彩色图像中椭圆的快速检测算法

椭圆检测是图像处理中常用的技术,由于自然界很多物体都可以用椭圆进行拟合,所以也成为图像分割和目标提取的关键技术.该文分析了椭圆的解析结构,利用椭圆长短轴之间的几何关系,从边缘点集合中选取全局性的参数,快速生成椭圆.算法针对彩色图像,引入了彩色边缘增强算法和基于图搜索的边缘追踪算法,生成封闭的边缘轮廓曲线,对每段曲线进行椭圆拟合,通过拟合评估,形成拟合判决,确定图像中的椭圆区域.算法计算量小,检测速度快,对多椭圆和椭圆弧都能准确检测.     

基于凸包的椭圆检测方法

用于检测曲线的Hough变换及其改进方法都不同程度存在运算速度慢、需要大量的储存空间等缺点,因此本文利用椭圆的几何性质降低检测的时间及空间需求,提出了用凸包的方法和Pascal定理来进行椭圆检测.首先从边缘点中随机挑选六个点,进行凸包检测,并将此六点排序;然后利用Pascal定理来判断此六点是否来自同一个椭圆,随后利用拟合得方法求出候选椭圆参数,最后利用包含凸包的最小矩形内的边缘点对超过阈值的累加参数进行验证.实验结果表明,文中算法能快速检测图中的单个或者多个椭圆,并且在具有噪声的情况下,与改进的随机Hough变换算法相比,其检测速度快一倍左右.     

基于椭圆线轮廓度误差评定的椭圆提取方法

简要介绍了目标测头视觉坐标测量系统,分析了测量系统成像目标的图像特征。在此基础上,提出了一种识别和提取CCD图像中目标椭圆的新方法。该方法对CCD图像中的每一个封闭轮廓进行椭圆拟合,根据评价椭圆形状误差的线轮廓度大小来判定该轮廓是否为目标椭圆轮廓。实际检测结果表明,该算法原理正确,易于编程实现,能有效剔除噪音图像,准确提取目标椭圆,具有广泛的实用性。     

浅析椭圆曲线密码原理及应用现状

对椭圆曲线密码体制原理和应用进行分析.介绍其在密钥交换、加密和数字签名方面的应用,并讨论椭圆曲线密码体制在椭圆曲线选取、快速算法等的研究现状,对未来的发展作出展望.椭圆曲线密码体制是一种安全度很高的密码技术,易于实现,有良好的应用前景.     

基于被动图像的探测器着陆过程中岩石检测

基于图像的月球表面障碍自主检测技术是实现探测器在月球表面安全着陆的关键.本文主要研究了基于被动图像的月球表面障碍物之一的岩石的检测技术.首先将最大二维熵阈值分割用于岩石阴影的检测;其次将岩石轮廓线提取技术与阴影检测结果结合以获取精确的拟合椭圆中心点;最后,利用椭圆拟合岩石所在的区域范围.实验表明:相较于传统的仅基于阴影的算法,本文提出的岩石障碍检测算法能更好地拟合出岩石所在区域范围.     

模糊C均值聚类与多相水平集图割优化相结合的图像分割

针对在分割多个目标时多相水平集模型对初始轮廓曲线敏感且计算量大的问题,提出采用模糊C均值聚类算法将图像进行粗分割,初始化多相水平集函数,使用图割算法分割出多相结果的方法.该方法能有效减小多相水平集算法对初始轮廓曲线的敏感性,使图割算法在分割图像时更容易分割出理想的目标轮廓;同时,采用图割算法可使水平集函数很快收敛到能量最小值,有效减少计算量,提高计算效率.实验表明该方法具有较好地分割效果和较高地分割效率.     

预扫描算法求解图像分割的Chan-Vese模型(英文)

本文提出了一种新的有效的算法来求解图像分割中的Chan-Vese模型。新算法避免了求解PDE的过程,极大地提高了图像分割的运算速度。这种算法保持了C-V模型和水平集方法的优点,能够自动处理图像分割过程中边缘的拓扑变形,保持边缘的尖角以及对于非凸边缘的有效的检测等等。这种算法思路简单,很容易推广到任意有限维的图像分割问题的求解中。     

红外图像边缘检测的循环移位算法

提出一种基于Bezier曲线的红外图像边缘检测的循环移位算法。为抑制红外图像中的噪声的影响,利用Bezier曲线法平滑图像灰度直方图中的噪声,得到Bezier直方图。利用提出的“循环移位法”探测Bezier直方图曲率曲线的极大和极小值,确定分割阈值和量化灰度值,实现对原始红外图像的分割,对分割后的图像进行边缘检测。实验结果表明,新算法简单有效,在准确检测红外图像边缘信息的同时又能抑制图像中噪声的影响,定位精度高,而且能够得到单像素边缘,在性能上优于传统的几种边缘检测算子。     

采用多源图像分形特征的多目标检测方法

针对多目标的检测,本文提出一种采用多源图像分形特征的特征级融合检测方法.首先对多目标检测的特点进行了分析,对分形理论进行了介绍,然后详细介绍了该融合检测算法的思路和原理.该算法首先由红外图像阈值分割出部分目标;然后利用分维数图的统计特征可以增强分形维数的奇异性,在可见光图像的分维数图中搜索与已检测出的目标区域具有相近分形统计特征的区域,进行标记;再根据"距离相似度准则"进行目标的聚类识别,排除背景干扰,最终检测出全部目标.实验结果表明该融合检测算法能有效地进行多目标的检测与识别.     

一种基于马尔可夫随机场的运动目标检测算法

本文提出了一种基于马尔可夫随机场的运动目标检测算法.针对传统时间分割使用主观固定阁值的缺点,使用马尔可夫随机场模型对差分图像建模,并提出了一种新的模型阶次选择算法,以及一种可以加速收敛过程的随机场迭代算法.采用期望最大算法获取高斯分布参数并检测运动变化区域,利用形态学运算修正时间分割模板;空间分割部分提出了基于人眼视觉特征的改进分水岭算法,有效地解决了过分割问题;最后对时、空间分割结果进行信息融合处理,从而得到完整的运动目标.仿真实验结果证明了本文算法可以有效地分割视频运动目标.     

The Image Processing of Droplet for Evaporation Experiment in SJ-10

We have completed an experiment for droplet evaporation processing using Young-Laplace fitting, exponent fitting, polynomial fitting and ellipse fitting, which could be used for multiple shapes of droplets. The droplet evaporation experiment test was an important science experiment in SJ-10. In order to get the change process of the physical parameter, such as the touching edges and the droplet evaporation rate, we had gained the contour edge image of the droplet and used mathematic method to do the fitting analysis. The accuracy of the physical parameter was depended on the accuracy of the mathematic fitting. Using the original Young-Laplace fitting method could not process all the images of evaporation and liquid interface from the space experiment facility of SJ-10, especially the smaller droplet images. We could get more accurate contour fitting and result using the new method described in this article. This article proposes a complete solution, including edge detecting and contour fitting. In edge detecting, Canny detector was applied to extract droplet edge. In contour fitting, Young-Laplace fitting, exponent fitting, polynomial fitting and ellipse fitting are designed to fit the contour of droplets, which make the solution apply to all of droplets in SJ-10.     

基于Hough变换的三次方Bezier曲线检测算法研究

类似经典Hough变换中对直线(段)、圆(弧)、椭圆、抛物线等解析曲线的检测,论文研究了三次方Bezier曲线的检测算法,提出了离散Bezier曲线的特征建模方法和使用R函数的Hough变换曲线检测快速算法。该算法能够根据所给出的待检测目标点阵图像建立形状参数模型,然后检测该曲线在复杂图像中出现的位置、大小和方向。实验表明,该法能够有效地检测任意三次方Bezier曲线,且精确度优于目前广泛用于曲线检测的广义Hough变换。     

八心圆弧拟合椭圆误差的理论解析及最优解

在数控加工领域,由于加工刀具一般采用的是球刀,因此在加工非圆的曲面时采用的是用圆弧拟合的方法转换成圆弧加工,理论拟合精度决定了加工误差;圆弧拟合椭圆有无数解,针对八心圆弧拟合椭圆没有准确的误差算法导致拟合椭圆的精度较模糊这一问题,根据图形学理论提出了等差拟合弧的概念,确定了八心圆弧拟合椭圆的定解区间,导出了拟合椭圆的八心圆弧法向误差超越方程解析式,并用二分法求解,在AutoCAD环境下应用Visual LISP语言编程,求解出根据法向误差确定八心圆弧拟合椭圆的最小误差带,从而确定八心圆弧拟合椭圆的最优解,使八心圆弧是否可以拟合给定形状公差的椭圆有了准确的判断依据.     

基于投影的二阶段空间圆线拟合算法

 对空间圆线精确拟合算法进行研究．线性和非线性最小二乘法是拟合规则曲线和曲面方程的常见方法．空间圆线作为规则的二次曲线,由于没有特定的曲线方程无法直接使用线性和非线性最小二乘法来进行求解．由于空间圆线可以被看作平面和球面相交形成,圆线特征值可以通过平面和球面特征值求解．提出了基于投影二阶段拟合算法完成空间圆线拟合的方法．对空间圆线拟合原理进行了介绍,通过数据验证了算法的正确性、可行性和精确程度．使用程序进行了算法实现．与贝塞尔和B样条曲线算法精度进行了比较,表明该算法在精度方面具有优势,可用于逆向工程中提高空间拟合算法的精确度．     

一种自适应EPF算法及其在光纤水听器中的应用

基于椭圆拟合的相位生成载波(Phase Generated Carrier,PGC)解调方法是消除非线性因素对光纤水听器PGC解调结果影响的一种有效手段,椭圆曲线参数的最优估计问题是实现该方法的关键。扩展卡尔曼粒子滤波(Extended Kalman Particle Filter,EPF)是解决此类非线性估计问题的一种常用的最优估计算法。但传统的EPF算法在用于常参数过程方程的参数或状态估计问题时,过程噪声的方差通常设置为一个常量,这使得算法难以兼顾收敛速度和估计精度,一定程度上限制了算法的整体性能。为了解决这个问题,文章对现有的EPF进行了改进,提出了一种自适应扩展卡尔曼粒子滤波(Adaptive Extended Kalman Particle Filter,AEPF)算法。模拟仿真和实验结果表明,文中所提出的AEPF算法能根据基于椭圆拟合的PGC解调方法有效地解调出待测声信号,相比EKF算法和EPF算法,AEPF算法的收敛速度和估计精度都得到了提升。此外,文章所提出的AEPF算法也适用于其他具有常参数过程方程的参数或状态估计问题,具有一定的通用性。     

ICF实验中靶位姿的视觉检测

惯性约束核聚变(ICF)实验中,靶定位精度直接影响打靶的成功率.本文利用三个CCD从不同的视角得到靶的图像,综合三个CCD的特征值计算靶的空间坐标和方位旋转矩阵,从而确定其在空间的六维位姿.对于特征值的提取,本文采用“模板匹配”和“椭圆轮廓拟合”相结合的数据融合图像处理技术,并利用双立方插值法实现了亚像素的测量精度,从而使微型靶的定位精度达到了微米级.实验结果表明,该检测方法稳定性好,定位的重复性误差小于1μm且获得了优于2 μm的测量精度.     

Computerised glow curve deconvolution using general and mixed order kinetics

Some accurate glow curve fitting functions for general and mixed order kinetics glow peaks are proposed and discussed. These mathematical expressions are used together with peak search and non-linear minimisation algorithms in order to provide a fast glow curve deconvolution for those materials which cannot be well fitted using first order kinetics. To test the accuracy of the proposed method. the result of the fitting of synthetic glow curves is compared with the original data giving negligible errors for values of parameters currently found in TL materials.     

Accurate phase extraction algorithm based on Gram–Schmidt orthonormalization and least square ellipse fitting method

An accurate algorithm by combing Gram–Schmidt orthonormalization and least square ellipse fitting technology is proposed, which could be used for phase extraction from two or three interferograms. The DC term of background intensity is suppressed by subtraction operation on three interferograms or by high-pass filter on two interferograms. Performing Gram–Schmidt orthonormalization on pre-processing interferograms, the phase shift error is corrected and a general ellipse form is derived. Then the background intensity error and the corrected error could be compensated by least square ellipse fitting method. Finally, the phase could be extracted rapidly. The algorithm could cope with the two or three interferograms with environmental disturbance, low fringe number or small phase shifts. The accuracy and effectiveness of the proposed algorithm are verified by both of the numerical simulations and experiments.     

曲线拟合在图像恢复中的应用

讨论了曲线拟合在图像恢复中的应用．对图像的各行信息进行了曲线拟合,从而消除加性背景干扰．使用该方法能使图像恢复出较均匀的像面．通过该处理能较好地消除X射线图像中的加性背景干扰．