多源监测信息融合仿生复眼型系统模式及感知计算机理

借鉴昆虫复眼获取与处理信息的机理和过程来构造多源、多尺度监测信息融合仿生处理系统模式,在水资源水环境的空中、地面多传感器时空定量监测应用中,多种卫星遥感传感器和地面监测传感器被设计“集成”在一个虚拟的仿生复眼平台上,通过模仿蝇类昆虫视觉信息获取和生物神经网络感知与计算的机理,实现大场景（LF）、小场景（SF）的协同监测和专题信息融合与决策,提出了空中、地面多传感器时空定量信息获取与处理的仿蝇复眼型信息融合系统模式,设计了基于仿蝇复眼感知与计算机理的多源信息融合工程模型和算法,包括虚拟复眼设计,虚拟复眼图像的预处理模型,LF系统和SF系统的感知与计算机理以及复眼图像超分辨率重构算法,仿真实验中验证了空中、地面多源多尺度监测信息融合的仿生复眼型系统模式、LF和SF系统计算模型以及复眼图像超分辨率重构的可行性与合理性。     

仿蝇复眼视觉系统中大视场图像的拼接

针对现有图像拼接算法难以满足实时性的要求,模仿蝇复眼的视觉机理,设计一种仿生复眼视觉系统,用多个摄像头模仿蝇复眼中的小眼,提出直接拼接算法,对各个摄像头获得的图像进行合成,形成一大视场图像.实验证明:在保证图像拼接质量的同时,直接拼接算法消耗的时间仅为传统的图像拼接方法的2.6%,可见该方法快捷有效,具有更好的实时性能.     

仿生型机器视觉研究

在深入分析人类眼球的神经机理、运动形式和特点及人类视觉神经通路的基础上 ,从模拟人类眼球运动构筑仿生机器眼和模拟人类视觉感知机理应用于机器视觉两个方面 ,探讨了视觉仿生研究的方式方法、研究进展、应用前景和发展趋势。提出了采用复杂系统控制方法构建多自由度仿生型机器人双眼运动模型的思路 ,分析了人眼固视微动机制的综合利用和应用价值以及超人眼系统的研究设想等新的视觉仿生研究方向。     

基于数字CNN与生物视觉的仿生眼设计

在充分研究第一代视觉假体功能的基础上,利用细胞神经网络(CNN)的图像处理能力,结合生物视觉中信息加工与编码的原理,设计了一款符合第一代视觉假体功能的仿生眼电路系统。     

计算机视觉赋能中小学实验教学设计研究

计算机视觉技术是人工智能重要的技术手段之一,作者通过计算机视觉技术在中小学科学、物理、化学、生物和地理等实验学科的应用,提出计算机视觉实验设计方案,尝试开展"人工智能+中小学实验"教学设计研究,并给出了计算机视觉技术赋能中小学实验教学的合理化教学建议.     

仿生眼视觉图像处理系统

为研制仿生眼球,构建了一个嵌入式的基于仿生控制的视觉图像处理系统。根据仿生眼对视觉系统的要求,设计了一个以TMS320DM642DSP为核心,以TVP5150、SAA7121H为编解码模块的视觉图像处理系统;实现了仿生眼视觉识别的一系列软件开发,包括实时图像采集、视频图像处理、视频输出及目标位置参数传递等功能;在CCS2.2的环境下,对视觉识别算法进行了探索,用经典的Prewitt算法以及改进的Prewitt算法对系统进行实验测试。     

仿生复眼成像仿真模拟

通过对仿生复眼成像机制的分析,建立了复眼偏歪成像的模型。应用焦点附近三维光场理论和偏歪成像模型仿真出了与复眼成像一致的像斑图像。仿真像斑较好地体现了实际像斑的基本特征。根据实际成像条件仿真的像斑可以为仿生复眼的聚焦特性改进和成像位置算法研究提供仿真依据。     

生物视觉系统的神经网络编码模型综述

生物视觉系统的研究一直是计算机视觉算法的重要灵感来源。有许多计算机视觉算法与生物视觉研究具有不同程度的对应关系,包括从纯粹的功能启发到用于解释生物观察的物理模型的方法。从视觉神经科学向计算机视觉界传达的经典观点是视觉皮层分层层次处理的结构。而人工神经网络设计的灵感来源正是视觉系统中的分层结构设计。深度神经网络在计算机视觉和机器学习等领域都占据主导地位。许多神经科学领域的学者也开始将深度神经网络应用在生物视觉系统的计算建模中。深度神经网络多层的结构设计加上误差的反向传播训练,使得它可以拟合绝大多数函数。因此,深度神经网络在学习视觉刺激与神经元响应的映射关系并取得目前性能最好的模型同时,网络内部的单元甚至学习出生物视觉系统子单元的表达。本文将从视网膜等初级视觉皮层和高级视觉皮层(如,视觉皮层第4区(visual area 4,V4)和下颞叶皮层(inferior temporal,IT))分别介绍基于神经网络的视觉系统编码模型。主要内容包括:1)有关视觉系统模型的概念与定义;2)初级视觉系统的神经网络预测模型;3)任务驱动的高级视觉皮层编码模型。最后本文还将介绍最新有关无监督学习的神经编码...     

仿生复眼结构的制作与测试研究

为了更好地利用生物复眼的光学性能,介绍了一种新型仿生复眼结构。通过使用传统光刻胶热熔法和NOA73紫外曝光固化技术,得到了NOA73和PDMS材料的微透镜阵列,比较了它们的聚焦效果和光强分布,得到NOA73材料具有更好的光学性能;然后利用PDMS的柔韧性进行了两次倒模,再通过紫外曝光把NOA73固化,得到了背靠背形式的仿生复眼结构;最后对结构进行了成像测试、光强分布测试,并对结果进行了仿真和理论分析,可知该结构具有良好的形貌,光损耗小,光学性能优异并且具有很好的重复性,制作简单,成本低,能够模仿生物复眼的部分光学特性。     

仿生机器人视觉导航研究分析

视觉导航技术是保证机器人自主移动的关键技术之一。为了从整体上把握当前国际上最新的视觉导航研究动态,全面评述了仿生机器人视觉导航技术的研究进展,重点分析了视觉SLAM(Simultaneous Local-ization and Mapping)、闭环探测、视觉返家三个关键问题的研究现状及存在的问题。提出了一个新的视觉SLAM算法框架,给出了待解决的关键理论问题,并对视觉导航技术发展的难点及未来趋势进行了总结。     

基于视觉仿生机理的成像目标检测和识别方法及感知计算

目标检测和识别是图像分析和理解的核心问题,构建了一种仿人眼视觉特性的视觉检测和目标识别体系结构及感知计算模式。借鉴人眼视觉信息获取与处理的变空间分辨率机理和稀疏性,构建大场景(LF)子系统和小场景(SF)子系统分别获取多分辨率、多尺度和不同精细粒度的初级视觉特征信息。提出了一种在小波域下受视觉注意力机制引导的LF子系统感知场景整体统计特性的目标检测和定位方法,由SF子系统集中对目标形成凝视并提取细粒度特征信息,对特征进行整合,形成兴趣图,然后采用非均匀采样、多尺度分析和胜者为王(Winner-take-all机制)产生目标间的竞争实现分类识别。仿真实验结果表明,统计分析方法降低了信息冗余,快速准确地检测出感兴趣目标区域,而基于注意机制的目标识别在多类目标分类中达到94.40%的总准确率。     

基于视觉仿生机理的铜带表面缺陷检测

受神经解剖学和心理学中有关视觉系统研究成果的启发,提出一种基于生物视觉仿生机理的铜带表面缺陷检测模型。该模型首先使用Gaussian金字塔分解和Gabor滤波器提取缺陷图像特征,合成特征显著图,然后模拟自底向上注意机制,分析视网膜中央凹的内容以获取what信息;再根据扫视仿真中访问点的时间顺序序列,即扫描路径,组成where信息流;最后利用离散的可观测马尔可夫模型,根据what信息和where信息调整相应类的单个马尔可夫链的概率,最大化训练样本的似然值,从而实现缺陷的正确分类。实验结果表明,本文算法在表面缺陷检测系统中的可行性及有效性,在多类缺陷分类中达到94.40%的总准确率。     

深度学习发展形势下计算机视觉教学内容革新

近年来，深度学习理论与应用技术获得了快速发展，其在计算机视觉中的应用日益广泛和深入，在诸多计算机视觉任务中取得了受人注目的成绩，给现有的计算机视觉教学内容带来了不容忽视的影响。在总结深度学习理论在计算机视觉各方面应用现状的基础上，提出计算机视觉教学内容的适应性革新，将深度学习理论融入计算机视觉教学中，更好地体现相关学科理论发展对计算机视觉教学内容变革的促进作用。     

计算机视觉系统框架的新构思

计算机视觉是人类视觉的模拟。计算机视觉四十多年的发展既取得了成绩也存在不足。在计算机视觉发展过程中,相继提出了三个主要的理论框架：计算视觉理论,基于知识的视觉理论和主动视觉理论。该文对这三个理论框架及其存在的问题进行了讨论,并提出了一个完善和通用的计算机视觉的系统框架。     

基于DVT技术快速构建计算机视觉系统

计算机视觉技术利用信号处理和计算机技术实现信息处理的全过程,已经在多个领域得到了广泛的应用.然而由于视觉处理问题的多样性、复杂性,对计算机视觉处理系统的研究和开发提出了很高的要求.DVT计算机视觉系统作为嵌入式视觉软件中典型的一种视觉产品,具有非常强大的功能和良好的性价比.通过对DVT视觉的深入研究和学习,提出了实际应用中快速构建计算机视觉系统的方法和策略,系统所具有的功能、布局等对建立具有自主知识产权的视觉产品具有重要的参考价值.     

光场成像技术及其在计算机视觉中的应用

目的 光场成像技术刚刚在计算机视觉研究中展开初步应用,其相关研究比较零散,缺乏系统性。本文旨在系统介绍光场成像技术发展以及其应用在计算机视觉研究中有代表性的工作。方法 从解决计算机视觉问题的角度出发,4个层面讨论光场成像技术最近十年的研究工作,包括:1)主流的光场成像设备及其作为计算机视觉传感器的优点与不足;2)光场相机作为视觉传感器的标定、解码以及预处理方法;3)基于4维光场的图像渲染与重建技术,以及其如何促进计算机视觉研究;4)以4维光场数据为基础的特征表达方法。结果 逐层梳理出光场成像在求解视觉问题中的优势和局限,分析其中根本性的原理与掣肘,力图总结出亟待解决的关键问题以及未来的发展趋势。结论 作为一种颇具前景的新型计算机视觉传感器技术,光场成像技术的研究必将更为广泛和深入。研究应用于计算机视觉的光场成像技术将有力的引导和促进计算机视觉和光场成像技术协同发展。     

机器人仿生学研究综述

机器人仿生学是从仿生的角度对机器人进行研究，是机器人领域的重要分支．本文从 结构仿生，材料仿生，功能仿生，控制仿生，群体仿生五个方面，归纳和评述了国内外机器 人仿生学的研究现状、特点、主要成果以及发展趋势．     

四足机器人的设计制作与实现

随着科技的不断进步和计算机技术的快速发展,机器人技术越来越受到人们的普遍关注,并在众多领域得到了广泛应用。本文基于仿生学原理,以atmel单片机为控制器的核心,舵机作为驱动元件,通过keil软件编写程序下载到控制板进行控制,做出了机构灵活、价格低廉的四足机器人。     

计算机视觉系统框架结构研究

计算机视觉系统框架的研究对计算机视觉是十分重要的,它指导着计算机视觉的发展方向。文章对计算机视觉发展几十年来在系统结构框架方面(主要是三维重建理论框架和主动视觉理论框架)所取得的研究进行了回顾和总结,并在前人所取得的成果之上,根据现有的实际情况,对原有框架结构进行了一些补充,同时对计算机视觉系统框架提出一些新的看法。