CT扫描测量的优化设计与实现

采用正交光路的有限角投影数据重建图像,从投影方向和投影系数两方面对CT扫描测量进行优化设计.在投影系数计算中,通过扫描线与平行于两坐标轴的平行线束交点坐标,快速精确计算出扫描线穿过每个像素格子的长度.计算机仿真结果表明,此优化设计可靠、有效,在保证最大误差不超过5%,平均误差不超过1%的条件下,计算量可减小一半,计算速度提高两倍.     

一种新型鱼眼图像轮廓提取算法

提取鱼眼图像轮廓是利用鱼眼图像的前提。传统提取鱼眼图像轮廓的扫描线逼近法对噪点抑制能力不强,精度差。本文提出了一种改进后的扫描线逼近算法,通过图像二值化,和切点的多级判定,增强了抑制噪点的能力,提高了算法的准确度。实验结果表明,算法能够精确快速地计算出鱼眼图像轮廓参数。     

基于单视图3D重建的快递纸箱体积测量算法

如何简单、精确地对快递纸箱进行体积测量是智慧物流中的一个难点,本文以物流行业中的快递纸箱作为研究对象,提出了基于3D重建网络精确测量快递纸箱体积的算法.首先通过图像预处理分割快递纸箱与背景图像并计算纸箱实际长度,接着使用3D重建网络得到快递纸箱的体素模型,最终后处理模块剔除噪点后计算出快递纸箱的体积.实验证明,我们的算法对快递纸箱的3D重建性能有一定的提升,并能简单精确地获得快递纸箱的体积.     

基于描述方法的SAR图像分割*

针对减少SAR图像分割中自由参数的问题,提出了基于最小描述长度的SAR图像分割方法。该方法经对数变换将SAR图像乘性噪声转换为加性噪声,对其建立描述模型,在描述长度最短意义上计算出重建图像,在假设SAR图像各区域实际地物后向散射特性对应的像素值恒定的前提下,该重建图像即为SAR图像的分割结果。该方法在分割的同时很好地抑制了SAR图像的相干斑噪声,保留了原始SAR图像的区域边界,并且不需要参数调节,整个分割过程自动完成,是一种非监督SAR图像分割方法。给出了该方法的具体实现步骤,实验结果验证了该方法的有效性。     

灰度矩边缘精确定位法的测量应用探讨

针对运用图像处理法进行二维尺寸精密测量的关键问题之一——图像目标边缘精确定位,提出了运用一维灰度矩亚像素边缘定位原理,分别计算若干条扫描线边缘,通过统计计算确定直线边缘的方法;在分析图像目标边缘像素灰度分布的基础上,确定了计算用像素点的选取原则;通过试验验证了这种方法的可行性,即采用一维灰度矩亚像素定位和统计计算方法可以进行精确边缘定位,并实现高精度几何尺寸测量;试验表明文中采用的方法定位精度可以达到小于0．01像素的水平。     

鱼眼图像轮廓提取方法的对比

要从鱼眼图像恢复出实际的场景图像,其前提是必须准确的提取出鱼眼图像的轮廓,而提取鱼眼图像的轮廓也就是确定鱼眼图像的中心和半径.从提取鱼眼图像轮廓着眼比较了最小二乘拟合法、面积统计法、扫描线逼近算法、改进的扫描线逼近算法等各自的优缺点.其中改进的扫描线逼近算法具有准确地提取鱼眼图像轮廓,计算量小,实时性好,校正效果好的特...     

一种改进的鱼眼图像轮廓提取算法

对鱼眼图像进行轮廓提取是利用鱼眼图像生成球面全景图的前提,鱼眼图像轮廓提取的扫描线逼进算法具有计算量小、速度快的优点,应用较广。针对其存在对噪点抑制能力不足的缺点,提出建立新的扫描线、控制阈值的选取以及对半径进行修正等方法对扫描线逼进算法进行改进,以提高算法对噪点的抑制能力,增强校正畸变能力。实验证明,算法能准确地提取鱼眼图像轮廓,计算量小,实时性好,获得了良好的校正效果。     

基于扫描线分段的图像稠密匹配方法

在分析相关视图扫描线特征的基础上,提出了一种基于扫描线分段图像稠密匹配方法。依据灰度特征,将校正图像扫描线划分为灰度相似的像素段,重构以灰度平均的像素段为基元的新扫描线,在计算像素段匹配的基础上进行图像稠密匹配,以降低视图稠密匹配过程中的歧义性,提高匹配效率,最后给出了实验结果。     

基于压缩感知的后退型自适应匹配追踪算法

基于压缩感知理论的重建关键在于从压缩感知得到的低维数据中精确恢复出原始的高维稀疏数据。针对目前大多数算法都建立在稀疏度已知的基础上,提出一种后退型固定步长自适应匹配追踪重建算法,能够在稀疏度未知的条件下获得图像的精确重建。该算法通过较大固定步长的设置,保证待估信号支撑集大小的稳步快速增加;以相邻阶段重建信号的能量差为迭代停止条件,在迭代停止后通过简单的正则化方法向后剔除多余原子保证精确重建。实验结果表明,该算法在保证测量次数的条件下可以获得快速的精确重建。     

基于乳腺钼靶X线图像等值面特征的乳腺区域阈值分割算法

乳腺钼靶X线图像中乳腺区域的分割可以帮助对图像进行深入分析和处理,从而提高乳腺疾病的诊断准确率。提出一种能有效提取乳腺区域的算法。算法分析了乳腺钼靶X线图像等值面面积变化不连续的特征并将其用于分割阈值的精确计算。该算法使用基于扫描线的方法来获得含乳腺区域的连通区域,比种子填充法效率更高。为了获得更纯粹的乳腺区域,通过一些精细地处理对乳腺区域相连的未曝光图像边框作了剥离。实验结果表明算法在乳腺区域分割的精度和执行效率上都有更好的表现。     

摄屏类图像重构算法

目前摄影摄像设备所采集图像的分辨率远远高于屏幕分辨率,因此摄屏类图像经缩放后往往有大量摩尔纹产生.针对该类图像摩尔纹干扰以及内存过大、图像短焦距畸等现象,本文首次提出了摄屏类图像重构算法.首先,通过长度自适应的线型滤波算法分离网状高频信号.再通过快速Greedy算法和贝努利随机游走提取图像的高频信息,根据液晶点结构的先验知识,构建完整的液晶排布模型并数学拟合,分离出被拍摄屏幕画面信息和液晶点网状纹路.最后对图像矩阵空间重构,以及颜色通道的插值恢复.重构算法在矩阵空间上与原始图像一致,实验样本与原图的直方图相似度达到80%以上,远高于摄屏图像与原图38.7%的相似度.算法保留了图像信息,舍去高频网状噪声,恢复原始矩阵空间,使图像更符合实际需求.     

基于镜面成像技术的三维立体视觉测量与重构综述

利用镜面成像技术获取被测物体或场景的三维信息得到研究者越来越多的关注。光线与平面镜或曲面镜交互时产生镜面成像。平面镜的反射属性可以改善视觉效果,基于光路射线展开过程可应用于不同的平面镜成像系统,采用光路展开替代镜面交互应用于三维场景,得到虚拟三维空间,平面镜成像使得复杂的射线交互可以用一种虚拟的方式可视化,且坐标系统的变化容易跟踪。曲面镜成像通常不具有透视投影属性,根据曲面的曲率来改变空间显示。曲面镜常常导致折反射,故针对不同的三维立体视觉测量及重构需设计相应的几何恢复算法。从计算机图形学和计算机视觉的角度,分析了镜面成像的基本原理,对近年来较典型的基于镜面成像技术的三维测量与重构方法及最新研究进展进行综述。     

从二维图像序列获取三维轮廓的算法及其实现

立体信息的获取是图像分析、计算机视觉中的重要任务之一,国内外学者在这一领域中作了大量的工作。目前获取立体信息的方法主要有接触法、立体视差法、飞行时间测距、结构光测距等,论文提出的新算法是根据摄像机或照相机连续拍到的被测物体图像序列,对每一幅图像进行水平切线分割,找到图像中的切点即图像中的某个水平面与背景的两个交点,依次对二维图像序列中的每一幅图像进行同样的操作,可以获得同一水平面上的若干点,对每个点赋予深度信息,然后将水平面上的点按顺序连接,从而获得图像序列所表示的三维物体的水平截面轮廓。实验结果表明论文提出的算法确实可行、有效。     

基于CS-GPSR的电容层析成像图像重建算法

提出将基于压缩感知(CS)理论的稀疏梯度投影(GPSR)算法应用于电容层析成像(ECT)图像重建过程中.采用离散Fourier变换(DFT)基将原始图像灰度信号进行稀疏化处理;将ECT灵敏度矩阵的各行按随机顺序进行排列,得到ECT系统观测矩阵,同时将测量电容向量的各行按相同顺序进行排列,得到观测投影向量;使用GPSR算法进行图像重建.仿真实验结果表明:基于CS理论的GPSR(CS-GPSR)算法重建图像质量明显优于LBP算法和Landweber迭代算法.本文所述算法可实现较高精度的图像重建,为ECT图像重建的研究提供了一种新的手段.     

一种射束与像素的快速遍历和求交算法

针对ART(algebraic reconstruction technique)算法重建速度慢的问题,提出了一种射束与像素的快速遍历和求交算法.该算法通过一个距离参数来确定射束穿过的像素索引并计算出射束覆盖像素的面积,距离参数采用增量计算,因而运算效率很高.利用该算法在图像重建过程中实时计算权因子,不但节省了大量的内存空间,而且大大提高了图像重建的速度.实验结果表明,提出的算法非常有效,与传统方法相比取得了17倍以上的重建加速比.     

基于SWOMP算法的EPMA影像优化重构

压缩感知历经多年发展,重构算法也比较多,其中分段弱正交匹配追踪（SWOMP）算法是一种改进算法,该算法对稀疏度没有要求,测量矩阵选择高斯矩阵,但是其重构效果并不理想。针对该算法的不足,同时结合电子探针影像,对该算法进行优化。该优化充分利用傅里叶矩阵的优势,同时对迭代次数和门限参数进行调整。首先,对常用的矩阵进行多次试验,找出最优质的测量矩阵——傅里叶正交矩阵;其次,对迭代次数和阈值进行修改,寻找最佳参数搭配,提高该算法重构质量。实验结果表明,本文方法在电子探针图像上的重构效果较好,达到超分辨率恢复要求,所重构的图像质量高于原有算法。     

基于Shepp-Logan头模型的锥束CT仿真投影快速计算

针对三维Shepp-Logan头模型投影仿真,提出了一种快速并行投影计算方法。首先依次计算三维射线与各椭球的交点,然后对交点序列进行排序,用排序后的交点序列来确定射线穿过模型的区域编号及长度,最后将每个区域内的投影累加得到射线的投影值。在此基础上,将计算任务分解为4个独立的子任务,通过多线程技术在多核平台上实现了锥束CT仿真投影的快速并行计算。实验结果表明,该方法非常有效,在四核平台上取得了约3.5倍的加速比;图像重建结果验证了该方法生成的投影数据是准确的。     

压缩感知二进制测量矩阵的构造

针对现有二进制测量矩阵重构性能和硬件实现的负相关性,提出了一种新型压缩感知二进制测量矩阵,伪随机块对角矩阵(PRBD)。PRBD矩阵使用平衡正交Gold序列、块对角矩阵和降采样矩阵,通过结构化的方法构造,不仅保留了确定性矩阵易于硬件实现和计算复杂度低的优点,而且利于贪婪追踪算法进行图像重构。实验结果表明,PRBD测量矩阵具有良好的重构性能,在峰值信噪比(PSNR)的指标上比常用的二进制测量矩阵提高0.5dB以上。特别地,PRBD测量矩阵可采用图像分块重构的方法,在保证重构性能良好的情况下,图像重构需要的时间较短。     

基于压缩感知的图片压缩与加密GUI系统

利用Matlab平台设计了基于压缩感知的图片压缩和加密GUI系统,主要解决海量图片的存储空间利用率低和图片数据安全问题.本系统采用小波变换基将图片系数稀疏化,将使用高斯随机矩阵进行压缩测量后得到的数据存储在服务器中,以减少存储空间,提高服务器空间利用率;同时将测量矩阵作为密钥进行加密,增加了图片信息的安全性,在需要访问时使用密钥矩阵和重构算法重构出原始图片.该GUI系统能够直观反映基于压缩感知的图片压缩与加密系统的工作过程.并且通过MCC将代码独立化为可执行exe文件,以便于直接对图片进行压缩、加密、存取和重构.     

ART算法快速图像重建研究

讨论了影响ART(Algebraic Reconstruction Technique)算法重建速度和重建质量的主要因素,包括投影数据访问方式、松弛因子和投影系数等。针对投影系数的计算占绝大部分重建时间,成为制约ART算法的瓶颈,提出了一种快速、实时的投影系数计算方法。该方法通过一个距离参数来确定与射线相交的网格编号并计算出相交长度,距离参数采用增量计算,极大地节省了时间。实验结果表明该文提出的方法非常有效,与Siddon算法相比,在保证图像质量不受损失的前提下取得了6倍以上的重建加速比。