基于等灰度线的二次曲面快速成象算法

在对二次曲面的空间几何模型和光照模型分析的基础上，提出了基于等灰度线生成二次曲面的快速成象方法。给出了等灰度线的空间表达式。从理论上解决了实现快速算法的关键问题：１．等灰度线投影方程的确定方法，用近似方法获得速度与精度的良好折中，２．等灰度线投影的点生成算法。并对算法的效率及精度作了分析。     

多项式曲线实时生成的快速算法

本文提出了一种多项式曲线实时生成的块速算法。对于一个ｎ次多项式曲线，若用ｍ条线段来逼近，则算法只需要ｍｎ次加法以及常量时间的预计算。     

灰度分布曲线与冰勺头部劈裂检测

冰勺头部劈裂会随其产生部位光照程度和开口大小对检测效果造成差异。为进一步消除现有方法对冰勺头部两侧光照较弱以及开口较小劈裂的漏检误检情况,设计一种基于灰度分布曲线的劈裂检测算法。算法在垂直方向计算冰勺头部的灰度均值,再对冰勺头部进行灰度校正并提取凹线段绝对幅值,最后基于准则计算劈裂位置的特征阈值。实验结果表明,所设计算法降低了劈裂的漏检率,能够提高冰勺出售前对劈裂缺陷的检测效果,消除安全隐患,具有一定的实际应用价值。     

等弧长原则的NURBS曲线离散算法

NURBS曲线广泛应用于工业产品复杂曲线曲面设计中,但在实际应用中常遇到曲线离散的几何处理问题。针对NURBS曲线离散问题,提出了一种按等弧长原则对NURBS曲线进行离散的方法。该方法引入步长函数控制离散曲线段的弧长,采用积分法和迭代法调整步长函数以控制曲线的离散精度,通过误差检验方法校验曲线离散的逼近精度。通过实际算例,验证了NURBS曲线等弧长离散算法的合理性和有效性。     

三维空间坐标的旋转算法

在进行三维空间图形的显示以及动画处理时,经常需要对图形进行旋转处理。旋转可分为绕坐标轴的旋转以及绕任意轴的旋转。三维空间中的坐标点(x,y,z)经过旋转后其坐标值变换为(x′,y′,z′)。本文讨论(x′,y′,z′)与(x,y,z)之间的坐标变换关系。     

保持轮廓清晰光滑的灰度图像放大算法

灰度图像放大时，插值所具有的平滑作用会退化图像的高频部分，使放大图像轮廓变得模糊，文中提出一种基于拟合分界线的插值放大算法，该处包括分割和插值放大两个步骤；分割是搜索出灰度图像的突变象素点，并用三次均匀B样条把它们拟合为光滑分界线，以把整幅图像分割为若干子区域；插值放大是基于拟合分界线对图像插值，即插值操作限定于原图像的某一子区域内进行。采用文中算法得到的放大图像不仅可保持轮廓清晰，而且可持续轮廓光滑，最后给出三个放大实例，证明了 文中放大算法比常规算法产生的图像质量高。     

基于面向对象BP算法的灰度位图图像处理

以BP神经网络压缩BMP灰度位图图像数据为例,采用面向对象的编程思想,提出一种基于面向对象BP算法的灰度位图图像处理方法。并介绍BMP灰度图像作为Windows环境下的主要图像格式的操作方法,给出部分源代码以及在微软VisualC++6.0编译环境下结合基于面向对象BP算法压缩BMP灰度位图后得到的图像。     

灰度位图背景杂质剔除算法的优化

本文主要针对目前痕迹识别中采集的具有背景杂质的灰度位图（.bmp）,通过离散区域与连通区域的数目统计,然后不同灰度级区域进行标识,设计出了两种更为优化的灰度位图（.bmp）背景杂质剔出的算法,并提出了两种算法整合使用的设计思路,算法实现了更高效高准确性的图像结果,在痕迹识别系统、人脸识别系统等应用领域中大大提高了整体程序的运算速度、更高效更准确的剔除图像背景杂质,得到最优化的图像结果.     

图像预处理算法在FPGA中的实现

本文论述了现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)在实时数字图像处理中的应用,同时给出了滤波算法的基本组成框图、VHDL程序的流程图等。因此,图像处理的速度能满足实时性的要求。     

一种实时并行图象匹配结构的设计

针对在传统串行结构上执行图象匹配算法时影响执行速度提高的原因，通过分析图象匹配算法的内部流水性，并行性，提出了一种加速执行图象匹配算法的硬件并行结构，通过引入流水线数据延迟及多个并行处理单元。该结构使得重复读取存贮器的操作次数大大减少，从而加速图象匹配操作。文中给出了该模型的实现框图，并计算了采用该结构执行图象匹配算法所需计算表明，对大小为６４×６４的搜索象，３２×３２的模板象。该结构可在不到９ｍ     

一种改进的图像素描生成算法

本文给出一种改进的图像素描生成算法。首先对图像进行梯度和反相处理,再将图像灰度化,从而产生图像素描结果,实验证明该算法快速有效。     

一种改进的图像模板细化算法

针对现有图像模板细化算法中存在的诸如迭代次数较多、细化速度较慢、图像某些部位细化不完全等问题，提出了一组改进的细化模板。针对指纹图像应用新算法进行的细化实验结果表明，采用改进的细化模板，新算法在保证对图像完全细化的同时，能显著减少细化所需的迭代次数，从而加快了细化处理速度。     

An Efficient Parallel Algorithm for Computing the Gaussian Convolution of Multi-dimensional Image Data

In this paper, we propose a parallel convolution algorithm for estimating the partial derivatives of 2D and 3D images on distributed-memory MIMD architectures. Exploiting the separable characteristics of the Gaussian filter, the proposed algorithm consists of multiple phases such that each phase corresponds to a separated filter. Furthermore, it exploits both the task and data parallelism, and reduces communication through data redistribution. We have implemented the proposed algorithm on the Intel Paragon and obtained a substantial speedup using more than 100 processors. The performance of the algorithm is also evaluated analytically. The analytical results confirming with the experimental results indicate that the proposed algorithm scales very well with the problem size and number of processors. We have also applied our algorithm to the design and implementation of an efficient parallel scheme for the 3D surface tracking process. Although our focus is on 3D image data, the algorithm is also applicable to 2D image data, and can be useful for a myriad of important applications including medical imaging, magnetic resonance imaging, ultrasonic imagery, scientific visualization, and image sequence analysis.     

面向并行图像处理的实时分布式操作系统的设计与实现

针对多片TMS320C64 DSP构成的多计算机体系结构的实时图像识别系统，设计并实现了面向并行图像处理的实时分布式操作系统PIPORTDOS（Parallel image processing-oriented real-time distributed operating system）．PIPORTDOS基于微内核体系结构，包括硬件抽象层、系统核心层、分布式消息通信机制和系统服务层四个层次．其多任务内核实现了基于优先级的抢先式调度、任务闻的同步和通信原语、实时的中断处理以及面向应用的缓存管理机制．为了实现对分布式并行图像处理的支持，PIPORTDOS采用了基于消息传递（Message Passing）的方式，并在实现中充分考虑了上层图像处理算法的应用需求以及DSP的硬件功能．相关性能指标表明，本文设计实现的PIPORTDOS完全可以满足系统的强实时性要求．在功能上也能适应算法对不同并行结构的需求．     

多义图像合成算法研究

提出了一种基于小波变换的多义图像合成算法。该算法首先通过视角来选择小波分解级对两幅目标图像进行小波分解,然后根据可选的小波融合规则和权值变量融合并重构出在两个视角下的多义图像;对小波算法与现有两种算法进行了分析比较,通过试验证明该算法合成的结果多义特性更好,合成图视觉效果醒目并充分保留原目标图像的色彩和细节特征。合成结果采取了均值降噪。     

飞机红外图像生成研究

红外成像仿真的关键环节在于红外图像的生成,飞机目标的红外图像生成是重要的研究内容,具有重大的军事意义和经济意义。基于理论分析和计算机技术提出了飞机目标红外图像生成的方法,根据红外物理学、空气动力学以及传热学等基本理论,建立飞机目标的红外理论模型,计算出蒙皮、尾喷管和羽烟等重点辐射区域的温度场和辐射场,利用灰度等级描述红外辐射信息,经过建模、视点变换、环境设置等一系列处理并渲染生成红外图像。实验结果证明,红外图像生成方法可行,结果可信。     

基于图像语义分割的真实毛笔笔触实时生成技术

书法在文化传承中占据重要地位,书法书写笔迹的生成也一直是计算机图形学的研究重点和难点.现存基于模型和经验的方法,由于建模难度大,大都将笔触表述为简单的几何图形并且缺少变化,难以真实还原毛笔书写的笔触和笔迹.使得现存书法笔迹生成软件仅仅用于娱乐,而难以上升到数字化书法教育层面.文中从计算机视觉的角度出发,通过4个相机获取毛笔的实时书写图像;针对Deeplabv3+语义分割算法无法有效地分割小尺寸类别的缺点进行优化,使用优化的Deeplabv3+算法提取图像中毛笔笔头等关键信息,并通过Hough变换和PnP位姿估计算法计算笔杆相对位姿;基于位姿信息矫正和融合各相机笔触图像,提出一种未知区域估计方法估计相机无法拍摄到的笔触区域.按照不同条件提取400多幅书写图像作为数据集并进行实验结果表明,优化后的Deeplabv3+算法平均交并比(mean intersection-over-union,mIOU)达到0.849,与优化前相比提升了0.117;在小尺寸类别上交并比(intersection-over-union,IOU)达到0.59,提升了0.473.在保证实时性的前提下,最终生成的笔触与传统基于模型和经验的方法相比,可以更加真实地还原书写时的笔触,并避免对毛笔进行复杂的建模,为笔迹生成研究提供一种新的思路.     

基于边缘的实时图像缩放算法研究

传统的基于图像边缘的插值算法由于自身的复杂性而很少用于实时图像处理,而不基于边缘的插值算法由于低通滤波的效应通常会使插值后的图像出现边缘模糊,影响视觉效果。针对上述问题,提出了一种基于边缘的自适应图像插值算法。该算法以相邻像素的二阶差分为基础,自动选择与目标像素点相对应的源像素组进行插值运算。在Matlab环境中实现了各种图像插值算法,然后对插值结果进行了主客观评价,并对各种算法获得的图像进行了边缘检测及复杂度分析。同时,设计了本文算法的硬件实现结构,并用Verilog语言进行描述,综合出目标代码,最后通过FPGA验证。研究表明,运用该算法插值获得了边缘清晰的目标图像,且该算法复杂度低,便于硬件实现。因此,该算法能有效地实现图像插值,适应于实时条件下的图像缩放。