基于轮廓分层描述的目标识别算法研究

有效的目标轮廓分段是描述目标局部特征的关键环节.针对现有轮廓描述算法存在轮廓分段不合理的问题,本文基于认知心理学,提出了分层描述的轮廓描述算法.算法思想是首先根据角点特征将整个轮廓划分成一些轮廓分段,接着对轮廓分段的分布特点提出价值尺度,然后将多级轮廓分段按照价值尺度原则合并得到有限个能够完整描述目标轮廓的特征分段,最后将特征分段综合考虑长度尺度应用到Shape Context相似度检测模型中进行目标识别.通过对MPEG-7图像数据库中的图像进行实验分析表明该算法能够完整描述目标图像的形状特征,提高了目标识别率和形状检索率,并对部分遮挡的目标也具有良好的鲁棒性.基本满足目标识别识别和形状检索对准确率、稳定性、抗遮挡能力等方面的要求.     

一种新的轮廓描述子快速提取方法

用目标轮廓上点的相对几何位置关系对其形状进行描述,基于统计的思想,运用小波变换的方法,提出了一种新的轮廓描述子。与SuYang统计矩阵描述子相比,减少了计算量,大大提高了目标识别速度,并将这种方法应用到实时目标识别系统中去。实验表明,该方法可以快速提取目标轮廓对旋转、伸缩和平移具有不变性的特征,在实时目标识别系统中具有很好的表现。     

基于傅立叶描述子的目标识别

针对大目标成像具有一定形状的特点,通过对目标图像的增强和滤波处理,提取目标图像轮廓。傅立叶描述子在对目标图像轮廓描述时具有在尺寸、平移和旋转变换不变的性质,同时又具有很强的对目标图像特征的表征能力,算法简单,只与目标的形状有关的特点,因此对目标的自动识别具有较高的识别精度和识别速度。     

数字空间轮廓的小波描述子

为了描述数字空间目标轮廓,便于计算机图形表达,提出一种适于描述序列点轮廓的小波描述子。将数字空间轮廓视为周期序列,并基于离散小波变换给出序列点轮廓小波描述子的具体表达。结合具体医学图像轮廓进行相应的应用研究,并与Fourier轮廓描述子进行了对比,研究结果表明,在具有相同比特率的情况下,序列点轮廓小波描述子具有更好的保形性,同时实现了对轮廓数据的压缩。     

基于稀疏环决策的天空背景红外弱小目标检测算法

针对天空背景红外图像中弱小目标检测的难题,分析了红外目标检测的模型,提出了基于稀疏环决策的目标检测算法。利用数学形态学滤波目标增强方法对图像进行背景抑制,而后采用恒虚警检测方法对滤波后图像进行自适应分割,从而获得候选目标点,然后计算各个候选目标点的局部自相似性描述子,对自相似性描述子归一化、分块之后得到稀疏环表示,利用相应的判断准则可以判别目标点与虚警点。实验结果表明,该算法应用于复杂云层背景弱小红外目标图像能够得到较理想的结果,与移动管道滤波方法相比,能有效区别目标点与固定云层杂波干扰,并且虚警率低,易于实现。     

用于目标识别的二维傅里叶小波描述子

提出了一种二维傅里叶小波描述子。其改进之处在于在目标图像的直角坐标-极坐标转换过程中，预先将图像中的冗余点去除，并对像素点进行细化处理，以减少计算时间，提高交换精度。在飞机型号识别实验中，采用改进的二维傅里叶小波描述子对样本进行描述，并使用神经网络分类器进行分类，获得了很高的识别率，而运算时间显著减少，证明它是一种十分有效的目标描述方法。     

基于Hough变换的红外序列图像点目标跟踪方法

针对红外序列图像中点目标成像质量较差、跟踪困难等问题,利用Hough变换算法的抗噪性,并根据测量图像的具体特点,对算法的计算量进行了优化.通过将三维空间Hough变换降为二维,提出了一种基于Hough变换的红外序列图像点目标跟踪方法.实验结果表明,该方法对部分缺损及大小变化的目标都能够实现稳定跟踪,提高了红外目标跟踪的...     

飞秒激光光斑轮廓的傅里叶描述子重建及特征提取

在利用飞秒激光对单晶硅材料进行微尺度烧蚀时,衍生的等离子体发光光斑中蕴含着大量的加工信息。如何有效提取光斑图像的几何特征信息,对研究飞秒激光烧蚀加工工艺过程具有重要意义。轮廓特征是描述激光光斑最重要的特征之一,本文着重分析了等离子体光斑轮廓特征与光斑运动规律间的关系及光斑运动情况分类方法。首先,考虑到光斑微弱的特性,对光斑图像进行增强处理。其次,采用链码方法提取光斑轮廓特征,并利用傅里叶描述子低频特性,选取少量的描述子重建光斑图像轮廓特征,减少了复杂的计算量,有效提高了光斑图像分类的速度与质量。最后,运用Hu不变矩特征证明傅里叶描述子用于提取激光光斑对轮廓特征的有效性。     

一种结合边缘与区域信息的图像特征提取算法

为了能够较准确地表示图像的形状特征,提出了一种融合边界和区域信息的新的形状描述子。首先对图像进行二维离散余弦变换,获得低频系数作为区域特征。之后提取图像的轮廓并进行采样,形成描述形状轮廓的有序点列表,对每个采样点分别顺时针和逆时针等距离跟踪获得2个邻点,计算拱高以及质心距离。然后获取由拱高和质心距离组成的复函数的频域描述子,并组合区域特征与轮廓特征。对 MPEG-7标准图形库的检索实验显示,该描述子的检索性能显著优于三角形面积函数、质心距离函数与拱高半径复函数等同类描述子。     

基于角度扩展形状上下文描述的目标检测算法研究

广义Hough变换的轮廓R表以及传统形状上下文是一种较好的形状描述算子,它们可以较好地解决非形变目标定位问题,但是对于解决存在形变的目标检测定位问题却存在不少困难.为解决该问题提出基于角度扩展的改进形状上下文图像特征描述.传统形状上下文形状描述器对于相近的两条边缘线具有不同的角度描述,在描述其相似度时会产生一定的偏差.通过对传统形状上下文描述图像特征的角度参数进行扩展,可以在一定程度上提高检测算法在目标发生形变情况下的鲁棒性.实验表明,本文算法通过对目标样本的训练能够有效的抽取稳定的形状上下文特征,然后通过匹配投票检测出目标位置,在计算机视觉领域具有一定的应用意义.     

基于中心投影的仿射变换参数估计与实现

仿射变换参数恢复轮廓类算法计算量小但一般无法 处理多部分组成 的目标,而区域类算法计算量大且对噪声敏感。本文利用中心投影将区域和轮廓类算法结合 ,首先由中心 投影将目标转化为闭曲线,保证了仿射变换关系具有不变性,再对所得闭曲线进行参数化, 最后利用参数 化后的闭曲线进行仿射变换参数的恢复。实验表明,所提方法可用于多部分组成的目标的参 数恢复,且有较好的参数恢复效果。     

基于广义形态变换的由切片重建三维物体方法

提出了基于广义形态变换的由切片重建三维多面体的方法，该方法首先对多边形进行凸剖分，然后建立凸多边形的匹配，利用广义形态变换对中间形状进行插值，与其它方法相比，该方法可对不同拓扑结构(包括有孔和分岔的情况)的切片进行重建，实验结果表明，该方法重建效果好，不需人工干预，可自动实现，对孔和分岔出现的位置定位精度高，重建的多面体与原始物体误差较小，实用性强，可广泛用于生物医学工程。     

改进的基于弦切变换的目标检测方法

在计算机视觉中形状是目标识别和检测的重要特征,针对目前许多基于形状特征的检测方法信息不够丰富,容易受边缘缺损变形等方面的影响,不具有局部特性,尤其是在许多复杂环境下很难实现对目标的正确检测等不足,提出了一种基于弦切变换理论在有限的目标边缘点信息基础上提取几何形状特征及相应的目标检测方法。该特征具有平移、旋转以及缩放不变性,基于此特征进行的目标检测能有效的得到目标的中心位置以及相关的二维运动参数,即使在一些复杂环境以及目标边缘部分失真或缺损的情况下也具有一定的鲁棒性。但由于边缘本身容易受到图像质量、对比度以及量化误差等影响,从而影响算法的精度。因此,文中通过融合丰富的灰度信息,使表征目标的特征更加丰富和完善,在形状和灰度的共同约束下提高检测的正确率和精确性。通过对多组图像序列进行仿真实验,结果表明了算法的有效性,及其在准确性和精确性上的提高,改进后待测目标与模板之间的匹配率可达90%以上。     

图像匹配中具有仿射不变性特征的定量分析

不同视点图像中相应特征点邻域窗口之间存在几何上的透视畸变,这可以用平面单应映射来表示,而目前大多特征匹配算法将该映射用仿射变换模型来近似,即用具有仿射不变性的特征进行图像的匹配。仿射变换的线性特点不仅能降低匹配算法的复杂度,还能保证迭代过程收敛的稳定性,然而并没有人对这一近似的可行性及合理性给出定量的讨论和分析。本文首先回顾各种几何层次上的特征点匹配策略,重点针对具有仿射不变性特征点的定位误差给出定量分析,通过椭圆曲线规范化方法推导出这一近似所造成定位误差的解析表达式,指出用仿射变换模型近似单应映射的合理性;然后用真实图像的实验结果验证了本文分析方法的正确性;最后给出相应的分析结果和结论。     

仿射不变的中心投影

 考虑将区域和轮廓类不变特征提取算法结合:利用中心投影将目标转化为闭曲线,对闭曲线运用轮廓类方法提取不变特征.证明了图像经中心投影所得闭曲线保持仿射变换的结论.介绍了一种利用小波变换进行仿射不变特征提取的算法.对一些汉字、26个大写英文字母等的实验结果表明结论的有效性,与传统方法相比该算法对噪声具有较强的鲁棒性.     

Zero Backscattering From Self-Dual Objects of Finite Size

Duality transformation is applied to the theory of zero backscattering from finite objects. It is shown that if the object, defined by medium and/or boundary condition, is self dual, i.e., invariant in the duality transformation, it is invisible to radar if a certain condition for the polarizability dyadic is valid. This is a general statement and includes previous theorems as special cases. As novel self-dual objects those with boundary conditions requiring vanishing of the normal components of the D and B vectors ("DB boundary") or their normal derivatives ("D^'B^' boundary") are introduced. As examples of zero-backscattering objects, scattering properties of a sphere and a cube with DB or D^'B^' boundary, as well as an anisotropic asymmetric spheroid, are discussed.     

Translation, rotation, and scale-invariant object recognition

A method for object recognition that is invariant under translation, rotation and scaling is addressed. The first step of the method (pre-processing) takes into account the invariant properties of the normalized moment of inertia and a novel coding that extracts topological object characteristics. The second step (recognition) is achieved by using a holographic nearest-neighbor (HHN) algorithm, in which vectors obtained in the pre-processing step are used as inputs to it. The algorithm is tested in character recognition, using the 26 upper-case letters of the alphabet. Only four different orientations and one size (for each letter) were used for training. Recognition was tested with 17 different sizes and 14 rotations. The results are encouraging, since we achieved 98% correct recognition. Tolerance to boundary deformations and random noise was tested. Results for character recognition in “real” images of car plates are presented as well     

密集杂波环境下的多目标航迹起始算法研究

针对密集杂波环境下多目标航迹起始问题,提出了基于Hough变换和直观法的一种新的航迹起始算法,很好地解决了Hough变换在航迹起始中因为扫描周期数有限而无法使用以及直观法在密集杂波下无法正常起始航迹的问题,同时降低了航迹起始的总运算量。通过仿真结果可知,该方法能在密集杂波环境下对多目标航迹实现有效起始,对工程应用有一定意义。     

基于模型的自由形态物体匹配方法研究

匹配是物体识别中的一个重要部分。针对自由形态物体识别问题提出了一种快速匹配算法以计算模型与物体之间的刚体变换。算法在最近点迭代匹配算法的基础上,针对用结构光方法重建获得的三维物体表面,对数据点进行了加权处理,以减弱曲面重建产生误差对匹配精度的影响。并对匹配运算采用了多分辨率分层匹配方法,对低分辨率模型的刚体变换进行粗略计算,将结果作为高分辨率模型数据计算的初始值,大大减少了匹配的计算代价。实验结果证明了文中提出方法的有效性。     

A Method for 3D Scene Description and Segmentation in an Object Record

ＡＭｅｔｈｏｄｆｏｒ３ＤＳｃｅｎｅＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｎｄＳｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎｉｎａｎＯｂｊｅｃｔＲｅｃｏｒｄ￥ＣｈｅｎＴｉｎｇｂｉａｏ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＲａｄｉｏＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓ...