三维成像声纳图像后处理与可视化

针对基于线阵合成孔径技术的三维成像声纳缺乏有效后处理与可视化方法的问题,提出一个适用于三维成像声纳图像后处理与可视化方案。鉴于水体和地层2种介质具有不同的声学特性,使用组合算法分离水体和地层数据,利用基于边缘梯度均值约束的三维自适应区域生长算法分别对水底和地层目标进行检测,融合水体和地层数据,采用光线投射法进行三维实验数据的可视化。湖试和近海海试结果表明,该方案能够适应声成像中水体与地层的不同特点,有效检测目标,提高声纳图像的表现能力。     

基于形态学和Otsu 的固体火箭发动机CT 缺陷三维分割

为了能够准确判别固体火箭发动机内部缺陷的性质和可能对发动机造成的危害, 需要从三维空间的角度来观察分析。在传统的缺陷分析中,主要是通过观察CT 的二维切片序 列图像以及对二维图像的主观分析去发现缺陷体。为了对缺陷体进行更为准确、立体地分析, 提出对固体火箭发动机工业CT 三维体数据进行处理。首先,通过结合形态学和Otsu 阈值分割 方法对缺陷进行分割和提取;然后,重构出缺陷体三维体数据;最后,对体数据进行三维可视 化显示。实验结果表明,该方法能有效、准确地分割和提取固体火箭发动机三维CT 图像缺陷, 具有较强的鲁棒性。     

基于TIDW的木材内部缺陷三维应力波成像方法

为了更直观准确地检测木材内部缺陷大小、形状、腐朽程度等信息,提出了一种基于TIDW（Top-k Inverse Distance Weighted）的三维木材内部缺陷应力波成像方法。该方法在木材周围随机部署传感器,采集应力波速度数据集,并对木材内部缺陷进行三维应力波成像。TIDW算法将预估点的邻域关系扩展到三维空间,增加预估点的搜索半径,引入Top-k查询找出其邻域内影响最大的k个已知点,计算得到预估点的值并进行三维成像。与IDW算法相比,该算法具有更高的成像精度,能够更准确反映木材内部缺陷特征。     

基于光线投射法的目标三维重构技术

针对距离选通激光成像系统获得的图像源,为了减小断层图像间的距离远大于断层图像内像素间的距离这一因素对三维可视化的影响,增强三维显示效果,提高运算速度,在研究了光线投射三维重构算法的基础上,提出了距离分辨率远小于成像分辨率的插空帧光线投射法和通过旋转体数据实现从不同的视线角度进行观察的三维重构方法.仿真结果表明:提出的方法可行、有效,提高了目标的探测和识别概率.     

一种基于二维图像的三维仿真方法研究

针对二维的图像数据,综合运用计算机视觉、计算机图像处理和计算机辅助几何设计理论与技术,提出了一种实用的三维仿真方法.采用阴影恢复形状的方法获取三维形貌信息,利用图像分割技术提取物体的二维轮廓信息,通过三维形貌信息与二维轮廓信息的融合技术建立物体的数字化模型,通过B样条的万法实现数字化模型的重构.实例表明,方法可行有效,能够有效地去除图像的背景信息,改善重构模型的分辨力,为基于二维图像的三维仿真技术的广泛应用提供了条件.     

基于OpenGL的多臂井径仪三维成像系统的设计

文章介绍了多臂井径仪的测量原理,设计了基于OpenGL的多臂井径仪三维成像系统,详细介绍了多臂井径仪三维成像系统空间点的获得、数据的处理及软件的设计、三维重构的实现方法。从三维重构的整体效果图可以看出,该系统能准确、快捷地实现套管的三维重构,算法简捷合理。     

基于小波的图像序绘制算法研究

以三维医学ＣＴ数据为实验对象,描述基于小波的图像序列绘制的关键技术;物质人了数、体数数据的小波表示、明暗计算及体绘制积分的计算。修正现有文献中差异 分因子的定义,由此提出新的数据结构,阐述利用同一光线上相邻抽样点的相关性构造数据结构的技术,给出了简化的明暗计算方法,以重构三维数据场代替重构光亮度场,提出基于小 图像序绘制的改进算法。最后,通过实例检验了有关绘制算法的实用性能。     

基于图像分割的三维重构

三维重构方法是医学图像可视化系统、治疗计划系统的重要技术。基于图像分割的三维重构方法结合了图像分割、等值面抽取、网格简化三种技术,是不同于传统Marching Cubes算法的一种三维重构方法。它首先将医学图像分割为二值图,然后利用Marching Cubes方法进行等值面抽取,最后对得到的网格模型进行简化。实验结果表明,基于图像分割的三维重构方法加快了Marching Cubes的运算速度,改善了重构的效果,有利于实现对基于三维重构的大型几何模型的实时绘制和交互。     

基于智能的配电网电力大数据三维场景可视化分析

配电网电力大数据的三维场景重构是实现数据优化挖掘的关键,提出基于人工智能的配电网电力大数据三维场景可视化分析方法。建立配电网电力大数据三维场景的网格分布结构模型,并进行配电网电力大数据三维场景实时数据监测,根据监测结果进行配电网电力大数据的统计特征分析,对配电网电力大数据三维场景实时数据采用信息融合和模糊层析性分析方法进行信息融合和自适应调度,提取配电网电力大数据的三维可视化分布特征量,采用视觉特征重构技术,实现对配电网电力大数据三维场景可视化重构,在人工智能算法控制下提高电力大数据三维场景可视化重构的精度。仿真结果表明,采用该方法进行配电网电力大数据三维场景可视化重构的精度较高,提高了配电网电力大数据挖掘的效能。     

基于稀疏图像序列的雕塑点自动云三维重构方法

为了提高对雕塑点稀疏图像的点云三维重建的分析能力,提出一种基于稀疏图像序列的雕塑点自动云三维重构方法,基于稀疏散乱点三维重建和锐化模板特征匹配方法进行图像三维重建。采用三维角点检测和边缘轮廓特征提取方法,进行雕塑点稀疏图像三维点云特征检测,对检测的雕塑点稀疏图像点云数据进行信息融合处理,采用梯度运算方法进行特征分解,实现对雕塑点稀疏图像的信息增强和融合滤波。结合局部均值降噪方法进行图像的提纯处理,提高雕塑点稀疏图像轮廓重建能力,采用锐化模板特征匹配和块分割技术,实现雕塑点自动云三维重构。仿真结果表明,采用该方法进行雕塑点自动云三维重构的准确性较高,图像匹配能力较好,且重构输出信噪比较高。     

超声波时差法的三维矢量风测量系统

超声波测量水平风的技术已经在地面气象观测业务中应用多年,效果很好。将这种技术稍加变通,将测量的平面三角形结构变成正四面体结构的不相交两边,使之形成具有三维测量能力的特殊结构。采用步进频率测量技术,将发射的100 kHz频段的超声波进行扩频调制,通过相关接收后获得脉冲压缩,兼顾了较低峰值发射功率的接收灵敏度问题,以及超声波脉宽造成的时间测量精度问题,还具有一定的抗干扰能力。仿真和实验室初步实验结果证实了这种方法的可行性。     

基于支持向量机的纸张缺陷图像分类识别

根据支持向量机（SVM）在小样本、高维模式分类中具有的优良分类性能,提出将支持向量机应用于实际的纸张缺陷分类。针对三种现场易出现的缺陷,通过对缺陷图像进行预处理、特征选择,再利用SVM进行分类,利用交叉验证进行参数和模型选取,取得了较好的分类效果,为纸张缺陷的分类指出一种可行的方法。     

构件化软件系统缺陷的正交分类

构件技术越来越多地应用于软件系统中,了解这类软件系统中可能存在的缺陷及其详细信息,可以对这类软件系统进行有效的分析和测试。为此我们应用正交缺陷分类方法定义了构件化软件系统缺陷类型、缺陷来源、缺陷等级和缺陷状态四种属性。通过对构件化软件系统缺陷类型的了解,把正交缺陷分类方法应用在软件开发过程中,能够较好的预防引入同类缺陷;在软件测试阶段,利用正交缺陷分类方法,设计测试用例发现缺陷,提高构件化软件系统的质量。     

3维灰度矩阵的钢板缺陷图像识别

目的 钢板表面缺陷的种类多样、灰度结构复杂,现有的图像分割技术运用在灰度结构复杂、目标边缘模糊的钢板缺陷图像中仍然存在识别效率低、过分割现象明显等问题,本文结合图像灰度矩阵的空间特征,提出一种基于3维灰度矩阵的钢板表面缺陷识别算法。方法 首先根据灰度图像构建3维灰度矩阵;然后引入半类间方差改进克里金插值算法,绘制3维灰度矩阵的等值线图;接着构建等值线的拓扑关系树;最后根据自定义的全局搜索策略和局部搜索策略相结合,寻找局部凹凸区域,从而定位缺陷区域,达到分割钢板表面缺陷的目的。结果 本文方法能有效地识别钢板表面缺陷区域,对光照变化不敏感,在保证低误差率的前提下,提高了有效分割率。通过对氧化、辊印、结疤和气泡四类钢板缺陷图像进行测试,从分割效果和评价指标两方面对比其他钢板缺陷分割算法。与Fisher阈值分割法、经典的活动轮廓模型CV模型、基于半局部区域描述符的活动轮廓模型HTB模型和改进背景差分法进行分割效果对比,本文方法对四类钢板表面缺陷的识别更精确,分割结果更细致,一定程度上抑制了过分割现象。与大津法Ostu、1维最大模糊熵法1DMFE、最大模糊超熵法MFEE进行评价指标对比,得出对于分割孔洞和辊印图像,本文方法在误分割率均保持在2.0%以下的前提下,将有效信息率分别提升了1.6%和2.1%;对于夹杂图像,本文方法在3.4%的误分割率的前提下,具有85%以上的有效信息率。结论 提出的基于3维灰度矩阵的钢板缺陷图像识别算法可以有效地识别多种类型的钢板缺陷,即使在缺陷结构复杂的图像识别中仍具有较高的识别率。     

金属磁记忆检测软件的设计及研制

基于面向对象技术和OpenGL三维图形库,以VC＋＋为开发平台,设计开发出一套金属磁记忆采样检测系统的数据处理软件,并对A3低碳扁平样件进行了采样实验,表明该软件能以二维模型和三维模型的形式显示采样结果,直观地显示出样件的变形和应力分布情况,而且可以对图形进行处理、打印、保存,界面友好,实用性强。     

量子结构光电传感器读出电路的成像系统

针对目前国内CMOS量子结构光电传感器件调测、应用技术的缺乏与不足,设计了一种由低维量子结构光电传感器读出电路、ARM和通用计算机成像软件3部分模块组成的光电成像系统;利用单片ARM实现对读出电路模块的控制和数据采集,以USB方式通信,在通用计算机上编写设备驱动和成像软件呈现光电传感器所对景象的灰度图像;系统硬件简洁,可通过计算机图形化界面灵活,精确地控制光电传感器件积分时阃、偏压等参数,并有效获取传感器输出值;应用结果表明,系统为光电传感器的测量、调试以及应用开发提供了极大便利.     

多层复合材料超声检测的数值模拟

介绍了超声反射法的基本原理及其特点,并利用有限元方法对超声检测过程进行了数值模拟。通过对接收信号的分析,可以看出超声波检测复合材料检测精度较高,检测效果较明显,可以准确地识别出是否存在缺陷以及判断出缺陷的位置。     

基于超声检测的构件层间粘接缺陷识别方法

超声无损检测广泛用于检测界面粘接缺陷,然而粘接缺陷类型的识别一直是检测的难点.因此提出了一种基于多特征融合和主成分分析提取界面粘接状况回波信号特征的方法.首先通过对缺陷信号回波进行消噪处理,提取了缺陷信号时域和时频域的特征参数,并构成联合特征向量.随后,经过主成分分析消除联合特征向量的冗余信息并降低特征向量之间的相关性,实现降维,选取累计贡献率超过95％的主成分作为粘接类型的融合特征向量.最后用BP神经网络实现缺陷类型识别分类.实验结果表明,这种方法可以有效地识别出粘接缺陷类型,识别率优于单独时频域特征提取方法,为粘接缺陷的分类识别和无损评价提供了技术参考.     

航天软件测试模型构建与应用

针对航天软件高可靠性的特点,构建一种输入与输出模型测试方案,提出基于覆盖测试算法的测试方法,测试覆盖算法主要包含三种功能测试方法和三种结构测试方法。功能测试主要使用基于边界的方法、定义等价类、使用决策表分析三种方法。结构测试主要使用基于路径的测试、数据流测试、片测试三种方法。实例验证,该方法清晰明了、便于发现航天软件缺陷、降低航天软件开发风险与代价以及保证航天软件质量。     

利用切片法仿真模拟井眼轨迹的三维可视化

论述了基于井筒切片技术的三维井眼轨迹软件在WPF中的设计思路与实现过程。首先采用三次样条插值法模拟井筒轨迹曲线,然后构建井筒截面切片,最后依次连接各切片并对连接处作贴图渲染处理。可利用导入的参数绘出三维井眼轨迹图,还可利用鼠标操作来实现对三维图形的缩放和视角变换等功能。油气井井眼轨迹的三维可视化以一种直观、逼真的效果呈现给工程技术人员,使其摆脱了抽象和枯燥的井眼数据的束缚,可以更好地解决钻井过程中遇到的各种技术难题。现场数据的测试结果表明,软件能较为精确地反映井下状况,并且操作简便,符合钻井作业的实际需求。