一种遥感图像中建筑物的自动提取方法

目前,传统建筑物识别方法通常采用基于建筑物边缘线性特征的识别算法,这类方法具有简单高效的优点,但识别率较低。该文提出了一种综合利用建筑物的若干特征进行自动识别的方法。首先用Canny算子提取边缘。然后根据建筑物的空间分布特点和Hough变换特性。在Hough变换域进行建筑物边缘方向统计来筛选边缘线段,提取出潜在的目标边缘线段;接着该文提出了对建筑物的几何特征（例如矩形特征、角点特征和阴影特征等）和灰度特征进行识别的算法,将其识别结果做为判定建筑物目标的依据,最终准确地提取出建筑物。大量实验证明该方法相比较单一的线性特征检测方法,速度快、准确率高．具有较强的实际应用价值。     

基于线段融合的空间非合作目标稳健特征提取算法

相对位姿测量是空间非合作目标态势感知的主要内容,在位姿测量中,需要先对目标图像进行特征提取,而特征提取的精度和鲁棒性直接影响位姿测量性能。为了提高空间非合作目标特征提取的鲁棒性,本文给出一种基于线段融合的特征提取算法。该算法首先采用基于梯度的滤波器来消除空间目标图像的背景干扰,然后采用LSD直线检测算法、Hough Lines直线检测算法和Shi-Tomasi角点检测算法提取三组特征点,再用K-D空间划分树以及K最近邻搜索算法融合这三组特征点,保留包含显著特征的较少数量特征点,进一步组合成线段结构,并对线段进行融合,以此来提取反映目标整体几何框架的信息,从而提升稳健性。仿真实验和半物理仿真实验测试结果表明,本文提出的基于线段融合的特征提取方法在空间目标特征提取中具有更好的稳健性。     

基于序列图像车道线检测的自主导向方法

为了改善视觉导向的精度和计算性能，提出一种基于序列图像车道线检测的自主导向方法。首先，将获取的图像转换成HSV图像格式，划定车道线感兴趣区域(Region of Interest, ROI),对S和V通道的图像采用提出的区域垂直斜分OTSU算法实现二值化；然后，融合H、S和V通道二值化后的图像，对其进行边缘提取，依据提出的参数约束Hough变换，辨识出车道标识线；最后，结合序列图像的车道线位置，计算出车体的位姿，根据建立的导向控制模型，控制无人智能车的左右打轮幅值。理论分析和实验结果表明，该方法可以增强车道线辨识的实时性和鲁棒性，提高导向的精度。     

基于TOF相机的非合作矩形目标三维位姿测量方法

针对目前空间非合作矩形目标位姿测量过程中提取像素级特征点误差大、距离测量值不稳定等导致的测量精度不高的问题,提出一种基于TOF（Time-of-Flight）相机的非合作矩形目标三维位姿测量方法。首先对灰度图像进行修正的FAST特征点提取,然后分别计算提取出的特征点在相机坐标系和目标坐标系下的三维坐标,最后检测矩形目标亚像素级角点并融合30帧距离信息后再计算姿态角。实验结果表明,对于1m距离范围内边长为50mm的非合作矩形目标,Z轴、X轴、Y轴方向位置测量的绝对误差平均值分别为2.65mm、1.28mm、0.60mm。姿态角γ测量的绝对误差平均值降为0.52°。相对于传统的基于点云配准的位姿测量方法,姿态角测量的绝对误差降低了48.0%,显著地提高了非合作目标三维位姿测量的精度和稳定性,具有广泛的应用前景。     

一种新的高分辨率SAR图像道路提取算法

针对高分辨率SAR图像中道路目标难以有效提取的问题,提出一种新的高分辨率SAR图像道路提取算法,它结合了参数化内核图割和数学形态学算法。利用参数化内核图割对高分辨率SAR图像中的道路目标进行初级分割,用数学形态学填充空洞,平滑道路边缘;基于道路的几何特征,使用矩阵度、改进的长宽比、复杂度等因子去除虚警;针对处理过程中出现的道路断裂情况,利用数学形态学提取道路目标的中心线,同时根据线段邻近性、方向一致性准则对其断裂部分进行连接,用数学形态学还原道路宽度,得到道路提取结果。实验结果表明该算法不用进行SAR图像预处理,也可以有效抑制相干斑噪声,并且能准确、较为完整地提取道路目标。     

室内环境下基于平面与线段特征的RGB-D视觉里程计

针对室内环境的结构特点,提出一种使用平面与线段特征的RGB-D视觉里程计算法．首先根据RGB-D扫描点的法向量对3D点云进行聚类,并使用随机抽样一致（RANSAC）算法对每簇3D点集进行平面拟合,抽取出环境中的平面特征;随后利用边缘点检测算法分割出环境中的边缘点集,并提取出环境中的线段特征;然后提出一种基于平面与线段几何约束的特征匹配算法,完成特征之间的匹配．在平面与线段特征匹配结果能提供充足的位姿约束的条件下,利用特征之间的匹配关系直接求解RGB-D相机的位姿;若不能,则利用匹配线段的端点以及线段点集来实现RGB-D相机位姿的估计．在TUM公开数据集中的实验证明了选择平面与线段作为环境特征可以提升视觉里程计估计和环境建图的精度．特别是在fr3/cabinet数据集中,本文算法的旋转、平移的均方根误差分别为2.046°/s、0.034m/s,要显著优于其他经典的视觉里程计算法．最终将本文系统应用到实际的移动机器人室内建图中,系统可以建立准确的环境地图,且系统运行速度可以达到3帧/s,满足实时处理的要求．     

基于小波包变换的区域图像融合方法

提出了基于小波包变换的区域图像融合方法。首先对参加融合的两幅图像进行小波包多尺度分解,得到两个金字塔结构。然后,先分别提取每个金字塔最高层(分辨率最低层)的近似分量图像的边缘,把两边缘图像进行或运算以获取两幅图像的共同目标的边缘图像,并求两近似分量图像的均值产生一幅新的近似分量图像,使用文章提出的“区域聚类”的方法对新的近似分量图像进行分割产生一幅标签图像,此图中的每一个区域对应图像中的一个目标,同一区域中的所有像素都取同一个值,不同的区域取不同的值。利用标签图像,对小波包分解后最高层所有的高频细节分量图像按区域能量取大的规则进行区域对区域的融合,形成融合二值决策图。利用此二值决策图对最高层的低频近似分量图像和细节分量图像进行融合,最后重构。并采用均方根误差对该方法进行了客观评价。实验结果表明该方法有较好的融合效果,其融合性能比基于窗口能量取大的单个像素的小波包图像融合方法的融合性能好。该方法体现了真正意义上的“目标融合”。     

贴片机屏蔽罩视觉定位算法研究

针对贴片机生产中手机屏蔽罩视觉定位问题,分析了现有模板匹配算法的不足,提出了采用轮廓特征边提取算法实现屏蔽罩的视觉定位;算法针对屏蔽罩图像特点首先应用二值化及Blob点分析方法去除图像中的干扰点,再采用Laplacian变换提取出边缘轮廓,然后由外边缘轮廓提取出线段集并用屏蔽罩尺寸信息过滤出特征边,最后由特征边计算出屏蔽罩的中心及偏转角度;实验效果表明该算法的识别速度和精度都能满足实际生产的需要,并具有较强的鲁棒性。     

视觉约束下无人机位姿参数的后验估计

针对无人机相对机场跑道的位姿估计问题,提出一种利用机场跑道图像和机载位姿测量传感器进行参数后验估计的方法.首先利用高度表、全球定位系统、惯性导航系统等机载传感器测量无人机的位姿参数.假设各参数的测量误差的先验分布已知且彼此独立,将某时刻的一组测量值看作是对真实值的一次采样.与此同时利用机载已标定相机拍摄跑道的图像,并假设两条跑道边缘直线可从图像中准确提取.受两平行直线透视成像的约束,真实参数必然位于参数空间中某个约束曲面上,进而计算得到位姿参数的后验均值估计.仿真结果验证了该方法的有效性.     

增强现实环境下复杂板材的三维位姿跟踪方法

针对增强现实(AR)技术在实际工业生产场景应用中遇到的实时目标监测、复杂场景识别等问题,提出基于线特征求解板材三维位姿变化量的目标位姿跟踪方法,在单目摄像头环境下即可实现复杂表面板材的位姿监测与拟合。在利用头顶摄像头检测工件状态后,首先将当前帧图像进行降采样,再在HSV空间对进行图像预处理,并利用形态学梯度和改进的直线分割检测(LSD)直线算法提取边缘直线,然后结合模板图像的边缘直线以及利用多项式回归拟合关系曲线的方法求解出天线板的位姿变化量。实验结果表明:所提的基于改进的LSD算法提取线特征位姿监测方法相比基于ORB特征点和纹理特征位姿跟踪方法具有求解速度快、鲁棒性好等优点。     

形状角计算改进及其在矩形目标识别中的应用

目的 在轮廓特征识别中,形状角理论已经被证明为一种有效方法.形状角的计算精度和时间开销取决于轮廓上各离散点处切线方向的计算效率.现有基于Vialard算法的切线方向计算方法在处理矩形轮廓时步骤烦琐且存在较大的误差,导致使用形状角识别矩形时效率不高.针对此问题,提出一种基于傅里叶拟合的离散点切线方向计算方法.方法 首先对离散点进行极坐标转化,然后使用傅里叶级数拟合整个轮廓,最后再对拟合之后的曲线求导,从而计算出轮廓上各点的切线方向.结果 在本文所给出的实例中,本文方法计算平均耗时为1.5775 s,传统方法平均耗时为156.155 s,且计算结果更加精确.结论 本文方法可以避免Vialard算法及其衍生方法在处理矩形轮廓时产生的过度迭代的问题,时间复杂度降低两个数量级,结果更加准确.最后,将所提的改进形状角计算方法应用矩形轮廓识别中,通过实例分析,验证了该方法的准确性和可靠性.     

基于G-GMM的视频序列运动目标检测算法研究

为了能够从视频序列中快速准确地检测运动目标,在混合高斯背景差分法的基础上引入Grabcut算法,提出了一种新的运动目标检测G-GMM(Grabcut-Gaussian Mixture Model)算法。首先通过混合高斯模型背景差分法提取运动目标初始二值轮廓,构建其最小的外接矩形;然后初始化矩形内图像信息,寻找潜在前景区域;最后采用迭代算法实现最优化分割,得到准确的运动目标轮廓。实验结果表明,在静止摄像机户外视频监控系统中,提出算法具有较高的准确性和鲁棒性,对刚性和非刚性两类目标都具有较好的检测结果。     

基于图像轮廓分析的室内窗户检测

针对室内窗户检测的问题，提出一种基于图像轮廓分析的室内窗户检测方法。对预处理后的图像进行阈值分割和形态学处理；然后采用基于拓扑结构分析的边界跟踪算法，提取边界轮廓的一系列坐标点，根据窗户轮廓特点筛选出符合条件的轮廓，求各轮廓的最小外接矩形，计算两两最小外接矩形间的距离；最后利用最小生成树对各个矩形分类合并，确定窗户区域。实验结果表明，所提出的方法能有效地实现不同室内场景中窗户的检测。     

一种改进的二值图像矩形划分编码

矩形划分编码根据两点能够确定一个矩形的原理,把二值图像划分为矩形区域从而达到压缩图像数据的目的.由于图像边缘区域黑白像素混杂,导致图像划分时会标识出许多长而狭窄的矩形,这样得到的压缩效果并不理想,压缩比不高.针对这一局限进行了改进,提出了矩形窗口搜索算法,对图像中黑白像素区域都进行矩形窗口滑动搜索划分,以获取数量较少的能够覆盖像素区域的矩形.实验证明,改进的算法在划分矩形时能极大地减少矩形数目,提高压缩效率.     

Fuzzy shell clustering algorithms in image processing: fuzzyC-rectangular and 2-rectangular shells

Objective function-based clustering has been generalized recently to detect contours of circles and ellipses or even hyperbolas in a set of binary data vectors. Although there are special algorithms to discover lines, the detection of rectangles needs further treatment. A simple line-detection algorithm is not sufficient for rectangles since for identifying four lines as one rectangle, additional information such as the length of the lines and whether they are parallel or meet at a right angle is necessary. In this paper, a special fuzzy shell-clustering algorithm for rectangular contours is developed. The principal idea behind it can be generalized for other polygons so we also derive an algorithm that is capable of detecting rectangles and other polygons as well as approximating circles, ellipses, and lines     

Finding best-fitted rectangle for regions using a bisection method

In this paper, we have presented a new method for computing the best-fitted rectangle for closed regions using their boundary points. The vertices of the best-fitted rectangle are computed using a bisection method starting with the upper-estimated rectangle and the under-estimated rectangle. The vertices of the upper- and under-estimated rectangles are directly computed using closed-form solutions by solving for pairs of straight lines. Starting with these two rectangles, we solve for the best-fitted rectangle iteratively using a bisection method. The algorithm stops when the areas of the fitted rectangles remain unchanged during consecutive iterations. Extensive evaluation of our algorithm demonstrates its effectiveness.     

三元相图中字符提取算法

针对三元相图的特点,提出了一种基于轮廓跟踪的文图分离方法,通过轮廓跟踪得到每个连通域的外接矩形,分离出大小在一定范围内的外接矩形,从而实现文字与图形的分离。     

基于五块模式的单一矩形件排样算法

如何在一个大矩形里排入尽可能多的单一规格小矩形件是广泛出现在制造业领域 的板材分割、物流业领域的集装箱装载中的问题。采用五块模式将大矩形划分为五个块,求解 每个块里面矩形件的排样方式。首先,采用动态规划算法一次性生成所有块中矩形件排样方式, 然后,采用隐式枚举法考虑所有可能的五块组合,选择包含矩形件个数最多的五块组合作为最 终的排样方案。使用算例对算法进行了测试,并与另外4 种单一排样算法进行了比较。实验结 果表明,该算法在排样利用率和切割工艺两方面都有效,而且计算时间合理。     

基于蚁群优化算法求解矩形件排样问题

布局问题来源于生产实际,优秀的布局可以提高原料利用率,降低成本,提高经济效益,对许多行业有重要意义。矩形件优化排样是一类具有NP完全难度的组合优化问题。人工蚁群算法是对蚂蚁群体行为的模拟抽象,该算法具有分布计算、信息正反馈和启发式搜索等特点。本文将蚁群算法和剩余矩形法结合用于解决矩形排样问题,首先用蚁群算法将矩形件排样问题转化为一个排列问题;然后通过剩余矩形排样算法排出每一个排列所对应的排样图;最后用算法对文献[9]中的两个算例进行了验证,表明了其有效性。     

基于梯度矢量流主动轮廓模型的等高线提取算法

为了提取彩色地形图上的等高线,首先把RGB颜色空间转换为HSV颜色空间,对彩色地形图进行分色,以获得棕色等高线的二值图像;然后利用数学形态学的方法对二值等高线图像滤波,消除等高线线体内的孔洞.利用梯度矢量流主动轮廓模型在等高线二值图像上直接提取未经细化的等高线,并结合等高线断裂区域的等高线流向场连接断裂的等高线.最后验证了文中算法的有效性.