一种字符图像线段提取及细化算法

为了对字符图像进行稳定有效的细化和线段特征提取，提出了一种同时完成字符图像线段提取和细化的算法。在定义字符图像的线段区域、交点区域和子段区域，同时指出待细化字符图像是线段区域的集合的基础上，该算法首先基于图像行(列)连通像素段来提取字符图像中所有的交点区域和子段区域，然后对属于同一线段区域的所有子段区域和交点区域进行合并，最后用Bernstein—Bezier多项式方法拟合每个线段区域的骨架。该算法的鲁棒性分析及实验结果表明，该算法可取得稳定有效的细化及线段提取效果。     

多分辨率线段提取方法及线段语义分析

线段是一种组成几何体的基本元素,蕴含着非常丰富的几何信息。从图像中提取完整、连续且具有语义信息的线段对恢复场景的几何结构具有重要意义。该文提出了一种多分辨率线段提取方法,并对线段进行语义分析以区分轮廓线段和纹理线段。该方法首先运用多分辨率思想进行线段提取,然后结合深度神经网络技术对线段进行语义分析,最后对线段进行聚类合并得到最终结果。在线段连续性和完整性方面,该文提出的方法与当前常用的线段提取方法相比具有明显优势;在语义分析准确性方面,该文提出的方法在测试集上的像素精度高达 97.82%。     

基于beamlet变换的图像线性特征提取

Radon变换常用于图像直线特征的提取，但是在检测线段时，Radon变换无法提供线段的端点以及长度信息，在提取被噪声严重污染的图像中的线性特征时存在巨大困难。beamlet是一个多尺度的在一定范围内的位置、方向和尺度下二进组织的线段库，具有分级、多尺度的特性。beamlet变换是近年来蓬勃发展的多尺度几何分析理沦的一种，特别适合于提取图像中的线性特征。该文描述了一个多尺度图像分析的框架，其中线段起到的作用类似点在小波中起的作用。论文研究了beamlet变换的实现方法，并将beamlet变换应用于被噪声严重污染的图像中线性特征的提取。实验证明该方法具有很好的效果。     

三维模型骨架的矫正

对复杂的三维模型进行骨架提取时，目前用各种骨架提取方法得到的骨架均可能产生偏离中心位置和冗余分支的失误情况．为此，提出一种骨架矫正方法，以改正骨架中的这些质量问题．在基于距离场提取骨架后，该方法对骨架的各个关节点进行如下的考察：以关节点为中心，向四周均匀发出辐射线与模型边界相交得到辐射线段，统计这些线段长度的分布以探知该关节点是否位于中心位置．对于偏离中心位置的关节点,使它向中心位置偏移，并修改相应的骨架分支，从而实现骨架的自动矫正．实验表明，新方法能很好地矫正三维骨架，且矫正速度很快，一般不超过骨架抽取时间的2％．     

一种遥感图像中建筑物的自动提取方法

目前，传统建筑物识别方法通常采用基于建筑物边缘线性特征的识别算法，这类方法具有简单高效的优点，但识别率较低。该文提出了一种综合利用建筑物的若干特征进行自动识别的方法。首先用Canny算子提取边缘。然后根据建筑物的空间分布特点和Hough变换特性。在Hough变换域进行建筑物边缘方向统计来筛选边缘线段，提取出潜在的目标边缘线段；接着该文提出了对建筑物的几何特征（例如矩形特征、角点特征和阴影特征等）和灰度特征进行识别的算法，将其识别结果做为判定建筑物目标的依据，最终准确地提取出建筑物。大量实验证明该方法相比较单一的线性特征检测方法，速度快、准确率高．具有较强的实际应用价值。     

一种基于密度的面向线段的聚类算法

分析了密度聚类算法（DBSCAN）的局限性，在此基础上提出了一种基于密度的面向线段的聚类方法，将DBSCAN中聚类的对象由点转变为线段。在对点聚类的基础上，研究了线段聚类的特点。该算法可以有效处理分布不均匀的线段对象集，发现分布密度不同的各种簇。通过试验证明了该方法的可行性与有效性。     

基于轨迹计算的临界多边形求解算法

将多边形滑动碰撞问题转化为顶点和边之间的轨迹线提取问题，从而降低了时间复杂度，并可统一处理边界空腔和内部靠接临界多边形问题．该算法的基本原理是：1）求解多边形顶点相对于另一多边形的轨迹线；2）求解轨迹线集合所形成的外包多边形和内部顺时针环，得到的多边形即为临界多边形．该算法采用基于网格的线段索引方法来加快线段之间的求交计算，进一步提高了临界多边形求解的计算速度．     

用于线段特征提取的改进Hough变换

线段是符号的一个具有旋转、平移和尺度不变的稳定性特征,正确提取符号的线段特征对于提高符号识别系统的识别率有很重要的意义。针对已有的基于Hough变换的线段提取算法的缺点,该文提出了一种用于线段特征提取的改进Hough变换算法。通过采用“多对一”映射;将Hough变换的投票过程和线段参数的检测过程融为一体;动态管理算法所需的临时存储空间等手段,使该算法具有较好的计算复杂度和空间复杂度。针对数字图像的量化特点,精心设计了用于检测在直线上点的条形区域,从而大大地降低了噪声对线段参数检测的影响,使该算法具有较好的检测性能和鲁棒性。实验表明,该文算法能正确提取出线段的端点坐标及其长度。     

基于信息势能的鲁棒估计器及其在同时定位与地图构建问题中的应用

提出了一种基于信息势能鲁棒估计器来解决机器人室内的同时定位与地图构建（SLAM）问题．结构化的室内环境可以用线段近似表示．然而动态环境中,测距传感器测得的数据通常湮没在大量的噪声信号中．本文采用“分割与合并”（split—and．merge）方法进行线段的分类,根据信息势能的性能指标衡量每个采样数据对该线段的信息贡献量．按照信息优化理论设计估计器,选择信息量贡献大的样本点作为信息内点提取线段参数,构建局部地图．采用粒子滤波器进行地图及机器人路径的更新．采用递推的方法估计信息势能,降低了对样本点的信息量贡献做估计时的复杂度．仿真和实验结果证明,本文所提出的方法具有较强的鲁棒性,提高了SLAM策略的准确性和实时性．     

基于激光传感器的移动机器人地图创建研究

主要研究了室内自主移动机器人基于激光传感器在未知环境下的地图创建的问题.分析了目前地图创建的方法,采用一种"聚合-分割-聚合"的方法提取线段用以表示环境信息,分为区域分割、线段提取和线段拟合三步骤.在区域分割和线段提取中提出动态阈值的方法,使得分割更为精确,能在较短的时间内获得一个精确的地图,最后采用最小二乘线段拟合方法获得线段参数.通过与当前全局地图比较,创建和更新全局地图.     

2D line and polygon clipping based on space subdivision

This paper introduces a new approach to 2D line and polygon clipping against a rectangular clipping region, using space subdivision into cells, with the clipping region as the central cell. The line segment path is traced through the cells, and entries into and out of the cell corresponding to the clipping region enable computation of the intersection of the line segment with crossed cell edges. Tracing the line segment path is computationally very simple, leading to an algorithm that only computes intersections that the are part of the clipped line segment. The new algorithm is compared to other standard line clipping algorithms with simulations and operation counts.     

A new approach to line and line segment clipping in homogeneous coordinates

The clipping operation is still the bottleneck of the graphics pipeline in spite of the latest developments in graphical hardware and a significant increase in performance. Algorithms for line and line segment clipping have been studied for a long time and many research papers have been published so far. This paper presents a new robust approach to line and line segment clipping using a rectangular window. A simple extension for the case of convex polygon clipping is presented as well. The presented approach does not require a division operation and uses homogeneous coordinates for input and output point representation. The proposed algorithms can take advantage of operations supported by vector–vector hardware. The main contribution of this paper is a new approach to intersection computations applied to line and line segment clipping. This approach leads to algorithms that are simpler, robust, and easy to implement.     

一种有效的圆形窗口线裁剪算法

根据线段两端点相对于圆形窗口的可能位置讨论裁剪结果。当两端点都在圆形窗口之外时,通过圆切线斜率与线段斜率的比较,及点区域判别来判断线段与窗口的相交情况。在确定线段与圆形窗口有交点的情况下,应用参数化形式求交运算,简化求交方程的构造。实验结果表明,新算法显著提高了裁剪效率。     

Measuring linearity of open planar curve segments

In this paper we define a new linearity measure for open planar curve segments. We start with the integral of the squared distances between all the pairs of points belonging to the measured curve segment, and show that, for curves of a fixed length, such an integral reaches its maximum for straight line segments. We exploit this nice property to define a new linearity measure for open curve segments. The new measure ranges over the interval (0, 1], and produces the value 1 if and only if the measured open line is a straight line segment. The new linearity measure is invariant with respect to translations, rotations and scaling transformations. Furthermore, it can be efficiently and simply computed using line moments. Several experimental results are provided in order to illustrate the behaviour of the new measure.     

利用数字影像中直线的结构特征检测直线段

在数字影像中,理想的直线段由呈阶梯状排列的游程所构成。论文利用这一特征提出了一种检测直线段的新方法,它以逐行或逐列搜索带有缝隙的游程作为基础,搜索时能根据已取得的部分直线段预测下一段游程的起始像素位置,检测速度较快,获取的直线段较长,所得结果非常适合于用作为基元以合并成完整的直线。该算法的原理还可用来快速确定表格框线的转角。     

直线扫描转换中的最小生成机制

深入研究了直线扫描转换的最小生成机制，提出一种扫描转化算法．该算法使得直线扫描转换不必对每一点进行，只需对直线段的最小生成区间进行扫描转换即可，而直线段的其他部分可以利用最小生成段的平移得到，从而能显著地提高直线扫描转换的速度．在生成最小生成段时通过当前点能求出接下来的一系列扫描点，进一步提升了直线扫描转化的效率．     

Evaluation of established line segment distance functions

In this paper we present an evaluation of six well established line segment distance functions within the scope of line segment matching. We show analytically, using synthetic data, the properties of the distance functions with respect to rotation, translation, and scaling. The evaluation points out the main characteristics of the distance functions. In addition, we demonstrate the practical relevance of line segment matching and introduce a new distance function.     

基于顶点编码的多边形窗口线裁剪高效算法

从多边形窗口线裁剪的本质特征出发，首次提出窗口顶点编码的新概念。以被裁剪直线为参照系，将多边形窗口划分为正区、负区和近零区三类区域，从而快速完成多边形窗口顶点编码。通过窗口顶点编码与传统的线段编码相结合，无须求交即可快速排除大部分窗外线段；进一步可以直接得到与直线相交的窗口边，加快了求交进程。更有意义的是，通过窗口顶点编码还可以准确判断并高效处理如下两类特殊相交情况：裁剪直线通过多边形的顶点、裁剪直线通过多边形的边。实验结果表明，新算法提高了裁剪效率并具有很好的稳定性。     

Line segment matching for 3D computer vision using a new iteration scheme

A new iteration scheme is proposed to solve the line segment matching problem in stereo vision analysis. A match function which directly reflects the requirements of the epipolar and disparity constraints is proposed for line segment matching. The information contained in the match function is used to determine line segment correspondences indirectly. After a match network is established according to the match function values, a new iteration algorithm is employed to tune the strengths of the match links in the match network so that the match network can converge to a stable state. No explicit compatibility coefficient need be defined for computing the support function values in the iterations, resulting in a faster computation speed than those of conventional relaxation matching techniques. The inherent anti-symmetric characteristic of relaxation matching for the image correspondence problem is also avoided naturally. The experimental results show that the proposed iteration scheme is effective and suitable for matching line segments even when images are complicated.     

Approximate Line Scan-Conversion and Antialiasing

This paper presents an approximate multiple segment line scan-conversion method — the Slope Table Method. The statistics show that the new method can increase the percentage of multiple segment lines (i.e., lines with more than one segment) in an N×N raster area from about 39% to more than 99%. In software implementation for scan-conversion and antialiasing of randomly generated lines, this method is on average more than 6 times faster than Gupta's antialiasing line algorithm. Compared with other line scan-conversion methods, the method may choose pixels which are not the closest to the line (i.e., error pixels). Here the paper demonstrates that the visual effect is acceptable in most applications with the error pixels.