Flotation bubble image segmentation based on seed region boundary growing

Segmenting blurred and conglutinated bubbles in a flotation image is done using a new segmentation method based on Seed Region and Boundary Growing (SRBG). Bright pixels located on bubble tops were extracted as the seed regions. Seed boundaries are divided into four curves: left-top, right-top, rightbottom, and left-bottom. Bubbles are segmented from the seed boundary by moving these curves to the bubble boundaries along the corresponding directions. The SRBG method can remove noisy areas and it avoids over- and under-segmentation problems. Each bubble is segmented separately rather than segmenting the entire flotation image. The segmentation results from the SRBG method are more accurate than those from the Watershed algorithm.     

气液两相流中气泡形态及运动特征参数提取

对气泡发生装置中竖直向上气泡的形态及运动特征提取方法进行了研究。采集原始气泡图像,进行图像灰度化、差影和中值滤波等图像预处理,针对气泡图像的特点,提出动态阈值压缩大津法进行阈值分割,并结合扫描线种子填充算法与图像形态学运算进行孔洞填充,同时基于边缘面积属性对气泡特征区域进行自动识别。实验结果表明,该方法简单有效,鲁棒性强,可以很好地将目标气泡从背景中分离出来,有效提取气泡周长、面积、圆形度和质心坐标等形态特征参数,并实现气泡运动速度的测量。     

基于区域边界生长的图像分割方法

针对浮选泡沫图像气泡粘连、边界模糊等难以分割的特点,结合区域生长和边检测技术,提出一种基于种子区域边界生长的图像分割方法。首先按照图像特征提取种子区域及其边缘,并制定区域边界生长条件,同时按照图像特征制定了泡沫目标的边界规则库,作为区域边界继续生长的判断条件,即是否到达泡沫边界。此方法不以整幅图像为分割单元,而是以每个气泡对象作为处理单元对浮选图像继续分割,图像中气泡分割的结果更加准确。     

基于数字图像的沥青混合料离散元几何建模方法

沥青混合料的性能与其细观结构密切相关,离散元方法在解决沥青混合料这种复杂、多相、不连续介质材料的细观问题时,具有很大优势。针对以往沥青混合料离散元建模不能较好模拟集料颗粒形状的问题,结合数字图像处理技术,提出了一种新的沥青混合料离散元几何建模方法,主要有3个步骤：1）使用特征聚类方法,将沥青混合料切片图像中的集料与沥青砂浆分离;2）并利用链码边界跟踪和线段表算法将分离的集料区域填充为离散元中的＂聚粒＂;3）用离散元的圆盘单元填充沥青胶砂区域,实现沥青混合料切片图像的二维离散元几何建模。利用该模型,较好地模拟了沥青混合料在贯入荷载作用下变形的动态过程。     

基于气泡跟踪与相位相关的浮选表面气泡平移运动估计

针对浮选表面气泡运动估计难以兼顾准确度和速度的问题,提出了结合气泡跟踪与相位相关的浮选表面气泡运动估计方法。首先对序列的相邻2帧图像按灰度最小值进行尺度缩小,然后通过阈值分割法提取其气泡高亮区域以完成气泡跟踪,最后采用相位相关法得到气泡平移运动信息。同时提出一种分块相位相关法用于进一步获取各个气泡子区域的运动特征。多组运动估计仿真测试证实了算法的有效性和准确度。铅锌浮选厂的现场实验结果表明,算法能快速地获取气泡运动矢量,分块相位相关法能够提供各子块的运动特征。浮选各槽的气泡运动曲线数据表明：每个浮选槽表面气泡的平移运动均表现出了一定的周期性;同一等级的浮选槽里的气泡平移运动曲线和运动紊乱程度曲线具有类似的分布规律;保持一定程度的气泡运动紊乱性有助于提高精矿的品质。     

一种基于Freeman链码描述及其应用的快速图象复原算法

描述了一种快速的图象复原算法,该图象由记录图象轮廓的链码所描述,首先使用链码描述对图象的轮廓进行跟踪并对其进行了平滑,从而产生平滑后的图象的链码,之后提出了一种用于将图象复原的区域填充的简单思想。     

基于射线的泡沫图象分割算法

针对于矿物浮选过程泡沫图像目标气泡粘连、大小形状灰度不均及目标相似度高的问题,分水岭及阈值法难以分割此类图像,笔者提出一种射线分割方法。首先进行目标定位,从种子区域的几何中心位置对称发射出多条射线,并获得各条射线中像素的灰度值变化曲线图,根据各条射线的灰度变化曲线图的波谷位置得到泡沫的边缘。此方法能够去除噪声泡沫,并参照一个泡沫的清晰边缘部位对其模糊边缘进行修正,使其形成真正符合泡沫形状的光滑边界。     

基于分数阶微分、水平集及分水岭的铅锌浮选图像分割

针对铅锌浮选气泡暗颜色、细节弱、分割难的特征,提出了一种新的图像分割算法。该算法分成三个部分： 气泡边界增强： 基于分形学改进分数阶微分算法,主要是根据图像的纹理特性自动确定分数阶微分的非整数阶数,以自适应分数阶微分算法增强气泡边缘; 气泡亮点区域提取： 在改进传统的水平集算法基础上,进行精确的气泡亮点区域的提取,克服了全局自动阈值算法在提取气泡亮点时存在的缺陷; 图像分割： 利用内外标记修正梯度图像, 最后运用分水岭算法对浮选图像进行分割。对于不同铅锌矿大小气泡图像的实验,并通过与多种传统的图像分割算法分析比较,实验结果表明新算法不仅提高了浮选气泡图像的分割精度,并且有效地减少了传统图像分割算法的过分割问题,本文算法对于浮选气泡具有良好的分割效果。     

任意多边形填充新算法

提出一种扫描线与种子填充相融合的多边形填充算法。利用扫描线快速地标记多边形外围部分区域,通过扫描线上的末端点和多边形边缘点寻找种子点,将剩余部分标记,对未被标记的区域进行填充。实验结果表明,该方法虽然采用了多种不同的标记方式,但计算的冗余度小且不会产生误差,适用于任意多边形的填充。     

Study on polygon region filling method

Ａｂａｓｉｃｐｒｏｂｌｅｍｉｎｃｏｍｐｕｔｅｒｇｒａｐｈｉｃｓｉｓｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｏｕｔｌｉｎｅｏｆａｒｅｇｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｇｉｖｅｎ,ｙｏｕｈａｖｅｔｏｆｉｎｄｔｈｅｉｎｎｅｒｐａｒｔｏｆｔｈｅｒｅｇｉｏｎ,ｉ.ｅ.ｒｅｇｉｏｎｆｉｌｌｉｎｇ.Ｔｈｅｒｅａｒｅｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｍｅｔｈｏｄｓｔｏｒｅｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ.Ｔｈｅｆｉｒｓｔｉｓｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｗｈｉｃｈｐａｒｔｏｆｔｈｅｐｌａｎｅｉｓｉｎｓｉｄｅｒｅｇｉｏｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｔ…     

一种高效的特定边界检测算法

为了快速准确的检测特定边界,采用边界点跟踪算法检测特定轮廓边界点.通过分析不同算法的特点,提出了基于已知点夹角的边界点预估计算法和基于圆弧邻域扩展的边界点搜索算法,以避免跟踪进入搜索陷阱,提高边界跟踪对边界变化的鲁棒性.实验结果表明,边界点预估计算法可以有效的避免搜索陷阱的影响,正确地跟踪待检测边界;对不同曲率的边界,检测结果合理,边界点分布均匀.     

用于QR码自动识读的图像分析方法

对于所采集的条码图像,为了适应实时性的要求,以得到不同光照条件下的最佳阈值,该文提出了把直方图双峰法、OTSU法及NLNiblack阈值法结合起来的改进的自适应阈值法。实验证明了该方法具有高效性和稳定性。为了在条码分割图像中获取QR码的4个顶点,首先,根据3个位置探测图形的特性提出了一种新的方法以求取对应的3个顶点,同时利用QR码的特征提出挖空算法获取条码的边缘,再采用过已知点的Hough变换得到第4个顶点。实验证明该算法在各种采集条件下可有效地得到QR码的4个顶点。     

结合道路结构化特征的语义SLAM算法

视觉SLAM(simultaneous localization and mapping)是智能车辆领域的研究热点,在包含运动目标干扰或近景特征不显著的场景中,容易产生帧间位姿估计结果精度不足或失效问题.为此,本文提出一种结合场景语义信息和路面结构化特征的SLAM算法.首先,针对上述特殊场景中运动目标干扰的情况,设计带有改进金字塔池化模块的语义分割神经网络,得到图像中各像素对应的目标类别,作为剔除运动像素点的依据,从而避免运动点参与特征匹配导致的位姿计算准确性下降问题;然后,针对有效近景特征点不足的情况,基于V视差算法确定图像中的道路平面区域并拟合出精确的视差方程,以计算路面上像素点的精确视差值,并提出一种基于路面结构化特征(车道线、马路边界、路面交通标记等)的位姿计算方法;最后通过场景实验得出,本文提出的改进算法计算结果的绝对轨迹误差小于原算法.证明该方法能够在存在运动目标干扰或缺乏近景特征的场景中具有较高的位姿估计精度,建立了有效的包含语义信息的稠密点云地图,具有良好的环境适应性.     

顾及相邻点序号差的路面点云自动提取方法研究

现阶段车载点云道路提取的研究主要为有规则路坎的结构化道路, 而在现实中有些道路两侧是草地, 结构化道路的提取方法不再适用.针对此问题, 本文提出一种融合移动窗口高差和相邻点序号差的路面自动提取方法.首先利用相邻点间距实现扫描线的提取, 接着根据移动窗口高差和相邻点序号差提取道路边界点, 并采用RANSAC(RANdom SAmple Consensus, 随机抽样一致)算法对道路边界点进行拟合, 在此基础上, 根据线性规划原理和滤波处理提取路面点云.以两组道路数据进行实验分析, 路面提取的完整率分别为99.79%和99.52%, 正确率分别为99.91%和99.62%, 提取质量分别为99.70%和99.15%.实验结果表明, 该方法能够同时实现结构化道路路面和路边为草地的非结构化道路路面的有效提取.     

An Underwater Image Bubble Noise Removal Method Based on Optical Flow

基于光流法的水下图像气泡噪声消除方法

李浩,陶建国,罗阳,邓立平,邓宗全

（哈尔滨工业大学 机器人与系统国家重点实验室,哈尔滨 150001）

中文说明：

对于水下机器人来说,准确地检测和定位目标物体是非常重要的。 然而,在许多情况下,由于存在气泡噪声,很难清楚地观察目标物体。本文提出一种基于光流法的水下图像气泡噪声消除方法。 首先使用LK光流算法计算图像背景的运动矢量并补偿背景运动。 然后,通过HS光流算法计算气泡的光流场,并通过二值化图像获得气泡存在的区域。 最后使用相邻的帧图像来修复气泡区域。气泡噪声去除实验结果表明,该方法可有效去除图像中的气泡噪声。

关键词：气泡噪声,光流法,背景运动,图像修复

     

结合边缘信息优化LSC和改进A*算法的正射影像图镶嵌线提取

为避免正射影像图在镶嵌时镶嵌线穿过视觉显著地物,损害影像中地物的完整性,本文提出一种结合边缘信息优化LSC(线性谱聚类)和改进A^*算法的正射影像图镶嵌线提取方法.首先,将经典LSC的超像素分割理论引入正射影像图镶嵌线提取算法中,并提出边缘强度因子用以优化经典线性谱聚类,有效利用正射影像图中的光谱信息和边缘信息;然后,将优化后的LSC分别应用于两幅正射影像的重叠数据集,得到各类地物的边界特征图,并通过数学形态学法去除边界特征图中的边缘不整齐现象和孤立噪点;最后,改进传统A^*算法,由曼哈顿距离函数替代原有基于欧式距离测度的启发函数,提升A^*算法进行最短路径搜索的效率,在边界特征图中快速搜索出最短路径得到最优镶嵌线.利用真实无人机航拍正射影像图将本文方法与相关方法进行对比分析,实验结果表明本文所提方法可高效、高质量地提取到影像镶嵌线,有效绕过视觉显著地物,减少镶嵌线穿过地物的像元点数,满足实际正射影像图制作的应用需求.     

基于图像力场理论的ORB特征优化方法

针对现有的移动机器人视觉图像ORB特征受图像尺度、光照和旋转影响比较大的问题,提出了一种基于图像力场理论转换的优化ORB算法.通过计算图像熵值确定图像金字塔尺度,构建稳定的ORB特征,以此解决ORB特征点的尺度不变性.采用ORB特征点的引力方向作为特征点描述子的主方向,优化ORB算法的旋转不变性.利用PROSAC算法剔除冗余ORB特征点.结果表明,本文方法在一定程度上提高了ORB特征点描述子的准确度和匹配正确率.     

ZY-3卫星三线阵影像的多级匹配研究

针对线阵CCD推扫式传感器的每条线阵影像为中心投影,扫描行影像为平行投影,各扫描行影像具有自身的外方位元素.由于飞行方向阵列影像间发生变形,难以建立严密核线模型.提出基于马氏距离和视差约束的线阵影像多级匹配算法.首先对线阵影像进行金字塔分层匹配,然后采用马氏距离和视差约束进行特征点筛选,剔除误匹配点,最后进行最小二乘子像素匹配.实验结果表明,本算法获取匹配点分布均匀、可靠性强.     

Road network extraction in classified SAR images using genetic algorithm

Due to the complicated background of objectives and speckle noise, it is almost impossible to extract roads directly from original synthetic aperture radar(SAR) images. A method is proposed for extraction of road net-work from high-resolution SAR image. Firstly, fuzzy C means is used to classify the filtered SAR image unsupervis-edly, and the road pixels are isolated from the image to simplify the extraction of road network. Secondly, according to the features of roads and the membership of pixels to roads, a road model is constructed, which can reduce the extraction of road network to searching globally optimization continuous curves which pass some seed points. Final-ly, regarding the curves as individuals and coding a chromosome using integer code of variance relative to coordi-nates, the genetic operations are used to search global optimization roads. The experimental results show that the al-gorithm can effectively extract road network from high-resolution SAR images.     

基于改进的角度偏差法的采空区点云数据精简

在保证采空区几何特征不变的前提下,有必要对点云数据进行精简,提高三维建模及其应用的效率。介绍了点云数据精简算法的评价体系,探讨了空区探测系统扫测采空区的点云数据特点; 在对比最小距离法、平均距离法、角度偏差法、弦高偏差法等采空区点云数据精简方法的基础上,提出了保留采空区几何特征更为有效的点云数据精简方法——改进的角度偏差法。通过对比精简前后的扫描线周长、面积及标准差等指标,认为该方法不但保持了扫描线的细节,而且使精简后扫描线上的点分布较均匀,为后续三维建模及应用打下良好基础。