一种快速去除大尺寸工件鬼影图像的精密拼接算法

为了提高大尺寸工件测量的精度和效率,针对现有拼接方法复杂度高且不能很好处理图像鬼影的问题,提出了一种快速去除大尺寸工件鬼影图像的精密拼接算法。该算法先通过SURF算法检测出相邻图像对应特征点,然后结合最近邻匹配法匹配特征点,零均值归一化互相关算法（ZNCC）判断、检测出图像是否存在鬼影;若存在鬼影,则用小波变换融合算法去除鬼影,并求出相邻两幅图像之间的单应性矩阵H,最后实现大尺寸工件精密拼接。结果表明,该算法不仅能有效地去除大尺寸工件图像鬼影,同时提高图像拼接精度和效率。     

CCD测量系统中基于自适应相关算法的动态目标跟踪

相关匹配是目标跟踪和模式识别的一种重要方法。介绍了CCD(电荷耦合器件)误差测量系统的光学原理针对该测量系统实际情况,提出了用相关算法实现目标位置的测量使用自适应相关匹配的方法,实现了对连续视频图像中动态目标的跟踪给出了实验结果,并对算法提出了改进的意见。     

基于梯度融合规则的医学图像融合方法*

为了更好地满足临床诊断和治疗的需要,本文提出了一种在图像融合阶段对测量值进行自适应梯度加权和图像重建时采用CoSaMP重建算法相结合的方法。该算法首先对两幅源图像分块并进行稀疏表示,同时利用观测矩阵进行测量。在测量数据融合阶段引入图像梯度来反应图像本身的边界信息,先计算每幅分块子图像的梯度;然后利用自适应梯度加权的融合规则得到融合的测量数据,并对融合测量数据进行随机压缩采样;最后通过CoSaMP算法对采样数据进行信息重构实现测量数据的恢复。该方法克服了图像融合时信息畸变的缺陷,并且可以根据不同融合区域自动调整融合规则的权重系数,有效地避免了设置固定权重系数造成的融合误差。实验结果和评价指标验证了本文算法的有效性和先进性。     

锥壳靶自动精密微装配系统

为解决多尺度、多形状的锥壳靶精密装配问题,研制了一套具有微米级定位精度的多操作手精密微装配系统.该系统具有3个多自由度操作手,能够针对不同形状、不同材质的零件进行拾取、装配.在显微视觉景深较小及装配空间光照有限的条件下,采用提升小波算法获得清晰的零件与操作手图像并进行相应图像的识别检测,实现了位置的闭环控制.通过3路显微视觉实现靶零件的在线测量,直线测量不确定度小于2μm,角度测量不确定度小于0.01?.装配实验结果表明,该系统能够保证微球中心与锥轴线的偏差小于5μm,微球中心与柱腔中心偏差小于10μm,与手动装配相比大大提高了装配精度.     

基于径向基函数网络的显微结构下目标三维测量

本文基于对显微结构下目标三维特征分析,结合神经网络算法,提出了基于神经网络算法的目标三维测量。通过径向基函数网络对实现了对目标图像的小波特征提取与测量。将对信号的小波包分析与RBF网络的结合,以较小的计算代价实现了对目标图像的三维特征的提取与测量。     

影像测量系统的精密校正方法研究及其应用

介绍了两种应用于影像测量系统的精密图像校正及其实现方法;不同的系统校正方法不同时所需要特征点的不同,需要设计并制作精密的标靶件作为比对参照对象,根据系统需求研发设计了两种精密校正样板,并介绍其使用方法;在此基础上,介绍了两种校正方法的基本校正原理及其算法.触摸式投影仪中,采用单筒显微镜头,其成像畸变较小,采用非线性的精密校正方法校正后,其重复测量精度为2μm.大视场影像测量仪中,采用线性校正方法,仪器重复测量精度为10μm,采用非线性校正的方法补偿了镜头的成像畸变后,重复测量精度为2 m以上;以上实验表明,两种精密校正方法的应用提高了仪器的检测精度.     

基于图像形态学的软组织变形测量方法研究

为了准确测量针穿刺过程中的软组织变形,提出了一种基于图像形态学的软组织形 变测量方法。阐述了边缘检测、图像膨胀和腐蚀等算法,获取组织内标识物增强图像。提取标识 物重心位移,并存入测量矩阵M 中。搭建了包括精密运动装置、工业相机、光源和嵌入标识物的 水凝胶假体等组成的组织形变测量平台。实时采集了穿刺过程图像,并利用形态学算法测量了组 织内标识物的位移。经误差补偿后,组织形变测量误差小于0.7 mm。该方法可提高机器人辅助针 穿刺手术精度。     

流动颗粒显微图像测量技术研究

针对显微环境下流动颗粒测量的需要,构建了测量平台,研制了基于MEMS 工艺的测量器件。在分析流动颗粒显微图像特征的基础上,提出了基于颗粒运动特性的图像 测量流程,其中提出了基于基准桢差分的目标提取算法,解决了流动颗粒目标分割的问题, 根据图像运动模糊的退化模型,研究了图像模糊恢复的问题。最后以润滑油中的磨损颗粒为 例,验证了该文的分析方法对流动颗粒检测的有效性。     

基于显著性信息和方向变换的图像压缩感知

结合基于图像块的显著性信息随机采样和基于投影Landweber的压缩感知重构算法,提出了一种新的图像压缩感知编码与重构方法.该方法在编码端通过图像显著性信息来分配不同的测量维数以实现测量维数的自适应,在重构端,通过在投影Landweber重构算法中用不同的方向变换来得到重构图像.与同类方法相比,在测量维数相同的前提下,重构图像的峰值信噪比和主观视觉效果都有很大的提高.     

基于多尺度残差网络的压缩感知重构算法

目前压缩感知系统利用少量测量值使用迭代优化算法重构图像.在重构过程中,迭代重构算法需要进行复杂的迭代运算和较长的重构时间.本文提出了多尺度残差网络结构,利用测量值通过网络重构出图像.网络中引入多尺度扩张卷积层用来提取图像中不同尺度的特征,利用这些特征信息重构高质量图像.最后,将网络的输出与测量值进行优化,使得重构图像在测量矩阵上的投影与测量值更加接近.实验结果表明,本文算法在重构质量和重构时间上均有明显优势.     

料流轨迹图像中特征半径的分析和提取

本文针对目前高炉布料轨迹测量分析的困难,引入模式识别技术,提出激光栅格物理标定方法,对料流轨迹图像的边缘算法进行对比分析,分析不同算法的图像处理结果,采用非固定探测的方法获得边缘算法的阈值。并根据不同激光波长的料流轨迹成像效果,对图像的特征半径的动态分析,对图像的不同特征点采用不同长度的特征半径分析,得到料流轨迹落点分布和料流宽度信息,重建料流轨迹极坐标分布图,为料流轨迹图像的信息获取提供更精确的数据,实现高炉操作的闭环控制自动化和工业信息化的精确要求。     

基于计算机视觉的齿条测量方法研究

提出一种基于计算机视觉的齿条测量方法。建立一套计算机视觉的测量系统,系统把CCD摄像机安装于光栅反馈式精密导轨上,精密导轨带动CCD摄像头移动对齿条各处进行图像采集,通过对采集图像的处理,实现全齿的测量,获得齿条的基本参数如齿距p、齿厚s等数据。实验对指示表卡尺齿条进行测量,并与东京精密S1910DX3轮廓度仪的测量结果对比,结果表明,此方法的测量精度能满足该类齿条测量的要求。该测量方法简单实用,有效提高了卡尺齿条的测量效率,为卡尺齿条的在线检测提供技术保障。     

压缩感知在医学图像压缩中的应用

调研压缩感知的数学理论基础和常用方法,包括稀疏变换、测量矩阵和重构算法,利用Matlab软件实现压缩感知实验,比较几种测量矩阵的性能,提出双阈值分块正交匹配追踪重构算法。根据图像不同区域信息量的不同,采取分块处理的方法并加入采样阈值,针对不同子图像块采取不同采样率,提高采样效率;加入判断阈值,降低重构效果对采样阈值的依赖。实验结果表明,该方法能够以较低的采样率实现较高的重构精度,使压缩感知在医学图像压缩方面得到了较好应用。     

分块子空间追踪算法

压缩传感理论是一种充分利用信号稀疏性或者可压缩性的全新信号采样理论。该理论表明,通过采集少量的信号测量值就能够实现可稀疏信号的精确重构。本文在研究现有经典重构算法的基础上,提出结合图像分块思想和回溯思想的分块子空间追踪算法（Block Subspace Pursuit, B_SP）用于压缩传感信号的重构。该算法以块结构获取图像,利用回溯过程实现支撑集的自适应筛选,最终实现图像信号的精确重构。实验结果表明,在相同测试条件下,该算法的重构效果无论从主观视觉上还是客观数据上都有不同程度的提高。     

基于FPGA高速图像采集卡的研制

在现代测量和检测领域,图像采集卡作为获取信息的重要手段和基础器件,是图像法测量和图像信息获取系统中的关键技术单元之一。针对高速图像采集时存在的模数转换速率高、数据量大、运算复杂等问题,采用了现场可编程门阵列器件(FieldProgrammableGateArray,FPGA)和数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP),实现了图像的高速采集和处理。     

基于图像分析的螺纹钢尺寸测量方法

针对螺纹钢复杂形状尺寸的测量难题,提出了基于图像分析的螺纹钢尺寸测量算法.首先,利用CCD相机获取多个视角的螺纹钢图像.其次,对获取的螺纹钢图像进行灰度化、滤波去噪、图像分割等预处理.而后,实现普通边缘检测方法,并提出一种亚像素的边缘检测算法,用于提取高精度的螺纹钢轮廓.在此基础上提出了基于普通边缘检测、亚像素边缘检测精度以及基于图像投影法的三种螺纹钢尺寸的测量方法,能够基于图像分析技术测量出螺纹钢的内径、外径、横肋间距、横肋与轴线夹角等尺寸与参数.最后,基于棋盘格标定靶进行简易标定以完成单位换算,获得了实际物理尺寸.实验结果表明,本文提出的方法可以实现螺纹钢多个主要尺寸的视觉测量,效果较好,为实现基于机器视觉技术的螺纹钢尺寸在线检测系统打下良好基础.     

基于支持向量机与结构相似度的图像数字水印算法*

针对空域数字水印算法鲁棒性差、难以抵抗较强的攻击的问题,本文提出一种基于支持向量机SVM与结构相似度SSIM的自适应图像数字水印算法。本文利用结构相似度算法SSIM计算不同图像子块的最大水印嵌入强度,通过回归性支持向量机建立不同图像子块与最大水印嵌入强度的相关性模型,实现了根据不同图像子块预测水印嵌入强度。本文在现有基于图像邻域像素之间相关性的时空域数字水印算法的基础上,选取图像中的图像子块进行水印嵌入,通过修改子块中心位置像素值,进行水印嵌入与提取。本文提出的算法在确保水印算法具有较好的透明性的基础上,提高了水印算法的鲁棒性。实验结果表明,该算法在保持较好透明性的基础上,对于JPEG压缩、噪声、中值滤波等攻击具有较强的抵抗能力。     

汽车精密零件外观缺陷视觉检测方法研究

针对汽车精密零件质量检测的需求,提出了基于机器视觉的精密零件外观缺陷检测方法,搭建了相应的检测平台。采用小波去噪进行图像预处理,基于Otsu算法改进了Canny算子中的双阈值的选取问题,较好地实现了图像的缺陷分割。利用Hu矩进行缺陷特征提取并通过样本特征训练SVM分类器,实现零件外观缺陷的识别与分类。以汽车转向器内部套筒为试验对象,搭建了检测系统,实验结果表明,该算法可有效实现了零件外观缺陷自动检测。     

CT图像重建滤波反投影析算法的精度研究

CT是常被用于医学和工业领域的计算机断层成像技术,这是一种优质无损诊断技术,即利用投影数据重建物体断层图像。对于精密部件的检测在图像重建无损检测应用中需要有更高的精度要求,CT应用中期待解决的关键问题是怎么样能直接重建出满足工程目标的CT图像。本文就系统地深入地研究了解析式图像重建算法的精度。在重建算法中滤波反投影（FBP）算法是解析法的根本,所以本文以该算法的实现,利用定积分数值计算方法,根据反投影的特点,提出了基于辛普生公式的精确反投影方法。     

单片机在光导器件稳定性测量中的应用

光导器件稳定性测量在工程中有着广泛的应用前景。本文提出一种软硬相结合的光导器件稳定性测量方法,以单片机为核心构建了信号处理和控制电路,实现对不同测量条件下光导器件上输出的模拟信号的采集和各种辅助装置的控制,然后传输到上位机进行处理分析,得出光导器件稳定性参数指标。