基于模糊理论和蚁群算法的图像边缘连接方法

针对边缘检测的断点问题,提出一种基于模糊理论和蚁群机制的断点连接方法。以原图像和传统检测算法得到的边缘为基础,分析出边缘端点,根据端点邻域内各像素的梯度信息,采用模糊判决方法,计算隶属度矩阵;由各像素的灰度梯度、隶属度和信息素确定转移函数,减小蚁群寻优的盲目性,提高边缘点定位的准确性。实验结果表明,该方法不仅能有效改善边缘不连续现象,且补偿边缘能更真实地反映原图像边缘信息。     

一种基于主动生长的边缘连接算法*

针对因漏检而断裂的图像边缘图中的边缘连接问题,提出基于主动生长的边缘连接算法。先检测边缘图中端点的位置和方向,再在端点处进行主动边缘生长并通过退化操作实现边缘的正确连接;通过退化和约束生长实现对边缘图的去噪处理。实验表明,本算法在不增加边缘图噪声的情况下,很好地实现了对断裂边缘的有效连接,有利于后续的图像分割、表达和匹配等处理。     

完全基于边缘信息的快速图像分割算法

为快速准确地进行图像分割和对象提取,达到图像实时处理的要求,提出一种完全基于边缘信息、具有良好并行计算特性的图像分割和对象提取算法.首先对经典Canny算子边缘检测进行改进、引入了断点检测和递归可控的低阈值边缘追踪算法,得到图像的原始二值边缘图;然后采用基于断点的边缘连接算法得到待提取对象的完整闭合边缘;最后提出四向扫描区域填充算法从边缘图中完整地提取出有意义的对象.实验结果表明,文中算法不仅可以准确地处理图像中的各类复杂边缘、获得良好的图像分割效果,同时具有优秀的并行计算特性,可以以并行方式、基于GPU实现完全实时的图像处理.     

基于蚁群算法的噪声图像边缘检测

针对噪声图像边缘检测问题,提出了一种基于改进蚁群算法的边缘检测方法。算法对蚁群算法收敛速度慢,易收敛于局部最优解的缺点进行了优化,引入了改进的蚂蚁生命周期策略,综合考虑像素邻域差和图像边缘曲线连续性等因素来确定启发式引导函数,在蚂蚁搜索起始点的选取、蚂蚁路径选择策略、信息素更新策略、启发因子的选择等方面提出了优化,实验证明,算法在收敛速度和边缘检测效果上相比传统蚁群算法有了较明显的改善,是一种较为有效的边缘检测方法。     

一种基于断点处边缘方向保持假设的闭合轮廓提取方法

文中提出了一种新颖的闭合轮廓提取方法.分析了当GVF Snake模型处理边缘断裂的图像时,存在无法提取目标原始轮廓信息,尤其是目标边角信息的问题.在GVF外力场演化的能量模型的基础上,基于保持断点处边缘原方向的假设,提出了一种新的具有边角保持特性的能量模型,由此模型得到了边角保持GVF(CP-GVF)外力场.CP-GVF外力场解决了当目标轮廓发生断裂时断点对于GVF外力场的影响问题,能够根据断点处的边缘方向信息,以保持该边缘方向的方式恢复目标轮廓中丢失的边角信息,从而恢复这类目标的原始形状.不同边缘结构的仿真图像和真实图像的实验结果验证了算法的性能.     

栅格地形图断裂等高线的自动重建EI北大核心CSCD

彩色栅格地形图分割提取的等高线图像中往往存在大量断裂,影响了等高线快速数字化采集.为了最大程度地实现图中所有断裂等高线正确匹配连接,提出一种断裂等高线自动连接重建方法.首先设计了多重递增回溯加权算术平均求断点方向角算法来提高断点方向角运算精度;然后设计了梯级最大约束角控制策略,从局部到全局逐级控制断点间匹配连接时的平缓程度,保留满足最大约束角条件的备选断点;最后采用欧氏距离和偏移角加权组合求断点匹配度算法确定最佳匹配断点;山脊、山谷等处折角过大的断点设计了抛物线形状断点方位码双向匹配算法进行匹配连接,图像边界区域断点沿前进方向自然延伸到图边.实验结果表明,该方法具备更高的正确率和完成率,稳定性和实用性好.     

栅格地形图断裂等高线的自动重建

彩色栅格地形图分割提取的等高线图像中往往存在大量断裂,影响了等高线快速数字化采集.为了最大程度地实现图中所有断裂等高线正确匹配连接,提出一种断裂等高线自动连接重建方法.首先设计了多重递增回溯加权算术平均求断点方向角算法来提高断点方向角运算精度;然后设计了梯级最大约束角控制策略,从局部到全局逐级控制断点间匹配连接时的平缓程度,保留满足最大约束角条件的备选断点;最后采用欧氏距离和偏移角加权组合求断点匹配度算法确定最佳匹配断点;山脊、山谷等处折角过大的断点设计了抛物线形状断点方位码双向匹配算法进行匹配连接,图像边界区域断点沿前进方向自然延伸到图边.实验结果表明,该方法具备更高的正确率和完成率,稳定性和实用性好.     

基于主动生长的断裂裂缝块的连接方法

针对沥青路面裂缝图像分割成二值图像后,存在虚假信息和边缘断点的问题,提出一种基于主动生长的断裂裂缝块的连接方法。该方法依据噪声呈孤立圈状,裂缝呈线性的特征去除虚假噪声信息;并采用区域填充法将裂缝轮廓内部空隙填充,使裂缝呈现块状;然后采用主动生长法进行断裂裂缝块的连接。实验表明,该算法在去除噪声的情况下,较好实现了断裂裂缝块的连接,有利于后续的图像测量、评估等处理。     

多阈值选取与边缘连接的边缘检测算法

论文针对Kirsch 边缘检测算子的缺点,提出一种多阈值选取与改进的边 缘连接算法相结合的方法,对图像,尤其是医学图像进行边缘检测。该方法首先用高斯滤波 器对原始图像去噪,使用传统Kirsch 算子计算梯度,然后设定低阈值和自适应阈值来保护 图像弱边缘和提取真正边缘,最后通过改进的边缘连接算法连接边缘。实验结果表明,论文 的方法具有保持弱边缘、连接性好的边缘检测效果。     

一种新的直线提取算法研究

研究了一种快速的图像直线提取算法。将边缘按方向划分成若干子边缘,利用判据从子边缘提取出局部直线,然后依据准则合并相应子边缘得到全局直线及参数。准确提取出图像中的直线特征及端点和方向等参数。实验结果表明,算法比Hough变换更准确、快速、可靠地提取图像的直线特征。     

灰度梯度感知人工蚁群的数字图像边缘检测

基于D.R.Chialvoetal.提出的原始模型和V.Ramosetal.的扩展模型,提出了一种用于数字图像边缘检测的基于灰度梯度感知的人工蚁群模型(ACGGP)。模型利用灰度梯度启发信息和信息素轨迹信息共同来指导蚂蚁的行为,这种策略能够有效地减小群体规模进而提高算法的时间性能。此外,还对模型体现出类似于某些人类视觉感知的机制,包括群体短暂记忆、图像主要特征敏感特别是能够良好抑制噪声的自发侧抑制机制等特征进行了阐述。模型在若干幅8bit灰度图像上进行了测试,并和Ramos模型以及经典数字图像边缘检测算法(canny算法)进行了客观比较。     

面向像对直线特征匹配的线特征矫正与提纯方法

目的 像对直线特征匹配是计算机视觉的重要研究内容,现有这类匹配方法均存在不同程度的误匹配问题。导致此问题的主要因素包括直线检测结果没有位于图像的真正边缘处、缺乏匹配线对的一致性校验。为此本文提出一种面向像对直线特征匹配的线特征矫正与提纯方法。方法 首先提取像对的边缘特征获得二值化边缘图,通过边缘梯度图及梯度矢量图（GVF）建立梯度引力图。其次,采用直线检测方法提取像对的直线特征,并通过梯度引力图矫正直线位置。最后,采用点特征匹配结果计算像对极线,并结合直线匹配结果确定最后的局部校验特征区域,通过随机抽样一致小邻域范围内特征相似性校验直线匹配结果,从而剔除误匹配直线。结果 对一组宽基线像对进行匹配实验,与直接采用直线匹配算法获得的匹配结果相比,矫正后的匹配结果剔除了大部分误匹配线对,将匹配准确率从50%提高到84%,继续提纯该匹配结果获得了100%的匹配准确率。在另一组宽基线像对的匹配实验中,经本文方法处理后的匹配准确率提高近30%。与前两组实验相比,第3组实验的像对摄影姿态变化不大,仅在尺度上有所区别,经本文方法处理后配准率从92%提高到100%。结论 采用本文方法可以大幅提高像对直线特征匹配的准确率,同时该方法可以很容易对其他直线匹配结果进行校正与提纯,具备较高的实用性。     

一种基于树结构的立体图像特征提取算法

针对立体图像匹配中的特征检测问题，提出了一种基于树结构的立体图像中边缘点、直线段、交点和凸多边形区域等特征的检测方案。该方法首先基于改进的Canny算子实现立体图像边缘的检测；基于立体图像的边缘梯度信息，文中提出一种分层并行式迭代式链码跟踪方法实现图像中直线段的检测：为提高检测速度并有利于凸多边形区域特征的检测，基于凸多边形区域的几何定义，通过提取直线段交点并采用树结构实现对已检测的相关直线段信息的遍历处理，最终得到树结构表示的凸多边形区域特征。实验证明，所提方法在结构化环境具有很好的检测精度和实时性。     

蚁群算法在图像边缘检测上的应用研究

将蚁群算法应用于图像边缘检测,提出了一种利用灰度梯度引导的蚁群搜索图像边缘的算法,其核心思想是利用图像的灰度梯度作为启发信息,并加入运动方向改变量,引导蚁群搜索边缘,迭代搜索可能的局部边缘曲线。通过对蚂蚁行走过路径上的信息素分布进行更新,使得分布在真实边缘上的信息素逐渐增大,从而使搜索逐渐向真实的边缘收敛,最后根据信息素的遗留结果提取的边缘曲线。此算法可有效抑制噪声干扰,最大限度的保留细节信息,以达到有效提取图像边缘的目的。同时在灰度提取及蚁群的选择上较已有相关算法有较大改进,并分析效果指出不足和进行相关的改进的方向。     

Cooperative transport by ants and robots

In several species of ants, workers cooperate to retrieve large prey. Usually, one ant finds a prey item, tries to move it, and when unsuccessful for some time, recruits nestmates through direct contact or chemical marking. When a group of ants tries to move large prey, the ants change position and alignment until the prey can be moved toward the nest. A robotic implementation of this phenomenon is described. Although the robotic system may not appear to be very efficient, it is an interesting example of decentralized problem-solving by a group of robots, and it provides the first formalized model of cooperative transport in ants.     

利用梯度信息快速提取直线边缘特征

立足于视觉检测系统的实时性需要,提出一种利用梯度信息的快速直线边缘提取方法。该方法首先利用梯度信息和两点确定一条直线进行线段基元的快速定位和扫描;然后对扫描得到的线段基元进行基于几何距离最小化的最佳直线拟合;最后使用端点投影距离的方法对线段基元进行共线性检测,连接共线的线段基元并对连接结果重新进行最佳直线拟合,得到最终的直线边缘特征。实验结果表明:该方法进行直线边缘特征提取的速度比目前文献中最快的Hough变换改进算法提高了1倍左右,适应能力强,可以满足视觉检测系统对直线边缘特征提取的实时性和精度要求。     

基于泛终端边缘计算的智能图像电力监控系统网络安全防护方式的采用和研究

图像识别、边缘计算和AI技术的不断发展为电力监控方式方法提供了更便捷的手段和更多的迭代数据资料,使电力监控系统更便捷、更高效地迈向数字化发展。但日益增多的设备、计算方式的改变和更大的数据量带来了更多的网络安全漏洞节点和网络安全风险。本文就基于泛终端边缘计算的智能图像电力监控系统网络安全防护方式的采取做了具体的探讨,意图采用更贴近实际的防护手段,为电力智能图像监控系统提供安全稳定的运行保障。     

Edge detection and curvature calculation in the visual system

A new model of edge detection in a visual system is presented, where the edge locations are assumed to be at the place of negative peaks of ▿²G * I. Related schemes of detecting edges and calculating the curvature of the edge locus are also presented. It is assumed that the locations of receptive field centers of geniculate cells move with an input image. The arrangement of the receptive fields is given as a solution of an optimization problem. An edge detection algorithm based on the arrangement is presented. The edge detection algorithms are applied to three examples, i.e., Helmholtz irradiation, a face image, and a circular one.This work was presented, in part, at the 9th International Symposium on Artificial Life and Robotics, Oita, Japan, January 28–30, 2004