基于直线逼近的图形角点检测技术研究

拐点是数字图像中的一个重要信息载体,本文针对具有类直线边界的图像提出一种新的拐点检测算法。该算法并非通过在连续空间内选择支撑区域计算每个点的特征值来选择角点,而是在针对特定图形特征,首先通过Freeman链码提取图像边缘;然后通过图像支撑点和连接点的概念过滤掉一些明显不为拐点的像素;最后用直线逐段来代替图像边缘曲线,而替代直线的端点则构成了图像的拐点。     

基于边缘方向直方图的印鉴鉴别方法

提出一种基于边缘方向直方图的印鉴鉴别方法。经过Canny边缘检测算子提取待检的纯印鉴图像的边缘像素点,计算边缘像素点的法向量方向角并量化为边缘方向直方图,采用循环移位最小值计算直方图的相关性进行印鉴图像匹配。实验结果证明,该算法具有旋转不变性和尺度不变性等优点,并具有一定的鉴别能力。     

基于多尺度特征融合的边界检测算法

针对以往边界检测算法提取的噪声边界过多,导致最终检测的效果提高不多的问题,本文提出了一种基于多尺度特征融合的边界检测算法。在单一图像尺度下,该算法利用图像抠图领域的Trimap和抠图算法生成图像中物体层次特征,并结合提取多尺度的像素层次特征得到边界信息。为了进一步减少过多的噪声边界,该算法提取多尺度图像下的边界信息,并通过融合这些边界信息来过滤噪声边界。在美国加州伯克利大学的BSDS500数据集上进行实验,实验结果表明该算法比单一图像尺度下的边界检测算法具有更高的准确率。     

一种新的宽基线图像匹配方法

在宽基线图像匹配中,图像存在3维视角、尺度、旋转和灰度差异.为此,构造了一种新的基于局部二值模式直方图傅里叶特征的特征描述符,并通过对传统宽基线图像匹配算法框架中不同部分算法的对比分析,提出了一种新的宽基线图像匹配方法.首先,提取基准图像和实时图像中具有尺度和仿射不变性的最稳定极值区域,并利用新的特征描述符对这些区域进行图像旋转和灰度不变性描述;然后,根据近邻欧氏距离比值准则提取两图像中匹配的最稳定极值特征区域对;最后,利用顺序抽样一致性算法剔除误匹配特征区域对,估计两图像的外极几何关系,得到匹配结果.仿真结果表明,新算法能够适应待匹配图像间较大的3维视角、尺度、旋转和灰度差异,实现稳定的宽基线图像匹配.     

基于区域统计直方图与自适应规则的图像匹配算法

当前解决图像匹配算法主要是依靠独立像素点的灰度特性来完成图像配准,当匹配图像存在较大的灰度差异时,易出现较多的误匹配点,使得算法的鲁棒性与匹配正确度不高。提出基于区域统计直方图耦合自适应规则的图像匹配算法。首先,利用积分图像的方式求取矩形区域内像素值,再采用Hessian矩阵行列式提取特征点,以提高算法的计算效率;然后,引入极坐标系,对特征点的邻域进行分割,利用像素点对应的微分不变矢量的特性,构建区域统计直方图模型,用以求取分割区域内所有像素点的微分不变量的统计直方图,生成特征描述子。将特征点对应的描述子向量进行欧式度量,借助自适应规则对门限值进行整定,完成特征点的匹配,以提高算法的匹配精度以及鲁棒性;最后,引入PROSAC算法,通过对匹配特征点之间的极限距离平方和进行评估判定错误匹配点,以剔除错误匹配点。仿真实验结果表明,与当前图像匹配算法相比,所提出的算法具有更高的配准精度与鲁棒性。该算法在图像伪造、图像检索等信息应用领域具有重要应用价值。     

基于投影特征的快速图像匹配方法

为了减少现有投影法模板中的冗余像素和匹配过程中无效的投影计算,提出了一种基于投影特征的快速图像匹配方法。基于投影法匹配原理和目标物体最小纵横比矩形特性,构造出平行四边形模板,并应用四方向链码实现该模板的投影变换;在图像匹配过程中,基于模板投影数据的取值范围和动态阈值序贯相似性检测原理,实现投影变换过程中灰度值的实时判定。实验结果表明,本文提出的方法与其他图像匹配算法相比在运算速度上优势显著。     

基于尺度配准的航拍图像与卫星影像匹配方法

随着无人机航拍技术的普及,航拍图像在目标检测和跟踪的应用得到普遍研究,而航拍图像与卫星影像的匹配研究相对较少。由于成像机理和成像视角的不同,无人机航拍图像与卫星影像存在较大的尺度差异,现有的图像匹配方法难以实现航拍图像与卫星影像的有效匹配。为了解决这一问题,提出了一种实现具有大尺度差异的航拍图像与卫星影像匹配的方法。该方法通过卫星影像的经纬坐标信息和无人机航拍图像成像时刻的相机位姿信息,对无人机航拍图像进行方向和尺度的配准;然后利用航拍图像成像时刻的位置信息,对卫星影像进行粗匹配,得到包含航拍图像匹配区域在内的卫星影像子图;再利用神经网络提取配准后的航拍图像与卫星影像子图的卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）特征,并基于CNN特征实现航拍图像与卫星影像的精匹配。仿真实验结果表明,本文所提方法能够有效的实现大尺度差异的航拍图像与卫星影像匹配。通过将本文匹配方法与现有图像匹配算法匹配精度的对比分析,证明了本文匹配算法的有效性和优越性。     

一种扩展边缘特征的图像定位方法

针对图像匹配受几何变形影响的情况,采用侧抑制竞争方法准确提取图像边缘。比较边缘移位对图像匹配的影响,提出扩展边缘特征的匹配方法,改善了因各种原因造成的基准图与实时图的变形对匹配定位的影响。实验表明,本文的图像边缘提取和扩展边缘特征匹配方法具有模型简单和抗几何变形的能力等特点,便于实现。     

基于特征的SAR图像与光学图像自动配准

针对现有配准方法在用于SAR图像和光学图像配准时,存在受SAR图像相干斑噪声影响大,手工选取配准点精度低等缺点,提出了一种基于区域特征提取的图像配准方法．对SAR图像首先进行相干斑噪声抑制,并采用图像分割的方法提取出封闭区域的边界作为特征,然后与可见光中提取的边缘利用闭合区域边缘链码的相关寻求匹配,精确配准的误差达到子象素级水平．实验结果表明,该方法能够以较高的精确度从SAR图像中提取配准控制点,从而实现了多传感器图像的自动配准．     

小波变换在图像匹配技术中的应用研究

针对单一图像匹配算法抗噪声能力和抗几何形变能力差、以及计算量较大等问题,提出一种基于小波变换后图像统计特征的图像匹配识别算法.利用小波对图像进行多个尺度的二维小波变换,分析反映图像在不同尺度和不同方向上能量分布情况,通过计算统计特征量和标准图库中图像统计特征量之间的夹角,确定待识别目标,利用该方法对图书条形码进行识别.研究结果表明:采用小波变时频特性对图像进行去噪处理以及边缘检测,能够剔除图像噪声干扰并充分保留原始图像信息;将小波变换后的近似系数、水平、垂直和对角部分的细节系数作为统计特征量,提取的特征量跟模板图像的统计特征量进行相似度匹配,将两个特征向量的夹角余弦作为相似度的衡量指标,根据夹角余弦的大小确定该区域是否目标区域.     

三维动静组合加载下花岗岩能量耗散试验研究

利用改造的三维霍普金森试验系统(split Hopkinson pressure bar, SHPB),选取4个轴压水平(25, 50, 75和100 MPa)和4个围压水平(0, 5, 10和15 MPa),对应开展4种应变率(约70, 90, 110和130 s^-1)下花岗岩三维动静组合加载试验研究,分析静载轴压、静载围压和应变率对花岗岩受冲击过程中能量耗散的影响规律,并讨论其破坏模式。试验结果表明:轴压增大时,花岗岩破坏时单位体积吸收能逐渐降低;围压或应变率增大时,单位体积吸收能逐渐升高。岩石储能极限在能量耗散过程中发挥关键作用,且不同情况下具体表现不同:储能极限与初始储能的差值影响岩石受冲击时的吸能值;当岩石在静载下进入损伤阶段初期时,储能极限与初始储能的比值决定岩石受冲击时的释能值;当岩石在静载下进入损伤阶段后期甚至发生屈服时,储能极限值正比于岩石释能值。此外,岩石破坏模式与单位体积耗散能关系密切:应变率相似静载组合变化时,破碎程度与单位体积吸收能变化呈负相关;静载组合确定应变率梯度变化时,破碎程度与单位体积吸收能变化呈正相关。     

基于Riesz变换的图像边缘检测

针对传统边缘检测算法易受光线变化影响的问题,提出一种基于Riesz变换空间下的相位一致性边缘检测方法。用Riesz变换替代Hilbert变换对图像进行处理,通过Riesz变换的不同尺度因子构造计算相位一致性所需要的变换空间,根据相位一致性计算方法在新的Riesz变换空间获得特征图像;使用非极大值抑制检测出图像边缘信息;与传统相位一致特征提取方法、2DLog-Gabor变换以及Canny边缘提取算法对比实验。仿真实验结果说明,该边缘检测方法在不均匀关照条件下可用于图像的边缘特征提取,相比在Hilbert变换空间下的相位一致特征提取方法运算速度快,算法可行有效。     

基于链码的随机Hough变换圆形检测方法

该文提出基于链码的随机Hough变曲变换圆形检测方法.该方法首先采用改进的自适应性Canny边缘检测方法提取边缘,通过LoG滤波抑制检测中噪声和光照变化的干扰,并采用大津法实现Canny算法中双门限的自动选取,提高Canny算法的自适应性.然后通过八邻域跟踪算法构建边缘链码,采用邻域均值投票,可有效减少零散或小尺度边缘的冗余投票,避免虚假圆生成.同时根据链码长度设定优先级,减少重复检测.实际在线检测结果表明该方法具有良好的准确性,低漏检和误检率,在噪声、光照变化下具有良好的鲁棒性.     

基于FPGA的图像识别与跟踪系统

设计了以FPGA为主芯片对目标物体进行识别与跟踪的系统。采用MT9M011数字图像摄像头采集初始图像;利用基于模型匹配的Sobel边缘检测算法实现对目标物体的识别;运用基于边缘特征检测和基于区域特征检测相结合的跟踪算法实现对目标物体的稳定跟踪。测试结果表明,整个系统能够有效稳定地对目标物体实施跟踪。     

基于场景知识的移动目标检测

依据背景差法中背景建模的思想,从提取场景知识的角度出发,建立待检测场景的场景知识库,从而提出一种基于场景知识的移动目标检测算法。使用改进的均值漂移算法对待检测场景进行分割,并提取分割后各个区域的底层视觉特征建立场景知识库;从新的场景帧图像中获取各区域的知识特征向量,然后根据和原场景知识库中各特征向量的匹配结果检测出移动目标信息。仿真结果表明,该方法能有效地检测出场景中原有目标和新进入场景目标的移动信息,并在一定程度上改善了目标阴影、形变等噪声对检测结果的干扰。     

基于小波模极大值的磁瓦裂纹缺陷边缘检测算法

为了准确提取磁瓦表面缺陷的边缘信息,提出一种基于图像加权信息熵和小波模极大值相结合的磁瓦表面裂纹缺陷的边缘检测算法。针对磁瓦表面缺陷对比度低、背景纹理对边缘提取干扰大等特点,设计了一种自适应改变截止频率的BHPF滤波器。利用图像梯度方差加权信息熵对背景纹理的清晰程度和复杂程度进行定量描述,拟合出信息熵同截止频率的非线性函数关系,自适应改变滤波器参数。为避免在多尺度下将缺陷的边缘信息丢失,采用分解尺度判别函数获取小波变换的最优分解尺度。为保证裂纹缺陷边缘连续性和定位准确性,采用双阈值对小波模极大值进行判定求得边界点。实验结果表明,该方法对磁瓦裂纹缺陷边缘的检测优于传统的Canny和Sobel边缘检测算子,可用于磁瓦其他缺陷的提取,为实现缺陷的自动识别奠定了基础。     

基于RGB三分量亮度法线相似度的立体匹配算法

为了解决立体匹配算法中匹配精度不高的问题,在分析RGB彩色空间图像的光学特性的基础上,提出了RGB彩色空间R、G、B三彩色分量亮度法线的概念,并得出亮度法线反映了RGB图像像素三分量的高频信息的结论。为了获得双目立体图像间的精确稠密视差图,提出了采用RGB三分量亮度法线相似度来计算自适应权值的局部立体匹配算法,通过Middlebury测试平台与其他当前流行的立体匹配算法进行结果比较,实验结果显示,提出的算法得到了更加精确的匹配结果。     

基于融合图像特征的角点提取方法

基于图像边缘的角点提取往往对噪音敏感,提取精度较高但运算量大,而基于图像灰度的角点提取易于实现但提取效果不佳.因此提出一种融合图像边缘特征和图像灰度特征的角点检测方法.首先在一较低尺度用Canny算法求出所有边缘点,然后求出每一边缘点的曲率值并求出初始角点集,利用Harris算法通过实验在一较优尺度下对初始角点进行筛选并确定最终的角点集合.所提方法融合图像角点提取的两大特征,可以有效改进在单一特征提取下的不足.通过对比实验,该算法明显地提高了图像角点检测性能.     

一种基于高斯滤波与矢量微分算子的小波多尺度边缘检测算法

采用一种基于高斯滤波与矢量微分算子相结合的近似小波多尺度边缘算法。该算法分别选定大小2个高斯滤波器的尺度,并将其分别与原努图像作卷积,从而得到图像的多尺度信息。以矢量微分算子为卷积核与滤波后的图像进行运算,在获得的梯度向量上,沿相角方向取模为极大值的点为边界点,将该方法用于边缘检测,获得较好的效果。