高速医药自动化生产线大输液视觉检测与识别技术

药品灌装质量检测是制药过程的一个重要环节,是药品质量的可靠保证.针对医药大输液可见异物视觉检测的需求,研制出基于多视觉的大输液自动化检测识别系统.首先研究了医药图像的高速高可靠性预处理方法,有效消除由机械振动和跟踪引起的干扰.研究了以药液微小异物为目标的改进模糊细胞神经网络图像分割方法,揭示了液体中异物目标、微粒、气泡等产生机理,综合分析目标的形态特征、边缘轮廓、运行特征等,得到各种异物的类型特征以及在序列图像中的动态变化信息.最后,使用序列图像的目标特征,基于支持向量机的AdaBoosting分类算法进行异物识别,结果证明本文提出的方法检测识别率高,对工程设备的研制具有重要意义.     

结合重检测机制的多卷积层特征响应跟踪算法

针对基于深度特征的目标跟踪算法在目标快速运动、长时间遮挡容易导致跟踪漂移的问题,提出了一种结合重检测机制的多卷积层特征响应跟踪算法。首先基于图像分块的混合高斯模型检测出目标区域,其次多卷积层根据加权梯度的类激活映射提取目标深度特征图,并训练出相互独立的相关滤波器,然后融合底层空间特征和高层语义特征的卷积层滤波器得到目标响应位置,再由重检测机制约束项平滑输出响应值,从而构建出强跟踪器,最后自适应地更新模型参数和权重系数,避免模型中参数过拟合,达到实时跟踪效果。实验结果表明,该算法在目标严重形变、快速运动、长时期遮挡等复杂情景下,跟踪结果具有很高的精确度和成功率。     

大输液在线视觉检测系统的研究

针对传统灯检检测精度低,人力成本高的问题,研究了基于机器视觉的大输液中可见异物在线检测系统的关键技术。利用高速旋转装置,获取运动目标的序列图像。根据图像间的交互方差系数MV建立序列图像的背景,利用背景差分提取检测目标。综合质心迭代算法和卡尔曼滤波器实现了运动目标的跟踪,根据运动轨迹方向确定可见异物是否存在,排除气泡的干扰。实验结果表明该系统能够有效地实现大输液中可见异物的实时检测功能。     

多特征自适应融合的粒子滤波跟踪算法

针对跟踪过程中目标形态不断变化或部分遮挡导致鲁棒性差的问题,提出一种基于多特征自适应融合的粒子滤波跟踪算法.该算法从视觉特征集中选取了描述能力强的2种特征,并将其按照与目标模型的多尺度相似度进行线性融合;为了减小跟踪漂移,通过计算当前目标模型与初始目标模型的多尺度相似度自适应地更新目标模型.大量仿真实验结果表明,文中算法可以鲁棒地跟踪到部分遮挡和形态变化的运动目标.     

基于粒子滤波的双模图像融合自适应跟踪

针对视频跟踪中仅利用目标的单特征容易导致跟踪失败的问题,提出一种基于粒子滤波的可见光与红外序列图像相融合的自适应目标跟踪算法;该算法在粒子滤波跟踪算法框架下,根据单一信源运动目标序列图像的品质因子,利用自适应加权融合策略重构双模序列图像的特征选择机制,建立了基于自适应融合算法的系统观测概率模型和状态空间层次采样多特征融合跟踪算法,实现了对双模序列图像的融合以及对运动目标的稳健跟踪;跟踪试验结果表明,该算法可以有效实现对运动目标的稳健、准确跟踪。     

压缩传感目标跟踪在多实例中的应用

研究了一种基于压缩传感的实时目标跟踪算法。该算法结合多特征和压缩传感目标跟踪,增加随机测量矩阵提取多个特征用于检测,在跟踪时采用基于boosting的框架,利用多实例的正负样本包特性,提高置信区间估计,实现了实时的目标跟踪。实验结果及分析表明,本文方法在目标运动、姿态变化以及被部分遮挡的情况下,可在原压缩传感目标跟踪算法的基础上提高跟踪的可靠性;与传统的单一特征目标跟踪算法相比,由本方法提取的两种不同类型的特征具有互补性,使得跟踪的鲁棒性较好,能达到稳定、实时的跟踪效果。     

基于DSP的大输液可见异物检测系统设计

设计了一套基于机器视觉的大输液可见异物自动检测系统.利用高速旋转装置获取运动异物的序列图像,采用嵌入至高速DSP中的异物检测与识别算法对序列图像进行处理,DSP将处理结果输送至控制器,并由控制器做出相应动作.重点研究了异物的检测与跟踪识别方法,针对快速降落及相似异物难以准确跟踪的问题,对Mean Shift跟踪算法作了...     

医用药剂中可见异物自动化检测研究

针对国内人工药品检测的低效率、低准确率的不足,文章介绍了一套根据国家行业标准设计的基于智能机器视觉的可见异物自动化检测系统。该系统主要包括机械传动模块、电气控制模块、图像识别与处理模块。根据异物运动连续性和噪声运动无序性等特点,提出了改进的三次差分和能量累积算法来提取运动杂质,然后采用基于基于SIFT特征匹配和最邻近匹配的目标跟踪算法对杂质进行跟踪,获取杂质的大小和数目并分析出杂质总类,最后检测出杂质情况。最后把检测结果与国家标准进行比对,判断出该药剂是否合格。测试表明,系统的检测准确率达90%以上,满足企业要求,基本能替代人工检测。     

无人机视角下的多车辆跟踪算法研究

针对无人机视频中存在目标密集、运动噪声强而导致跟踪性能显著下降的问题,提出了一种改进YOLOv3的车辆检测算法及一种基于深度度量学习的多车辆跟踪算法。针对车辆检测的精度与实时性问题,采用深度可分离卷积网络MobileNetv3作为特征提取网络实现网络结构轻量化,同时采用CIoU Loss作为边框损失函数对网络进行训练。为了在多目标跟踪过程中提取到更具判别力的深度特征,提出了一种基于深度度量学习的多车辆跟踪算法,实验证明,本文提出的算法有效改善车辆ID跳变问题,速度上满足无人机交通视频下车辆跟踪的实时性要求,达到17 f/s。     

一种用于智能监控的目标检测和跟踪方法

在对现有目标检测、跟踪算法进行分析对比的基础上,设计并实现了一种简单有效的目标检测和跟踪方案。首先提出了一种基于像素灰度归类和单模态高斯模型的背景重构算法,能够利用多帧包含前景目标的场景图像重构准确的背景模型。进而以此为基础采用背景减法进行各帧中目标的检测,并选取形心作为匹配特征实现了场景中多个目标的有效跟踪。实验表明,该方法实现简单,无须事先提供背景图像即可实现目标的准确检测和跟踪,其性能明显优于传统基于时间平均背景模型的方法。     

基于改进Kalman滤波的可见光极小目标TBD跟踪方法

针对无人机可见光图像极小目标跟踪问题,本文提出一种基于改进卡尔曼滤波的 (Tracking before detection,TBD)跟踪方法。首先利用检测算法定位目标位置作为卡尔曼滤波的测量值,检测过程中的匹配相似度参数作为卡尔曼滤波测量噪声协方差矩阵的参照依据,其次利用卡尔曼滤波建立跟踪框架预测下一帧的目标位置,最后检测模块以预测位置为 参考位置进行局部搜索,完成整个检测跟踪过程。为了提高跟踪效率,本文根据检测和预测位置积累误差判决检测模式,误差超过门限值则采取全局检测模式消除积累误差,否 则使用局部检测模式,降低TBD跟踪算法的运算复杂度。仿真实验证明,本文方法可以有效检测跟踪极小目标,提高跟踪的实时处理能力。     

基于DenseNet的无人机在线多目标跟踪算法

多目标跟踪任务的目的,是对图像序列中不同的目标设置不同的编号(ID),最终得到不同目标的运动轨迹。本文针对跟踪过程中目标ID极易变化的现象,提出了一种新的在线多目标跟踪算法。算法主要包含三个步骤:输入预处理、特征提取和数据关联。其中预处理步骤使用NMS算法对输入的检测结果进行筛选;特征提取步骤使用密集连接的特征提取网络对目标进行外观特征的提取,输出特征向量矩阵;数据关联步骤则使用级联匹配的方式,依据目标的位置信息和外观特征信息为其分配各自的ID。此外,该文还整理了一个具有挑战性的无人机场景下的多目标跟踪测试集。实验结果表明,该方法有效地减少了错误的目标ID变化,提高了多目标跟踪算法面对复杂场景时的精度,并保持较快的运行速度。     

免锚检测的行人多目标跟踪算法

针对复杂环境下行人目标因检测器漏检和频繁遮挡而导致的数据关联不正确、跟踪实时性差的问题,提出了一种基于免锚检测的多目标跟踪算法.算法采用预测目标中心点热力图的方法实现目标检测定位,改善了因锚点框回归歧义所导致的漏检问题.同时在检测模型中嵌入深度表观特征提取分支,构建联合检测与跟踪的多任务网络用于提升实时性.为解决跟踪阶...     

中药口服液中可见异物检测系统研究

针对目前生产线上中药口服液中可见异物检测系统存在的速度慢、精度低等问题,设计了一种可同时检测多个药瓶的基于机器视觉的异物快速检测系统。介绍了成像系统和机械系统。提出了一种基于边缘轮廓的图像配准算法,有效地消除了药瓶晃动的影响。提出了一种逐点阈值分割图像的二值化方法,能得到质量较好的二值化图像。实验结果表明,该系统能快速、有效地检测出可见异物,能较好地满足在线检测需求。     

MEEM跟踪和改进ORB特征检测的三维注册方法

针对增强现实系统三维注册在线跟踪模型漂移问题,以及特征检测算法耗时问题导致的注册失败。提出一种基于MEEM跟踪和改进ORB特征检测的三维注册方法。通过MEEM算法对移动对象区域跟踪。对跟踪的目标位置采用ORB算法检测特征点时,采用多尺度空间理论提取稳定特征点,并且采用改进决策树的递归调整方式,同时对特征检测参数设置。利用相邻帧之间特征点的匹配关系求得三维注册矩阵;将跟踪数据集与OpenGL生成的立方体模型进行跟踪注册仿真实验。仿真结果表明,改进ORB特征检测算法对待注册区域的检测具有尺度不变性、更高稳定性以及特征分布均匀,误差相比ORB算法降低约42%,该注册方法在运行过程中基本能够保证误差在7 mm以内;使得AR系统具有较好的实时性、精确性和鲁棒性。     

背景对齐差分的机场跑道异物分块检测与跟踪算法

针对机场跑道异物的无人自主检测与识别过程中存在的检测结果受环境影响大、小目标检测困难以及漏检率高等问题,提出基于背景差分的机场跑道异物分块检测与跟踪算法.首先利用速度辅助的位置信息线性插值,获取背景模板图像库与待检测图像序列最相关帧;然后将图像分为不同子块,利用各子块内图像纹理复杂度设置自适应权值,结合ORB算法进行特...     

基于多重信息融合与轨迹关联修正的多目标跟踪方法

一阶段多目标跟踪框架由于可以有效提升算法跟踪效率而备受关注,然而该框架在提升效率的同时忽略了检测与关联任务间信息的交互,且目标遮挡的频发会导致轨迹碎片的增加,从而影响跟踪效果.针对这些问题,提出基于多重信息融合与轨迹关联修正的多目标跟踪方法.通过无锚一阶段主干网络,在检测器上另外建立跟踪分支预测跟踪偏移量和嵌入特征信息;设计中和匹配关联模块优化跨帧特征匹配方式,协调检测与关联任务,提升两任务间信息交互能力;采用多重信息融合模块,对时空多层次特征进行融合以获得更加丰富的特征信息;提出轨迹关联修正网络处理因遮挡造成的轨迹碎片,通过改进数据关联方式评估碎片与检测低分目标关系,尝试找回遮挡目标轨迹;将提出的算法在MOT16和MOT17数据集上进行评估,并与其他优异的算法定量比较.通过分析实验结果可以发现,所提出的方法能有效缓解关键性问题,提升算法整体性能.     

低秩重检测的多特征时空上下文的视觉跟踪

时空上下文跟踪算法充分的利用空间上下文中包含的结构信息能够有效的对目标进行跟踪,实时性优良。但是该算法仅仅利用单一的灰度信息,使得目标的表观表达缺乏判别性,而且该方法在由于遮挡等问题造成的跟踪漂移后无法进行初始化。针对时空上下文算法存在的弱点,本文提出了一个基于低秩重检测的多特征时空上下文跟踪方法。首先利用多特征对时空上下文进行多方面的提取,构建复合时空上下文信息,充分利用目标周围的特征信息,提高目标表观表达的有效性。其次利用简单有效的矩阵分解方式将跟踪到的历史跟踪信息进行低秩表达,将其引入有效的在线重检测器中来保持跟踪结构的一致稳定性,解决了跟踪方法在跟踪失败后的重定位问题,在一系列跟踪数据集上的实验结果表明本算法比原始算法及当前的主流算法相比有更好的跟踪精度与鲁棒性,且满足实时性要求。