一种改进的基于形变方法的图像拼接算法

为实现存在形变和曝光差异的图像之间的无缝拼接,提出一种改进的基于形变方法的图像拼接算法.该算法对已经配准的待拼接图像的重叠区域进行图像融合,先利用直方图匹配法使两幅待拼接图像分别生成符合对方曝光程度的图像,然后利用基于水平集的序列图像生成算法得到在两种曝光程度下的融合图像,再结合多分辨率图像拼接算法和动态规划最佳缝合线查找法对得到的融合图像进行拼接,最终获得拼接图像.通过对合成图像和标准数字图像的模拟拼接实验表明,该算法能同时实现图像形变和曝光差异的平滑过渡.     

基于自适应模拟退火及 LM 联合反演算法的 ECT 图像重建

为解决电容层析成像技术(ECT)中图像重建的非线性和病态性问题,提出了一种自适应模拟退火-Levenberg Marquardt (ASA-LM)联合反演算法。 改进了标准模拟退火(SA)算法的新解生成策略、能量函数的定义及退火策略,并结合 LM 的直接局 部搜索方法联合反演 ECT 图像重建问题。 同时,利用 Savitzky-Golay (SG) 滤波对 ECT 图像重建所需电容数据进行平滑处理以 提高其信噪比。 最后,进行仿真及静态实验,并与线性反投影(LBP)、Landweber 迭代及标准 SA 算法进行了比较。 结果表明,与 其他 3 种算法相比,ASA-LM 算法收敛速度快、图像重建质量明显提高,边缘信息保真度高,重建图像的平均相对误差为 0. 331 1,平均相关系数为 0. 933 1。     

图像自动拼接融合的优化设计

为了扩大摄像机拍摄图片的视场范围,提出了一种结合频域和空域进行图像序列自动拼接融合的优化算法。基于频域相位相关方法改进排序并确定重叠区域,使用改进的Harris算子在空间域提取图像角点(无需人工设定阈值),并通过双向最大互相关系数匹配获得初始特征点对;然后,用RANSAC法实现精确匹配;最后,利用图像均值结合线性加权函数实现图像的整体亮度调整和融合拼接。实验结果表明,该优化算法排序过程简单有效,特征提取匹配过程不仅提高了拼接成功率,其单次拼接时间较现有算法也提高了40%左右;另外,该算法较好地解决了图像间对应点难以确定的问题,对光照变化图像的拼接融合取得了满意的效果。     

显微图像的一种快速拼接算法

针对高放大倍数下，在一帧显微图像中无法获取所观测对象全貌的问题。运用基于块匹配的算法进行了多帧图像的自动拼接，并采用多分辨率技术实现了匹配算法的快速实现。拼接结果表明提出的显微图像快速拼接算法的简洁有效性．     

基于图像金字塔的超视场零件图像获取优化方法

基于互信息测度的图像拼接原理,提出了一种空域多分辨率、多尺度的拼接优化算法,以缩短超视场零件全景图获取的过程。实验证明,这种图像金字塔方法能显著提高图像拼接的效率。     

结合多尺度边缘增强及自适应谷底检测的浮选气泡图像分割

针对浮选气泡图像噪声大、边界弱、传统谷底检测算法对不同类型气泡分割不具普遍性等问题,提出了一种结合Contourlet多尺度边缘增强及自适应谷底边界检测的气泡分割方法。该方法通过对气泡图像进行Contourlet分解,得到多尺度多方向高频子带;通过对各方向子带的高频系数进行非线性增益处理,实现边缘增强和噪声抑制。对和声搜索算法的"调音"策略和参数设定方法进行了改进,对不同类型气泡图像自适应地获取谷底边界检测算法的最优参数,提取谷底并进行形态学的边缘完善处理。最后进行了分割实验,并与其它方法做了比较。结果表明,采用该方法对不同类型气泡进行分割时,平均检测效率(DER)和准确率(ACR)分别为91.2%和90.6%,较传统分割方法有较大提高。该方法无需手工调节参数,自适应能力强,精度高。     

双层过道布置问题的混合整数非线性规划模型及两阶段改进模拟退火算法

结合实际布局活动中,设施在多层空间布置的实际情况,提出了双层过道布置问题,并构建了该问题的混合整数非线性规划（MINLP）模型。针对问题特征,提出了一种改进模拟退火算法,通过采用两阶段改进策略,对退火过程及抽样过程进行改进。该算法以自适应搜索策略替代马氏链搜索长度,并引入记忆功能、回火操作以提高求解质量,通过设置双阈值来提高求解效率。应用所提算法对24个基准算例进行测试,并将其与原模拟退火算法和GUROBI精确方法作对比,验证了所提算法的有效性。     

基于活动轮廓模型和Contourlet多分辨率分析分割血管内超声图像

血管内超声斑块图像的分割对动脉粥样硬化疾病的诊断有重要价值。针对传统分割方法初始化和鲁棒性两个问题,提出一种基于活动轮廓模型和Contourlet多分辨率分析分割血管内超声斑块图像的新方法。该方法运用Contourlet变换将原图像分解为多分辨率低通分量和多分辨率带通分量方向性子带。对低通分量进行模板匹配,确定血管内腔边界和中外膜边界的初始轮廓;对带通分量方向性子带进行扩散滤波,抑制噪声的同时尽可能保留有用边缘,并结合边界矢量场使轮廓演化得到最终分割结果,从而提高了分割算法的鲁棒性。对100幅仿真图像和120幅实际图像的分割结果表明,该方法能自动、精确地提取血管的两条边界。相对于传统活动轮廓模型法,该方法分割实际图像的平均距离误差提高了3.04像素,面积差异百分比提高了6.30%。     

基于自相似性与多任务高斯过程回归的单帧图像超分辨率重建

在单帧图像超分辨率问题中,基于高斯过程回归的超分辨率算法没有挖掘相似图像片间的关联关系或者无差别地用相似图像片来扩充训练集合,都会导致重建的高分辨率图像中存在明显的噪声和伪影。对此提出了一种基于多任务高斯过程回归的超分辨率算法。该算法通过引入多任务学习思想,将输入的低分辨率图像进行分片处理,把每一个图像片的超分辨率过程视为一个任务。在对相似任务建模的过程中,通过最优化求解的参数集合来体现任务间的共性及差异,从而使模型的泛化能力和预测精度得以提高,在重建高分辨率图像清晰锐利的同时,噪声和伪影受到明显抑制。用常见的测试图像以及公开的图像测试集合进行的大量试验表明该算法在主观评价和客观评价两个方面均优于同类型算法及当前经典算法,峰值信噪比较其它常见超分辨率算法可提高约0.5dB。     

基于改进遗传算法的RV减速器选配方案研究

为了解决传统的人工选配方法在生产高精度RV减速器时面临的问题，提出了一种基于改进遗传算法的选配方案。该方案旨在实现批量生产装配数量最多且传动精度最优的一批RV减速器，并以最高匹配成功率为目标。该算法结合了RV减速器的结构特征，采用整数编码的方式对染色体进行编码，对交叉和变异操作进行改进，同时，引入了模拟退火算法和自适应调整策略，以提高算法的全局搜索能力和收敛速度。试验结果表明：基于改进遗传算法的选配方案具有更快的收敛速度和更强的全局搜索能力，可有效避免传统遗传算法出现的局部最优解问题，从而实现了较高的匹配成功率。该算法不仅能够为生产高精度RV减速器提供有效的解决方案，还有广泛的实际应用前景。     

基于组合优化策略的动车组悬挂参数优化设计

为快速获得改善车辆横向平稳性的最优悬挂参数,提出基于自适应模拟退火算法和非线性序列二次规划算法的组合优化策略对动车组悬挂参数进行优化设计。建立动车组动力学模型,利用最优拉丁超立方抽样方法选取对横向平稳性影响较大的悬挂参数作为设计变量;以横向平稳性为目标函数构建Kriging代理模型,并利用可决系数检验代理模型精度;采用自适应模拟退火算法对代理模型进行全局范围内初步寻优,在初步最优解的基础上采用非线性序列二次规划算法进行局部空间精确求解。研究结果表明,基于Kriging代理模型和组合优化策略的优化效率明显提高,车辆横向平稳性得到显著改善,并且优化前后运行稳定性均满足要求。     

浮点数编码改进遗传算法在平面度误差评定中的研究

随着智能制造系统的迅猛发展,应用元启发模式计算方法快速、准确地求解平面度误差值凸显出重大现实意义。为进一步提高平面度误差计算精度,研究了一种基于浮点数编码的改进遗传算法,在原有遗传算法的交叉变异基础之上,引入模拟退火思想,建立最小包容区域法的数学模型,通过计算机仿真获得了最佳适应度收敛曲线和平均适应度收敛曲线,优化结果表明相比传统遗传算法,平面度误差计算精度提高了33.67%。本算法采用浮点数编码、三段式交叉、转轮式选择和最优保存策略,借助模拟退火算法的局部搜索优势,提升了算法的整体性能,且更便于计算机编程,可进一步推广应用到智能测量仪器的其他高精度形位尺寸计算问题领域。     

Deformation measurement around a high strain-gradient region using a digital image correlation method

Digital image correlation could provide deformation information of a specimen by processing two digital images captured before and after the deformation. In this study, a hybrid genetic algorithm, in which a simulated annealing mutation process and adaptive mechanisms are added to a real-parameter genetic algorithm, is used to search for the deformed images to obtain both the strain and displacement data simultaneously. This method is applied to obtain the strain in a high strain-gradient region around a hole in a plate under uniaxial tensile testing. These data are compared with those obtained by using a strain gauge to judge the quality of the obtained strain data. The result indicates that the strain in a high strain-gradient region could be reasonably determined by using the present method.     

考虑模拟退火算法的多阶段主动配电网规划模型

为了提高多阶段主动配电网的规划能力,提出基于模拟退火算法的多阶段主动配电网规划模型。进行配电网规划的最优路径配置,结合输出功耗的自适应分配方法进行节点部署。构建多阶段主动配电网规划的参数解析模型,实现多阶段主动配电网规划过程中的寻优控制。通过结合模拟退火算法构建多阶段主动配电网规划模型,完成模拟退火寻优,进而实现多阶段主动配电网规划。仿真结果表明,采用该方法进行多阶段主动配电网规划的自适应调度能力较好,负载均衡能力较强,能够提高多阶段主动配电网规划的可靠性。     

Image reconstruction of electrical capacitance tomography based on optimal simulated annealing algorithm using orthogonal test method

Electrical capacitance tomography (ECT) is a visualization measurement method for two-phase flow. Imaging permittivity distributions using electrical capacitance tomography has always been one of the most significant issues studied by scholars, and the algorithm will have a great impact on the accuracy of image reconstruction result. This paper applies simulated annealing (SA) algorithm to image reconstruction in ECT. However, some parameters of SA algorithm need to be optimized in order to obtain better reconstructed images in ECT. The influence of different parameter values in SA algorithm for image reconstruction in ECT is studied, and a set of optimal parameters of the SA algorithm is obtained based on the orthogonal experimental design method in this paper. At the same time, simulation and static experiments are conducted. Reconstructed images by SA algorithm with optimized parameter are compared with the linear back projection (LBP) and Landweber iterative algorithms. The results show that better images can be obtained for typical oil-gas two-phase flow using SA algorithm. The quality and shape fidelity of reconstructed image for the central object are obviously improved.     

自适应SA-PSO优化的威布尔混合分布参数估计方法及应用

针对采用传统参数估计方法得到的模型拟合误差较大的问题,建立多重威布尔混合分布参数估计的非线性最小二乘模型,并提出基于模拟退火（SA）思想的自适应粒子群（PSO）算法进行求解。在PSO算法优化过程中,采用自适应方法调整惯性权重和加速因子,加快其收敛速度;引入模拟退火机制,根据Metropolis准则确定最优粒子的取舍,改善其全局搜索能力。将该方法应用到某型柴油机喷油器失效分布的参数估计中,并与图解法、基于Levenberg-Marquardt的非线性最小二乘法、标准PSO算法、自适应PSO算法求解的结果进行比较,分析所提方法的优化性能及精度。结果表明,该方法能够有效提高多重威布尔混合分布模型参数估计的精度和效率。     

一种适用于特征稀少零件的图像精确拼接方法

针对特征稀少零件的图像精确拼接难题,提出了一种基于相位相关法和闭环运动控制的图像精确拼接方法,以充分发挥软硬件的综合优势。该方法以具有足够特征信息的零件为对象,获取成像系统分别沿X轴和Y轴运动时的零件等距序列图像并预处理,再利用相位相关法求解图像配准参数。在闭环运动控制系统的良好重复定位精度支持下,将上述图像配准参数视为系统配准参数,以进行特征稀少零件的图像拼接。典型零件的图像拼接实验表明,该拼接方法用于特征稀少零件的图像拼接具有无像素级拼接错位和拼接速度快等优点。     

基于改进多尺度分形特征的红外图像弱小目标检测

为提高红外图像弱小目标检测的准确率和实时性,在分析用于红外图像增强的分形参数K相关的多尺度分形特征(MFFK)基础上,提出了一种基于改进多尺度分形特征(IMFFK)的红外图像弱小目标检测算法。首先,将基于地毯覆盖法的分形维数计算公式代入MFFK计算公式,提出了一种改进多尺度分形特征(IMFFK)用于图像增强。其次,对IMFFK特征计算进行简化,采用自适应阈值分割得到感兴趣目标区域,提出了一种具有较高计算效率的红外图像弱小目标检测算法。最后,通过仿真图像分析了主要参数对图像增强和算法耗时的影响,采用红外真实图像进行了算法检测性能测试,并与当前基于局部对比度测度的目标检测算法进行了对比。实验结果表明,提出的算法虽然在一些检测场景具有较多虚警,但能同时适用于弱小目标和较大目标检测,且无论目标为亮目标或暗目标。提出算法对于低分辨率红外图像(320×240)检测接近30 frame/s。提出算法具有较强的适用性,能够检测出红外图像中具有较高局部对比度的目标。