基于B样条曲线的GHPF轮廓跟踪算法

针对视觉跟踪中粒子滤波算法的建议性分布函数选择问题,提出一种目标轮廓跟踪的高斯厄米特粒子滤波算法(GHPF).该算法采用B样条曲线描述目标轮廓,建立目标运动模型.利用高斯厄米特滤波器产生建议性分布函数,通过实时融入最新的观测数据来逼近系统状态的后验概率,提高了滤波估计的精度.实验仿真结果验证了所提算法的有效性.     

多特征方向偏好轮廓提取算法

轮廓提取是计算机视觉领域的经典难题之一.文中提出一种基于视觉感知机理的多特征方向偏好轮廓提取算法,分为3层结构:首先将亮度与颜色信息分离;随后使用高斯差模型进行滤波,模拟神经节细胞的同心圆拮抗机制;最后模拟初级视皮层的处理机制,通过方向滤波获取显著边缘信息,并利用固有变差对边缘进行筛选,最终整合输出轮廓结果.实验表明,该算法计算速度快,且轮廓提取结果完整、对噪声抑制强.     

基于DRLSE模型的运动目标跟踪

高斯粒子滤波不能处理曲线的拓扑变化,而基于水平集的几何活动轮廓模型能较好地适应拓扑变化,为了跟踪和提取刚体和非刚体运动目标精确的轮廓信息,提出基于距离规则化的水平集演化(DRLSE)模型和高斯粒子滤波(GPF)相结合的运动目标跟踪方法.首先用高斯粒子滤波对目标跟踪得到目标的运动区域,然后把水平集规则项引入到测地线活动轮廓模型中,以外接轮廓的中心为基础进行DRLSE.距离规则化不仅消除了水平集重新初始化的需要,而且避免了因此而导致的数值错误,在水平集演化过程中保持了水平集函数的规则化.最后,将获得的精确轮廓信息反馈到跟踪框架.实验结果表明,该方法适用于刚体和非刚体目标,在实际交通环境中跟踪结果更加精确.     

圆柱体轴线直线度误差的评定及其可视化研究

基于圆柱体的圆周轮廓最小二乘圆的圆心坐标,建立圆柱体轴线直线度误差的最小二乘法评定模型,提出用于圆柱体轴线直线度误差评定中实际轴线包容面的理想轴线与包容面的可视化方法。基于该模型,编制轴线直线度误差评定及其可视化程序。利用所编制的程序对孔的轴线直线度误差进行评定和图形显示。该可视化方法也可用于最小区域法的轴线直线度误差和圆柱度误差评定结果的可视化。     

一种改进的Harris特征点检测算法

现有Harris特征点检测算法采用高斯滤波进行平滑,图像存在角点信息丢失与偏移的现象。为解决该问题,提出基于变分B样条滤波与快速局部窗口搜索相结合的Harris特征点检测算法,选择具有低通特性的B样条函数作为平滑函数构造滤波器,引入形态学滤波中的极大值滤波思想,利用快速局部窗口搜索算法进行特征点局部极值的提取,从而提高特征点提取的精度和速度。实验结果表明,改进算法具有特征点提取快速均匀、检测定位准确、抑噪性好的特点。     

一种基于GHF 的高斯粒子滤波算法

高斯粒子滤波算法重要性权值方差不会随迭代次数的增加而增加, 能够较好地解决粒子退化问题, 但其重要性密度函数没有考虑最新的量测信息, 导致有效粒子数减少, 算法滤波性能下降. 针对该问题, 提出一种基于Gaussian-Hermite 滤波(GHF) 的高斯粒子滤波算法, 采用GHF构造高斯粒子滤波的重要性密度函数, 考虑最新的量测信息, 增加有效粒子数, 提高算法的滤波精度. 仿真结果表明, 所提出算法的滤波精度明显优于高斯粒子滤波算法.

     

基于贝塞尔滤波改进的测地活动轮廓图像分割模型

活动轮廓模型广泛应用于图像分割和目标轮廓提取,基于边缘的测地活动轮廓（GAC）模型在提取边缘明显的物体时得到广泛的应用,但GAC演化过程中,迭代次数较多,耗时较长。针对这一问题,结合贝塞尔滤波理论,对GAC模型改进。首先,利用贝塞尔滤波对图像进行平滑处理,降低噪声;其次,基于贝塞尔滤波的边缘检测函数,构建新的边缘停止项,且并入到GAC模型中;最后,在构造的模型中同时加入反应扩散（RD）项以避免水平集重新初始化。实验结果表明,与多个基于边缘的模型相比,所提模型在保证分割结果精确度的同时,提高了时间效率,更适用于实际应用。     

二维截面轮廓特征重建方法

针对目前轮廓特征识别算法存在识别结果易受噪声数据干扰、需对每一图形轮廓测量数据进行矢量化等问题,对二维截面轮廓特征重建方法进行研究,提出采用分步方式进行截面轮廓拟合的方法.首先,用平均增量法将测量数据进行直线段分段,并用最小二乘法对分段数据进行拟合,再把拟合结果存入链表内;然后,对于直线段链表内的相邻3条直线段,若相邻2条线段形成的半径满足给定阈值,则进行直线段圆弧拟合处理;最后,搜索拟合的圆弧段,如果存在2个或2个以上的连续圆弧,则将其重构为B样条曲线,得到二维截面轮廓特征的重构图形.该方法能有效减少拟合特征单元的数目,提高拟合精度.     

基于B样条的改进型Harris角点检测算法

在研究Harris角点检测算法时发现由于该算法采用高斯低通滤波进行平滑,因而对一些图像进行角点提取时,存在角点信息丢失和位置偏移等现象,而B样条函数可以收敛于高斯函数,并具有良好的逼近能力和紧支性等一些优秀的性质,从而基于B样条函数提出了一种改进的Harris角点提取方法.实验表明,该方法对提取角点非常有效.     

指纹图像二值化处理方法*

提出了一种新的带阻滤波二值化处理方法.首先,用带阻滤波和高斯低通滤波算法分别处理原始图像;然后,在高斯低通滤波图像中,用区域增长方法提取指纹的轮廓;最后,用轮廓线对带阻滤波指纹图像进行背景填充,把二值化处理限定在纹线区域内.通过实验证明,提出的二值化处理方法可以有效解决二值化处理方法中指纹的特征点丢失问题.     

基于中值滤波和小波变换的火电厂炉膛火焰图像去噪方法

针对煤电厂炉膛火焰图像含有脉冲噪声和高斯噪声混合含噪图像的特点,提出了中值滤波和小波变换相结合的火焰图像去噪方法。首先采用自适应权重中值滤波方法对火焰图像去噪,然后再对去噪后的图像进行小波分解,分解后对不同子带采用不同的滤波方法进行有效滤波。实验结果表明,该方法不仅能够有效地滤除图像噪声,提高火焰图像的质量,而且在边缘保持能力上比传统的去噪方法要好。     

数控系统连续微段重构与插补算法研究

针对目前微段加工研究中采用的非重构微段加工方法存在的加工轨迹与设计曲线轮廓误差较大,轮廓加工精度较低,及微段节点处速度方向不连续,因此加工表面质量不高,加工过程机床振动较大的问题。在计算机数控（Computerized Numerical Control,CNC）中采用实时曲线重构与插补算法进行连续微段加工以实现对曲面的高速高精度加工。微段插补技术包括样条曲线的实时重构及递推插补算法,及建立满足加减速要求的可以直接递推的插补样条曲线的重构条件。应用微段曲线重构技术进行的样件数控加工实验中,在保证曲线轮廓加工精度达到um级精度的同时,加工速度提高了2~2.4倍。实验结果表明,实时曲线重构微段加工不仅可以实现在重构曲线的范围内进行整体加减速速度规划,提高加工效率,而且加工轨迹的进给速度的衔接平滑,轨迹光滑,表面质量好,并且利用重构的可以直接递推插补的样条曲线,有效解决了平衡了复杂算法加工过程中精度与运算速度的矛盾,提高了加工精度。     

A spatio-frequency trade-off scale for scale-space filtering

We study implementation issues for spatial convolution filters and their Fourier alternative, with the aim to optimize the accuracy of filter output. We focus on Gaussian scale-space filters and show that there exists a trade-off scale that subdivides the available scale range into two subintervals of equal length. Below this trade-off scale Fourier filtering yields more accurate results than spatial filtering; above it is the other way around. This should be contrasted with demands of computational speed, which show the opposite tenet     

基于纹理贴图及高斯滤波的纹理反走样方法

MIPmap是当前各种硬件图形加速卡普遍支持的一种纹理映射方法,但它存在着过模糊和明显的走样现象。该文提出基于MIPmaps纹理数据结构的纹理映射算法,改进了纹理细节层次的计算方法,在存储带宽受限制的条件下尽量多存取纹理元素,并对存取的纹理采用高斯加权,从而改善了绘制图像的质量。     

A new fuzzy logic filter for image enhancement

This paper presents a new fuzzy-logic-control based filter with the ability to remove impulsive noise and smooth Gaussian noise, while, simultaneously, preserving edges and image details efficiently. To achieve these three image enhancement goals, we first develop filters that have excellent edge-preserving capability but do not perform well in smoothing Gaussian noise. Next, we modify the filters so that they perform all three image enhancement tasks. These filters are based on the idea that individual pixels should not be uniformly fired by each of the fuzzy rules. To demonstrate the capability of our filtering approach, it was tested on several different image enhancement problems. These experimental results demonstrate the speed, filtering quality, and image sharpening ability of the new filter.     

无刷直流电机自适应调速控制系统的设计

为满足实际应用需求，设计了一款基于SPANSION MB9BF121K单片机的三相直流无刷电机智能控制系统。在详细介绍了系统的设计方案后，硬件部分重点对电机驱动模块、信号检测模块及电流采集和保护电路进行了设计说明。软件部分在介绍系统结构和系统流程图后，重点说明了混合测速以及递推均值和RC滤波相结合的数据处理方法，以及分段自适应调节的PID速度控制。空载测试时，从250r/min加速到额定速度4000r/min，从额定转速减速到250r/min均只需约0.8s；负载测试时，在施加负载和撤销负载时，均经过约1.5s稳定到原来运行速度。无论空载实验还是负载实验，电流过渡到稳定值的时间和速度过渡到稳定的时间基本一致。     

基于改进的高斯混合模型的运动目标检测

运动目标检测是实现目标跟踪、视频监控的基础.针对基于高斯混合模型的运动目标检测算法的不足,提出了一种基于分块思想和高斯模型个数自适应的改进高斯混合算法.利用对视频图像分块的思想,在提高目标检测效率的同时,实现对视频的滤波处理;并利用高斯混合模型中高斯分布个数自适应操作来降低算法复杂度,提高运动目标检测的速度.实验结果表明:该算法比传统高斯混合模型运动目标检测算法具有更快的检测速度和更好的检测效果,并降低了检测噪声,能有效地检测运动目标,适用于运动目标的实时检测.     

Wavelet domain-based video noise reduction using temporal discrete cosine transform and hierarchically adapted thresholding

A novel spatio-temporal filter for video denoising, which operates entirely in the wavelet domain, is proposed. For effective noise reduction, the spatial and temporal redundancies that exist in the wavelet domain representation of a video signal are exploited. First, a 2D discrete wavelet transform is applied to the input noisy frames. This is followed by a discrete cosine transform (DCT), which is applied to the temporal subband coefficients to minimise the redundancy among the consecutive frames. The DCT transformed, noise-free coefficients in the different wavelet domain subbands for the original image sequence are modelled using a prior having a generalised Gaussian distribution. On the basis of this prior, filtering of the noisy wavelet coefficients in each subband is carried out using a new, low-complexity wavelet shrinkage method, which utilises the correlation that exists between subsequent resolution levels. Experimental results show that the proposed scheme outperforms several state-of-the-art spatio-temporal filters in terms of both the peak signal-to-noise ratio and the visual quality     

基于点云增强的网格化优化算法

针对三维点云在采用传统泊松算法进行网格化重建时,重建时间较长并且最终重建出的模型存在孔洞和局部细节缺失等问题,提出一种基于点云增强的网格化优化算法。该算法首先通过统计滤波对初始点云进行降噪处理,为了在保证细节特征的基础上提高重建效率,在通过体素滤波进行适当点云降采样的同时利用双三次样条插值进行点云孔洞修复,然后将移动最小二乘法误差函数引入到点云法向计算中以优化点云法向量的质量。实验结果表明,优化后的网格化算法较传统泊松重建算法耗时更短,并且在一定程度上提高了重建模型的准确度。     

A cubic spline package. Part 1 — The user's guide

The computer-aided-design research group at Cambridge University Engineering Department wrote this spline package for use on the Atlas 2 computer at the CAD Centre, Cambridge. It has recently been implemented (by Dr Morris and Mr P. M. McLellan) for on-line users of ITT, and the examples in the text have been run on ITTS-RTS^*. A version also exists for IBM 1130 and 360/370 computers.

The heart of this set of programs is a spline subroutine of original construction which can handle any number of points without rounding-error difficulties, and which allows the user to permute the end conditions from a wide choice. The mathematical basis for this subroutine will be described in Part 2 of this paper.