改进的光流运动图像分析方法及其应用

针对传统光流运动图像分析方法运动估计精度低且易受各种干扰等缺点,提出一种基于梯度阈值的五置信点约束的改进光流算法.该方法采用五置信点加权法处理像素时间和空间梯度值,减小了单个像素受噪声的影响.对基本光流约束方程进行了梯度阈值处理,剔除了光流场中不利于运动估计的干扰数据,提高了运动图像的运动估计精度.实验分别采用传统算法...     

基于ASODVS的全景相机运动估计及管网3D重构技术

针对地下管网的空间三维测量、三维形貌重构难等问题,提出了一种基于主动式全方位视觉传感器(ASODVS)的相机运动估计及管网3D重构解决方案。通过携带有ASODVS的管道机器人进入管道内部,实时获取管道内壁纹理全景图像和全景激光扫描图像;首先对全景激光扫描图像处理解析出投射在管道内壁上的激光中心点,通过计算得到管道横截面的点云数据;另一方面,对全景纹理图像进行处理,首先利用快速鲁棒性特征(SURF)算法快速提取特征点并进行匹配,然后采用随机抽样一致性(RANSAC)算法去除误匹配点,接着利用全景相机的极几何原理估计相机运动位姿,并利用光束法平差(BA)进行优化,最后利用相机运动位姿将相机坐标系下的点云坐标实时转换到世界坐标系下,完成对地下管网的三维重构。实验结果表明,所提出的方案能够精确估计相机运动位姿,实时对管道内部进行三维重构,实现了管道检测机器人边行走、边采集数据、边检测分析处理、边三维建模的设计目标。     

基于相位特征的可见光和SAR遥感图像自动配准

针对可见光和SAR遥感图像存在非线性辐射差异和几何差异,加之SAR的斑点噪声,使得可见光和SAR图像配准十分困难的问题。本文提出了一种基于改进相位一致性的可见光和SAR图像配准方法。首先,分别计算相位一致性的最大矩和最小矩,将二者叠加,利用Harris算子在叠加图上提取特征点,得到稳定的角点和边缘点作为待匹配的特征点;接着,分别构建相位一致性的方向图和基于多尺度融合的最大幅值索引图,借助于(Histogram of Oriented Gradi?ents,HOG)模板,利用相位一致性方向对基于多尺度融合的最大幅值索引图进行投票,建立一种新颖的局部特征描述符;最后,利用欧式距离作为特征向量的度量,计算最近邻比率实现特征匹配,采用快速采样一致性算法剔除误匹配点。在四组图像数据上的实验结果表明,本算法相比于基于梯度的OS-SIFT算法具有更多的正确匹配点对和更高的匹配精度,正确匹配点数分别提高了11,8,15和11对,均方根误分别提升了57.5%,57.9%,23.5%和58%。     

一种可扩展式三维医学可视化系统的设计与实现

在分析可视化系统的功能和特性的基础上,设计并实现了一种三维医学数据场可扩展式可视化系统.首先根据医学图像的具体特征,系统设计了一系列预处理方法;随后提出了基于特征区域提取的分割算法和采用数据挖掘聚类方法等对三维数据场直接分割,并提出采用了二级排序体元块投射等体绘制算法.最后给出的实现效果图表明系统能够在PC机上实现对三维医学数据场方便和有效地绘制与管理.     

利用局部方向微分向量一致性的角点检测

在边缘轮廓提取的基础上,提出了一种利用局部方向微分向量一致性的角点检测算法以消除边缘噪声对角点检测产生的不利影响。该算法提取图像的边缘轮廓来降低算法计算量;利用各向异性高斯方向导数(ANDD)滤波器提取每个像素处的方向微分向量并进行幂次变换,以增强向量的各向异性;进而利用相邻像素的方向微分向量构建一致性测度。最后,对同一轮廓上的一致性测度进行均值归一化,得到最终角点测度。实验显示,提出算法的平均角点定位误差为1.52pixel,与对比算法接近;检测准确率分别比点到弦距离累积(CPDA)法、相对局部曲率(HeYung)法提高了58%和5.5%,与归一化残余面积(RA)算法相等,同时角点错检率比HeYung和RA少25.5%和21.6%。提出的算法能准确地检测出真实角点,并具有更小的错误检测率,更高的角点重复率,而且对边缘噪声十分鲁棒。     

基于局部数据更新的真三维显示数据实时传输处理技术

针对基于多投影机的真三维技术特点和实际应用需求,本文提出了一种基于局部数据更新的真三维显示数据实时传输处理方法。非实时传输并本地缓存背景图像,实时动态更新局部图像,最终将两者叠加并显示。实验证明,该方法能够有效解决亿级体像素的真三维显示系统实时刷新需求,并具有一定的可拓展性。     

指纹图像颈处理算法的改进

指纹图像含有大量的噪声,直接影响特征提取的准确性.针对传统的指纹图像预处理算法的一些缺陷做了一些改进,并采用Matlab验证了算法的有效性.通过去除边缘信息和平滑处理改进传统的基于灰度方差的分割方法,在奇异点所在的块用点方向代替了块方向克服Gabor增强之后脊线断裂和错误连接问题,并采用了复合细化算法对二值图像进行细化以及细化去噪处理.经过试验证明,预处理之后的指纹图像品质有了明显的增强,满足了指纹识别的要求.     

基于遗传算法的结构光条纹中心检测方法

为提高结构光三维信息获取系统的精度,提出了一种激光条纹中心检测算法.该算法基于遗传算法并具有优化图像阈值选取的性能,可以很好地分割激光条纹.利用图像处理和方向模板的方法,在激光条纹的基础上进一步提取激光中心线.实验表明在合理选择遗传算法的交叉率和变异率的情况下,能够准确有效地获取结构光条纹中心,满足系统精度的要求.     

三维点云特征的工件识别与位姿估计

针对工业机器人在抓取工件过程中需要识别和定位工件的问题,提出了一种基于改进法矢计算的点云局部描述符SHOT的三维物体识别与位姿估计的方法。首先,对三维扫描仪获取工件表面点云进行预处理和分割,得到用于匹配的工件点云模板数据集;其次,采用均匀采样算法提取特征点集,通过SHOT特征描述符对场景点云与模板点云提取的特征点进行点云局部描述;最后,利用Kd树建立初始对应对,引入3D霍夫投票机制通过点云局部坐标系各向量之间的转换关系完成工件识别,根据对应关系求解出初始变换矩阵。基于ICP算法进行精确配准,得到工件的精确位姿信息。实验结果表明:该方法与基于ICP算法进行对比,提高了配准精度,可以得到精确的位姿估计信息,为在机器人应用中工件定位抓取提供精确的位姿检测方法。     

应用投影收缩的压缩感知锥束CT短扫描重建

由于锥束CT成像系统在短扫描方式下无法获得完全投影数据,从而限制了图像重建的质量,本文提出了一种基于投影收缩的压缩感知锥束CT短扫描重建算法。考虑BB(Barzilai-Borwen)梯度投影算法的非单调收敛,分析了投影收缩法的预测校正特性,并将校正过程引入到压缩感知图像重建算法中。结合目标函数下降方向和凸集投影下降方向,校正BB梯度投影算法,改善BB梯度投影算法的非单调特性。应用该算法对模拟投影数据和仿体扫描数据分别进行了重建试验。模拟试验结果表明,在25个采样角度下,用提出算法重建图像的信噪比值比自适应最速下降-凸集投影算法、投影收缩算法和BB梯度投影算法的重建结果分别高出9.487 0、9.802 7、3.615 9dB。仿真试验结果表明:在少量投影角度下该算法重建结果有效抑制了条状伪影,清晰重建出边缘细节,极大提高了少量投影数据重建图像的质量。