用于快速形状匹配的精确型高度函数特征描述

在形状匹配过程中为了提升高度函数描述子的检索精度和对边界噪声与局部变形的鲁棒性,本文提出了一种精确型高度函数特征描述算法。首先提取目标形状外轮廓,构造轮廓采样点的精确型高度函数描述子并进行特征降维,接着利用优化后的并行动态规划进行形状匹配,最后引入形状复杂度分析提升匹配效果。基于点的几何特征显著性,提出形状精度理论,进一步分析局部形变与边缘噪声对形状特征描述的影响。在MPEG-7数据库、Swedish Leaf数据库、Tools数据库和ETH-80大型3D数据库上进行匹配实验以及在Kimia99数据库上进行抗噪实验,实验结果表明:本文提出的算法效率高,匹配时间仅为高度函数描述子的12.5%,在MPEG-7和ETH-80上的检索率最高分别为90.38%和90.07%;在Swedish Leaf和Tools上,检索精度最高分别为95.07%和94.86%,检索性能和鲁棒性均优于高度函数和其他重要算法;在添加噪声的Kimia 99上,该算法的抗噪性能优于高度函数描述子,即使在噪声水平为2.0的情况下,依旧能保持91.92%的检索率。本文提出的算法检索精度高,效率高,鲁棒性好,抗噪性强,具有较好的可扩展性,能有效地应用于形状检索领域。     

用于目标识别的PCA-SC形状匹配算法

基于形状上下文(Shape Context)算法并融合主成分分析(PCA)的降维思想,提出了一种PCA-SC算法来提高形状匹配和目标识别的速度和抗噪能力.该算法将SC算法获取的特征矩阵构成协方差矩阵,按照特征值由大到小的准则进行降维,形成新的特征矩阵用于匹配和识别,既抑制了噪声干扰,提高了识别准确率,又能够提高匹配速度,易于满足工程应用对实时性的要求.利用MNIST图像数据库中的图像进行了实验分析,结果表明,PCA-SC算法在保持了SC算法原有的定位准确、抑制噪声等优点的基础上,识别速度提高了1倍;准确率达到了96.15％,提高了约0.5％;而且抗噪性更强,可用于匹配和识别较复杂的形状和目标.该算法基本满足匹配和识别对速度、准确率和抗干扰性等方面的要求.     

一种基于图理论的非刚体形状匹配算法

提出了一种基于图理论的非刚体形状匹配算法.该方法在每次迭代过程中,先利用形状上下文算法获得待匹配形状点集的初始匹配,然后利用图理论剔除误匹配点,并估算匹配点集之间的TPS(thin plate spline)变换参数,再利用这些参数使待匹配点集相互逼近,最终实现非刚体的形状匹配.实验结果表明该算法提高了匹配的精度.     

基于轮廓特征多层描述和评价的部分遮挡目标匹配

针对传统目标匹配算法难以实现部分遮挡目标精确匹配的问题,本文基于轮廓特征的描述和评价提出了一种有效的部分遮挡目标匹配算法。首先,利用曲率划分目标轮廓得到描述局部特征的轮廓分段,并根据目标的骨架对轮廓分段进行合并和分类,实现了目标特征的多层次描述。然后,提出了评价轮廓分段的两个参数:重要性和局部性。前者用于评价轮廓分段所描述目标特征的重要性,后者用于评价轮廓分段相对目标整体轮廓的比例。最后,将两个评价参数与轮廓分段之间的相似度联合起来,得到衡量目标相似程度的加权部分相似度,从而获得部分遮挡目标的最佳匹配结果。与现有遮挡目标匹配算法相比,在不同遮挡情况下本文算法的平均识别率提高了1.5%左右。     

一种基于几何特征的列车集尘器形状匹配算法

针对列车集尘器定位不准确的问题,提出了一种基于几何特征的形状匹配算法。该算法首先对轮廓点进行采样,基于极半径、局部曲率确定关键点的初始位置及点集的映射关系,然后以形心为基准,生成以角度和尺度为几何特征的双重描述子,并对其作标准量化处理。最后使用改进的曼哈顿距离计算描述子的相似性。实验结果表明,该形状匹配算法几乎不受伸缩、旋转、平移等几何变换的影响,具有一定的适应性和鲁棒性。     

基于改进图匹配的角盒类零件型腔加工特征自动识别

为满足角盒类零件型腔特征识别需求,提出了一种基于改进图匹配的型腔特征自动识别方法.分析了角盒类零件型腔特征,提取了特征简化模型的共性模板属性.获取了模型栅格高度点云数据,以高度中值作为阈值并将其转换为0-1特征值矩阵,提取了型腔面投影特征值以分离识别型腔壁边面.采用共性模板面邻接属性判定搜索型腔侧壁面,最终识别出了包含...     

基于形状匹配的片状元件贴片角度纠偏算法

针对上位机模板匹配中精度和速度之间的矛盾,结合FPGA高速并行运算的优势,提出了一种基于FPGA的形状匹配快速纠偏算法。主要在FPGA上利用形状匹配及最小二乘法计算片状元器件角度偏差,并且使用单指令数据流算法实现加速。实验表明,与传统上位机模板匹配算法相比,该文法进一步提高了纠偏精确度,且在纠偏精度保证的情况下,大大减少纠偏时间。     

大展弦比飞翼结构拓扑、形状与尺寸综合优化设计

为解决机翼结构布局优化设计问题,提出一种两级三层优化设计方法.第一级采用拓扑优化手段得到翼梁的大致位置与数目,将基于RAMP插值模型的变密度法与NASTRAN的有限元分析功能相结合,对机翼结构进行拓扑优化设计;第二级在第一级优化的基础上进行形状优化和尺寸优化的综合优化设计,将复合形法与NASTRAN改进的可行方向法相结合,分别优化翼梁的位置和机翼各元件尺寸, 最终完成机翼结构的布局优化设计.通过对大展弦比飞翼结构优化说明,文中所提的两级三层优化方法是可行和有效的,有着很好的推广应用价值.     

结合小波变换的Shi-Tomasi算法遮挡图像匹配研究

目标部分遮挡或缺失是计算机视觉应用到制造业中经常遇到的问题。对现实生产中工件间遮挡的图像匹配问题进行研究,提出了小波变换和Shi-Tomasi角点检测相结合的算法。对小波分解后的低频图像进行特征点提取,舍弃图像的高频成分,有效降低噪声对图像的影响。选用常见的法兰盘作为实验对象,在多种环境下验证文中算法的可行性,最后用RANSAC算法消除误匹配。匹配结果表明,该算法不仅可以减少遮挡工件匹配的计算量,去除伪角点,加快识别速度,而且在噪声干扰、旋转、尺度变化等条件下也有较好的匹配效果。     

预测流屑角的一种新方法—弦倾法

预测流屑角的一种新方法———弦倾法哈尔滨理工大学许小村哈尔滨铁路局计量测试中心付德利哈尔滨石油钻采设备厂朱滨源哈尔滨理工大学李振加１前言本文提出一种新的预测流屑角的方法──弦倾法。将切削刃看成矢量，则刀刃弦可视为相当于工作切削刃的等效切削刃。假设工作...     

基于Gabor特征和遮挡字典的带遮挡人耳识别

通过引入遮挡字典来编码图像受遮挡部分,稀疏表示分类方法在带有遮挡情况下的人耳识别中能够取得较好的识别性能。然而,常规的利用单位阵作为遮挡字典的方法会对稀疏模型求解带来很大的计算量。提出了一种基于Gabor特征和Gabor遮挡字典的稀疏表示分类方法。利用图像的Gabor特征构造无遮挡字典,因为这种局部特征在姿态变化或遮挡情况下具有一定的鲁棒性。通过学习算法计算出比单位阵遮挡字典更为合理的Gabor遮挡字典,使得图像中被遮挡部分在遮挡字典上的稀疏编码具有更大的稀疏度。在两个人耳图像库上的实验结果表明,相比已有的基于稀疏表示的人耳识别方法,该方法在遮挡情况下能够取得更好的识别效果;对真实环境中存在头发遮挡的人耳识别,也能够取得较好的识别性能。     

联合块匹配与稀疏表示的卫星云图修复

针对卫星云图在接收及传输过程中受噪声、大气湍流、太阳风暴及卫星轨道漂移等影响造成的云图数据破损,提出了一种联合块匹配与稀疏表示的卫星云图修复方法。首先,根据破损区域的优先权值确定待修复像素,对该像素的邻域进行分块处理。然后,利用待修复块与各匹配块之间的结构相似度,建立相应的冗余字典;通过求解稀疏表示问题修复该破损区域。最后,沿着等照度线不断更新优先权值,实现整幅图像的修复。实验结果表明,提出的方法不仅能避免传统偏微分方程(PDE)修复法所导致的结构丢失,也能很好地改善基于纹理填充修复方法所导致的修复不足及块效应现象。测试结果显示:在云图存在局部区域缺失时,修复后云图的峰值信噪比(PSNR)比匹配追踪法及总变分法的修复结果平均提高了8.50dB和0.28dB,而且在纹理细节及边缘区域具有更好的视觉效果。     

稀疏表示下的噪声图像超分辨率重构

为了能够完成噪声图像的超分辨率重构,提出了一种基于稀疏表示的噪声图像超分辨率重构方法,可以同时完成图像去噪和超分辨率重构。首先,对样本图像和低分辨率图像进行块划分,建立样本库。其次,建立图像退化模型,采用相似样本加权平均的方式对输出的高分辨率图像块进行表示。根据输入的低分辨率图像块,计算样本块与输出的高分辨率图像块之间的相似性。提出了一种相似性描述方法,能够很好地解决噪声带来的影响。然后,采用相似性对稀疏编码优化模型进行惩罚,提出一种权值求解模型。模型可以自适应的搜索相似样本块而不需要预先设定相似块的个数。最后,求解权值,根据权值和样本块重构高分辨率图像块,并重构高分辨率图像。实验结果表明:所提出的方法较其它常见超分辨率算法的峰值信噪比可提高0.5dB左右,重构的图像细节更丰富,去噪效果更好,更适合实际应用。     

基于子分类器融合的部分遮挡人耳识别

遮挡是人耳识别中一个难以回避的问题,本文对人耳受到部分遮挡的识别问题进行了研究.在分析人耳不同位置的鉴别能力的基础上,提出了一种基于决策层的子分类器融合的识别方法:首先将图像分割为若干连续但不重叠的子窗口;对每个子窗口,利用邻域保留嵌入算法进行特征提取,然后利用最近邻分类器进行识别;根据这些子分类器识别率的高低,可以得到相应的子窗口的鉴别能力;接下来再利用具有较高鉴别能力的子分类器进行融合识别来解决部分遮挡问题.在USTB人耳图像库上的实验结果表明人耳图像中确实有部分区域具有更高的鉴别能力,利用这些区域即可进行身份识别,而且本文提出的基于局部信息融合的方法比基于原始图像直接进行识别的方法具有更高的识别率,尤其适合于解决人耳识别中的部分遮挡问题.     

摆线钢球传动齿形及其压力角分析

本文研究推出了摆线钢球传动齿形方程及钢球位置方程；得到了齿形压力角及其计算公式，为摆线钢球传动性能分析及实际应用提供了理论依据     

集成形状比较技术的产品实例检索研究

为有效地缩短新产品的开发周期,提出了集成形状比较技术的产品实例检索的框架.根据形状分布方法,对零部件三维模型进行相似性度量,采用模糊C均值聚类算法对已有产品实例的三维模型进行聚类.三维模型的类别形成高维的欧式空间,从而提出采用向量空间模型表达产品实例.给出了实例库建立和实例检索的过程.实验研究表明,该方法应用到具体设计领域,可以提高基于实例设计的自动化程度和检索的准确度.     

采用稀疏表示的红外图像自适应杂波抑制

针对红外图像中弱小目标的检测问题,提出了一种基于图像稀疏表示的自适应杂波抑制方法.首先,采集500帧红外图像样本,通过训练学习构造包含图像各个层次结构特征的多成分超完备字典;然后,通过红外图像的协方差自适应地选择与图像子块对应的超完备字典对图像进行稀疏表示,利用匹配追踪算法得到子图像在超完备目标字典下的最佳表示系数;最后,根据表示系数以及对应的原子向量对图像子块进行重构,从而得到突出红外小目标的高信噪比重构图像,实现杂波抑制.不同环境下的多项实验表明,该算法可在复杂背景下自适应地抑制杂波,提高图像的信噪比;通过简单的阈值分割可以分开目标和背景,为之后的目标检测处理奠定基础.得到的性能评价指标显示:本算法计算量较小,实时性较强,鲁棒性较强,易于硬件实现.     

基于投影特征的自适应图像匹配算法

针对传统图像匹配算法存在的计算量大、匹配速度缓慢的缺点,对基于相关函数法的投影法进行了改进,提出了一种基于投影特征的自适应图像匹配算法。得到投影序列后,选定初始阈值,在后续各点的计算中不断自适应更新,遵循超过当前阈值即停止匹配计算的原则,大大减少了对非匹配点的计算。实验结果表明,该算法抗干扰性强,匹配速度快;模板图像和待匹配图像大小越接近,该算法精度越高,速度优势越明显。