified to take into account the crack advance. Stress intensify factors are calculated using the displacement extrapolation technique while the crack propagation angle is calculated using the maximum circumferential stress method. Empirical testing shows that the behavior of the method is in complete agreement with experimental results reported in the literature. Good results are obtained in terms of accuracy and mesh element size across the geometry during the process.