基于降采样和改进Shi-Tomasi角点检测算法的PCB图像拼接

针对大型多重复单元PCB图像拼接耗时长、拼接错误率高等问题,提出了一种快速鲁棒的图像拼接方法.对采集到的高分辨率PCB图像进行降采样,基于人工选点精准获取含重叠区域的图像单元作为配准区域;引入抑制半径的方法对Shi-Tomasi角点检测算法进行改进,使提取出的区域特征点分布更加均匀;使用暴力匹配方式分别对区域特征点进行粗匹配并通过RANSAC算法剔除误匹配点对后获得配准系数矩阵;结合仿射变换公式推导计算出原图像的配准系数矩阵,根据配准系数矩阵对待拼接的图像进行融合,得到完整的PCB拼接图像.实验结果表明,所提出的PCB图像拼接方法,加快了PCB图像拼接的速度同时也提高了特征点匹配精度,在对图像降采样8倍下,改进的Shi-Tomasi算法较传统的Shi-Tomsi算法和Harris算法在匹配正确率上分别提高了7.8％和4.0％,验证了该方法的可行性.     

一种基于曲线拟合的柱面图像匹配算法

传统的RANSAC误匹配剔除算法对柱面图像误匹配剔除效果较差,为了解决这一问题,提出一种基于曲线拟合的误匹配剔除算法.首先对两幅图像进行SURF特征提取并采用最近邻匹配法进行粗匹配,然后将匹配点对集合按照所在列数的大小进行排序,最后将每个匹配点对两个特征点所确定的直线的斜率集合、欧式距离集合分别进行曲线拟合从而剔除误匹配.实验证明,提出的基于曲线拟合的图像匹配算法明显增加了剔除误匹配后靠近柱面图像边缘部分的匹配点数量,提高了柱面图像匹配的精度.     

对动态目标进行匹配的快速算法

基于图像匹配模型,在小波变换和投影特征的基础上,提出对动态目标进行匹配的快速算法.首先对动态目标进入视场的方向进行划分,针对划分后的区域利用小波变换和垂直投影技术得到一个可能的匹配点集合,再将模板图在搜索图上对匹配点集合中对应的点上利用灰度相关归一化公式作匹配运算,从而得到匹配位置.实验结果表明,该算法在实现匹配精度的同时,更进一步的提高匹配速度.     

改进 ORB 提取匹配算法的 SLAM 应用研究

由于传统的ORB特征点提取匹配方法在图像纹理信息不丰富或者光照变化剧烈时极易产生特征点丢失、分布不均等问题,不利于SLAM系统的定位与建图。为此本文提出了一套较为鲁棒、精度较高的提取匹配算法。首先基于ORB特征点对其提取算法进行改进,计算自适应阈值并基于网格模型提取特征点,可提高特征点提取的鲁棒性并使其分布均匀。此外还提出了G-R图像匹配算法,基于网格特征计算邻域支持估计量来区分正误匹配点,再结合引入评价函数的RANSAC算法进一步剔除误匹配点,相比ORB-SLAM2原始匹配算法提高匹配精度9.36%,并减少时间消耗约13.6%。最后将本文提出的特征点提取匹配算法加入到ORB-SLAM2算法框架,经数据集与实际场景验证本文方法能有效提高ORB-SLAM2系统定位精度36.6%以上,使系统更具鲁棒性。     

基于模板匹配及粗糙度纹理指标的液位检测算法

针对发酵液生产过程中发酵罐内液位检测的实际需求,提出一种基于模板匹配及粗糙度纹理指标的液位检测算法。首先,系统通过工业相机采集实时液位图像,并针对环境因素影响,进行图像预处理来提高采集图像质量;其次,对图像进行透视变换达到矫正目的;然后,对灰度化图像中的感兴趣区域进行模板匹配,粗范围寻找液位位置;最后,通过计算粗糙度纹理指标精确查找液位位置,从而得到准确的液位高度数据,并将数据滤波后输出。实验结果表明,基于模板匹配及粗糙度纹理指标的液位检测算法在实际应用中检测结果准确度达到98.2%以上,且具有抗干扰效果好、实时性强等优点。     

基于地图匹配的室内定位算法研究

在对室内环境进行定位的过程中,基于粒子滤波的地图匹配算法能够实现室内定位结果与地图数据的有效融合。目前此类方法主要存在地图匹配时穿墙检测算法计算量大以及定位结果位于不可达区域的问题。针对穿墙检测算法计算量大的问题,在栅格地图的基础上建立地图信息矩阵,提出了一种基于地图信息矩阵的穿墙检测算法,在保证正确检测出穿墙粒子的同时,降低计算量;针对定位结果位于不可达区域的问题,提出了一种基于粒子滤波多重权重更新的地图匹配算法进行改进。理论分析和实测结果均验证了改进算法的合理性和有效性。     

基于旋转块的BM3D图像去噪改进算法

针对经典BM3D去噪算法中存在的相似块匹配误差较大及对图像细节保护不足的问题,提出了一种基于旋转块的BM3D图像去噪改进算法.新算法首先对参考块进行不同角度的旋转获取旋转块,通过旋转块进行相似块匹配过程;然后使用低秩正则化来代替传统算法中的硬阈值滤波;最后,对结合旋转块匹配与低秩正则化的BM3D算法进行自适应调整,从而改善在均匀图像区域中的去噪效果.实验结果表明,新算法的相似块匹配程度更高,峰值信噪比相较于经典算法平均提升0.5 dB,有效保留图像边缘和纹理细节.     

基于 AKAZE 特征提取与融合匹配算法的研究

图像匹配算法是很多计算机视觉应用的重要组成部分,其中算法的匹配准确度和匹配损耗时间是衡量匹配算法性能的重要指标。针对目前的图像特征匹配算法无法同时获得高匹配准确度和低匹配损耗时间的特点,提出了基于AKAZE算法特征提取与融合匹配算法相结合的匹配策略。通过AKAZE算法计算待匹配图像的特征描述子,融合匹配算法首先利用KD-Tree进行粗匹配,然后再结合PROSAC算法分两个阶段剔除误匹配特征点。通过试验测试,在获得高的匹配准确度的同时,保持低的匹配损耗时间。     

基于分层匹配追踪算法的电能质量复合扰动参数辨识方法

针对电能质量中的复合扰动信号分析问题,提出一种粒子群优化(PSO)和匹配追踪(MP)算法相结合的分层搜索的原子分解方法。首先应用MP算法提取基波分量,对于去除基波分量的残差信号,利用快速傅里叶变换找寻能量最大的频率成分,采用PSO算法粗搜索出最佳匹配粒子,然后以最佳匹配粒子为中心,在一定范围内重新离散化,生成小规模原子库,再应用MP算法有针对性地进行细搜索,最终得到最佳匹配原子,提取出电能质量复合扰动特征参数。仿真结果表明,该方法能克服MP算法匹配时间长、计算量大及PSO优化MP算法残差积累过大、容易陷入局部最优、匹配参数不准确等缺点,且具有一定的抗噪性和实时性。     

基于改进SURF算法的单目视觉里程计

针对传统单目视觉里程计在特征提取过程中误匹配点过多,匹配精度低、运算量大、提出了一种基于改进SURF算法的单目视觉里程计模型,首先使用SURF算法对单目摄像头采集的图像的相邻两帧进行特征点的检测与匹配,然后用RANSAC算法对误匹配点进行剔除,提高匹配的精度,减少运算量,最终求出相邻两帧图像特征点匹配的旋转矩阵R和平移向量T,完成运动估计.实验结果表明,该模型在预估曲线运动和直线运动时的运算速度分别提高了11.2％和10.38％.     

能量制约耦合比值一致性约束的图像匹配算法

针对当前较多图像匹配算法主要依靠阈值调节来完成特征匹配,导致算法的匹配正确度不高以及鲁棒性较差,设计了一种采用比值一致性约束的图像匹配算法。通过盒式滤波器替代高斯偏导函数,求取SIFT行列式,以提取图像特征。在特征点的邻域内计算Hu不变矩,求其特征向量。以特征点的向量为依据,并引入特征点邻域的区域能量,以获取特征匹配结果。利用匹配点对在空间上的距离关系,建立比值一致性约束方法,利用匹配点对的欧氏度量比值,搜索错误匹配,优化特征匹配结果。通过实验分析发现,与当前已有的图像匹配算法相比,所提算法的具有更高的匹配正确度和鲁棒性。     

基于改进ORB的图像特征点匹配研究

针对ORB算法不具备尺度不变性的缺陷,结合SURF算法,将ORB算法改进为SURB(SURF-ORB)算法。首先提取具有尺度不变性的SURF特征点,然后构建ORB算法描述子,特征匹配时,先对待处理图像进行区域分块,缩减原始搜索范围,节约了无效区域的特征点匹配时间,采用汉明距离完成初步匹配,然后结合PROSAC算法对初步筛选的点去伪,获得较为精准的匹配点对。实验结果表明,图像尺度变化时,SURB算法的平均匹配准确度为93.4%,约为ORB算法的3倍;SURB算法的平均耗时约为SURF算法的80%,具有较强的实时性和可行性。     

基于四叉树的SIFT与K-D树融合的图像匹配研究

为了解决SIFT算法在立体视觉中耗时长、误匹配度高以及提取的特征点扎堆的问题,提出一种基于四叉树的SIFT与K-D树融合的快速特征匹配算法.该方法采用一种结合了自适应阈值的快速特征点提取算法提取关键点,由于所提取的关键点具有扎堆现象,故提出一种四叉树结构并将其应用到图像匹配中.利用改进的K-D树与随机一致性算法进行关键点的粗匹配与提纯.实验证明,该改进算法的平均匹配速率相比SIFT算法提高了3.35倍,匹配正确率由86.18％提高到97.53％,同时该改进算法比SIFT算法在视角、模糊、光照以及尺度变化方面更具有优越性,所以该算法能够满足高匹配率、实时性好且特征点均匀化的要求.     

基于特征点概率模型与匹配的图像拼接算法

为了解决图像内容单一、特征点不明显且数量少而导致其难以拼接准确的问题,提出了基于特征点概率与匹配的图像拼接算法.首先,利用图像重叠区域特征的单应性,开发出对旋转、尺度及光照不变的可靠特征几何结构,计算焦距矩阵与旋转矩阵,实现特征点检测;利用随机抽样一致性算法,完成特征点匹配.然后,利用伯努利分布特性和贝叶斯计算,建立内点和离群点的模型概率,剔除错误匹配点,从而提高图像匹配精度,准确完成图像拼接.最后以条码对接是否准确为图像拼接质量判断基准,实验测试结果显示:与当前图像拼接技术相比,该算法拥有更高的拼接准确率与鲁棒性.     

一种基于VINS的视觉里程计改进方法

同时定位与地图构建(SLAM)是当今机器人领域的主要研究课题之一。针对如何根据图像估计相机位姿问题,提出一种基于VINS的视觉里程计改进方法(ORLK-VINS)。首先,通过双目相机获取图像信息;其次,将图像信息进行直方图均衡化处理,使图像对比度和亮度得到改善;然后,对原图像特征提取算法进行改进,引入ORB算法中带有方向的FAST角点;最后再将提取的特征点进行正反向的LK光流跟踪匹配,保证匹配特征点的精确性。实验表明,经过改进后的视觉里程计相较于主流的VINS-Fusion算法,在某些场景下拥有更好的实时性和定位准确性。     

一种优化的图像配准算法

为了降低传统尺度不变特征变换(SIFT)算法的特征点检测与匹配的时间复杂度,提出一种优化的图像配准算法,即采用Trajkovic算法检测特征点,并采用SIFT算法的分配描述符方法分配特征点描述符参数,再用稀疏降维原理对特征点描述符参数进行降维处理,最后,采用基于双向匹配的相似性度量算法进行特征点匹配。模拟实验选择检测图像的特征点数、匹配对数、正确匹配对数、匹配正确率、配准时间与配准时间下降率6个指标作为评估标准,结果表明,优化算法在特征点配准正确率方面与传统SIFT算法相当,但在特征点配准速度方面有明显提升。     

一种改进的SIFT血管图像特征匹配算法

基于特征提取的图像配准在医学领域得到广泛的应用。为了将尺度不变特性变换算法更好地运用到血管图像特征提取与匹配中去,根据血管图像特点,采用曲线拟合确定合适的低对比度阈值,并为了提高SIFT算法的处理速度以及匹配准确度,对SIFT算法的特征描述子进行降维处理,在特征点匹配阶段采用基于模比较的匹配方法,通过对比特征点描述向量模的关系寻找匹配点。实验结果及数据表明：改进后的算法在提高匹配速率和降低误匹配率方面均有提高,对临床血管疾病治疗有重要意义。     

基于改进匈牙利算法的非侵入式负荷匹配方法

针对非侵入式负荷监测中常用电力负荷开启与关闭的配对特性,本文提出了一种基于匈牙利算法的匹配方法。在该方法中,首先采用Prony滑动窗进行负荷事件检测,并以此提取投切前后的负荷变化特征信息;然后将负荷开启和关闭事件转换为二分图寻优匹配问题,结合增广路径寻找最大匹配的原理,建立功率代价矩阵模型,进而寻找负荷投入和切除的最佳匹配。进一步地,为了避免负荷事件开启和关闭的功率不对等,提出采用添加虚拟节点的策略对算法进行改进,引入灰色关联度评价与多重匹配策略。实验结果表明,所提出的方法能有效地识别出负荷的开启和关闭,为后续准确的负荷辨识奠定基础。     

面向智能运检管理的变电站运动目标立体匹配算法研究

针对目前变电站运动目标的立体匹配算法存在匹配点少、误匹配等问题,提出一种结合A-KAZE(Accelerated KAZE)算法和改进的SURF(Speeded Up Robust Features)算法的智能变电站运动目标立体匹配算法。采用A-KAZE算法用于提取两个图像的匹配特征点,利用二阶多尺度改进的SURF特征向量进一步计算二次响应,采用高阈值算法增加匹配点,随机采样一致算法消除不匹配点,完成匹配工作。通过实验比较,验证了该算法的有效性。实验结果表明,相对于未改进前匹配点对从908对提高到1 202对,匹配准确率从92.51%提高到96.17%,具有一定的实用价值。     

面向新型电力系统的智能变电站虚回路自动校验技术研究

针对新型电力系统智能高效的需求,提出了一种基于改进Levenshtein距离模糊匹配算法的智能变电站虚回路自动校验技术,基于改进Levenshtein距离模糊匹配算法实现不规范虚端子模型到规范虚端子模型的映射建立标准端子库,解决变电站配置文件模型不规范问题。引入Word2Vector相似性改进编辑操作权重设置提高算法的准确性。依据建立的标准端子库与已通过校验的SCD文件建立虚回路校验模板,基于标准化的校验模板实现虚回路自动校验。通过算例验证了所提方法可提升智能变电站虚回路校验智能化水平和效率。