光栅投影测量中点云配准技术的研究

针对在光栅投影测量中运用传统标志点法进行点云配准时点云产生孔洞的问题,提出一种无标志点的配准算法。利用光栅投影法所获点云可显示为距离图像,通过对获取的距离图像的局部曲面拟合,提取曲率特征点。根据余弦相似度和距离相似度得到匹配的特征点对,利用最终得到的匹配点对的几何信息计算初始配准参数,结合最近点迭代算法完成点云的配准。实验结果验证了该算法可以避免在物体上粘贴标志点,自动完成点云的准确配准。     

基于控制点的SAR图像亚像素自动配准

为了解决同一SAR系统所拍摄的多幅图像配准问题,提出了一种基于控制点的自动配准方法。此方法在边缘检测的基础上用Harris算子对主图像提取角点作为控制点,再利用基于灰度相关的局部区域匹配寻找同名像点,最后通过控制点求解仿射变换参数。大量仿真结果表明,此方法的配准误差在0.2左右,达到了亚像素级水平。对控制点的选取和匹配不需要人工参与,计算速度快、精度高、有较好的稳定性。     

顾及RGB-D图像的刚性点云鲁棒配准方法

RGB-D相机作为一种常见的便携式三维数据采集工具被广泛使用于计算机图形学、计算机视觉等诸多领域,然而,由于设备的物理误差、光照干扰等因素,采集的三维点云中往往包含大尺度噪声,现有的点云配准方法处理这类数据时无法取得理想的配准结果,进而影响后续三维重建的质量.为了解决这一问题,提出一种鲁棒的基于RGB-D图像的刚性点云配准方法.首先,提出一种基于全变分和各向异性二阶算子的点法向估计方法,能够有效地去除点法向的噪声并且较好地保持尖锐和非线性光滑特征;其次,联合RGB图像的纹理信息和点云的几何信息设计了一种复合特征描述子,能够在包含噪声的点云上鲁棒地提取初始匹配点;最后,采用一种快速的全局配准方法计算待配准点云之间的刚性变换.在多组合成及真实点云数据上进行配准实验,并从视觉效果和配准误差2个方面对实验结果进行分析,分析结果表明,所提方法能够鲁棒地配准大噪声干扰的点云数据,验证了方法的有效性.     

基于投影图像 SURF 特征提取的三维模型配准

针对传统三维模型配准方法存在对点云初始位置有一定要求、模型配准的精度有 时不高等问题,提出了一种基于三维模型投影图像 SURF 特征提取的三维模型配准方法。首先 通过扫描三维模型数据确定投影图像的范围,判断每个投影图像像素所隶属的模型网格,并求 解从投影图像到纹理图像的映射关系,从而获取二维投影图像;然后对这两幅投影图像分别进 行 SURF 特征点的选取与特征值的计算,并按 SURF 特征值进行特征匹配,再根据投影图像像 素点与三维网格端点的映射关系计算三维特征点对;最后通过匹配的特征点对求取模型变换矩 阵完成三维模型的配准。实验结果表明,该方法在配准时间变化不大的前提下,有效提高了配 准精度,并具有较好的鲁棒性。     

一种高程相关的机载LiDAR点云配准方法

针对现有配准方法难以提取大范围机载LiDAR点云特征信息的问题,提出了一种基于2片待配准机载LiDAR点云高程数据相关的点云自动配准方法。首先,将待配准点一定范围内的点云拟合局部曲面;然后,在另一点云片中确定搜索区域,利用拟合结果求解搜索区域内的点云在拟合曲面上的高程;最后,通过计算拟合高程与实际高程的相关系数,选择搜索区域内相关系数最大位置作为配准的关键点参与点云配准,反复迭代直到完成配准。文章用实际采集的机载LiDAR数据进行了实验分析,并与传统的ICP算法进行了对比。实验结果表明,该方法在配准精度上能达到较高的水准,能够满足机载LiDAR点云配准的要求。     

一种应用于大角度变换点云的配准方法

针对传统配准法不能很好解决大角度变换点云的配准这一问题,提出一种基于精 确对应特征点对及其 K 邻域点云的配准方法。首先分别计算两组点云的 FPFH 值,根据特征值 建立点云间的对应关系;然后通过 RANSAC 滤除其中错误的匹配点对,得到相对精确的特征点 对集合;之后通过 KD-tree 搜索的方式分别找出特征点对 R 半径邻域内的点,应用 ICP 算法得 到两部分点云的最优收敛;最后将计算得到的相对位置关系应用到原始点云上得到配准结果。 通过对斯坦福大学点云库中 Dragon、Happy Buddha 模型以及 Kinect 采集的石膏像数据进行配 准和比较,实验表明该方法能够有效解决大角度变换点云的配准问题,是一种具有高精度和高 鲁棒性的三维点云配准方法。     

逐步求精的多视角点云配准方法

针对多视角点云配准问题,本文设计了一个合理的目标函数,便于将多视角配准问题分解成多个双视角配准问题,并考虑了两个要素：1）各帧点云均具有其他所有点云所未覆盖的区域;2）基准帧点云的重要程度高于其他点云.为了求解该目标函数,本文提出了逐步求精的解决策略：根据给定的配准初值构造初始模型,依次取出基准帧以外的每帧点云,利用所提出的双视角配准算法计算该帧点云的配准参数,并修正模型,以便进一步计算后续点云的配准参数.遍历完全部点云构成一次完整的循环,多次循环后可获得精确的多视角配准结果.公开数据集上的实验结果表明,本文所提出的方法能够精确、可靠地实现多视角点云配准.     

基于改进K-Means聚类医学图像配准

ICP算法广泛应用于医学图像配准,但存在浮动点集初始平移矩阵和旋转矩阵对ICP的影响较大,图像配准容易造成目标函数陷入局部最优值且计算量大等问题。论文提出了基于改进K-Means聚类医学图像配准算法,该方法通过计算出参考图像和浮动图像的质心,获得配准平移初始值;对医学图像坐标进行中心化处理,通过改进的K-Means聚类方法把图像坐标聚成2类;把这2个聚类中心拟合成一条直线,求得该条直线的斜率,进而求得相关倾斜角,获得配准旋转初始值;使用BSGO自动选择特征点,得到参考点集和浮动点集。通过实验得出该算法既可用于单模态图像配准,也可用于多模态图像配准;具有运算量少、图像配准速度较快、计算比较简单、精确度较高等特点,并且解决了图像配准容易陷入局部最优的问题。     

利用Kinect深度信息的三维点云配准方法研究

针对三维重建中的点云配准问题,提出一种基于点云特征的自动配准算法。利用微软Kinect传感器采集物体的多视角深度图像,提取目标区域并转化为三维点云。对点云进行滤波并估计快速点特征直方图特征,结合双向快速近似最近邻搜索算法得到初始对应点集,并使用随机采样一致性算法确定最终对应点集。根据奇异值分解法求出点云的变换矩阵初始值,在初始配准的基础上运用迭代最近点算法做精细配准。实验结果表明,该配准方法既保证了三维点云的配准质量,又降低了计算复杂度,具有较高的可操作性和鲁棒性。     

基于图像的点云初始配准

针对地面激光点云的分辨率不同等问题,提出一种不借助额外装置,把二维图像与三维点云相结合的初始配准方法。把不同分辨率点云均匀滤波,根据深度值把三维点云转化为二维灰度图,利用SURF算法提取图像的特征匹配点对;根据映射关系找到三维特征匹配点,利用单位四元数法求出变换矩阵完成点云初始配准。实验结果表明,该算法对于地面激光数据的配准,无论从配准的精度上还是时间上均有很大提高。     

基于加速度传感器的中文签名身份认证

采集用户在签名过程中的三轴加速度信息,可用来实现身份认证。中文签名结构较为复杂,在空中书写的过程难以被模仿,但同时也会使同一用户不同次签名间的差异增大,提高认证难度。传统的二维签名或三维手势认证方法并不能解决这一问题。为了提高中文空中签名身份认证效果,改进了全局序列对齐（GSA）算法,对匹配后的序列进行插值操作。不同于传统GSA算法通过最终匹配分数反映序列间相似度,引入两种距离指标（欧氏距离和绝对值距离）计算序列间的差异。实验结果表明,基于距离指标的两种GSA算法均能提高认证精度,与传统算法相比,二者的系统等误率（EER）分别降低了37.6%和52.6%。     

基于中心化Jaccard匹配的SD卡光学字符验证

为了解决安全数码卡(SD卡,secure digital card)表面字符人工验证效率差、准确率低的问题,提出了一种基于中心化Jaccard匹配的SD卡光学字符验证方法,能够实现SD卡表面字符的精密检测与自动验证。首先,提出了一种基于HSV三通道直方图分析的快速验证方法,实现特征显著SD卡图像的准确验证;其次,针对SD卡字符验证精度受光照变化和微小旋转影响的问题,提取V通道图像和变化角度特征,提高HOG特征对光照和旋转变化的抵抗能力;最后,针对相似SD卡字符的验证问题,提出了一种中心化广义Jaccard系数,增强了相似度指标的辨别力,实现了特征相似图像的精密检测。以实际场景采集的数据对所提方法进行验证分析,试验结果表明,该算法准确率达到99.15%,具有很好的实用性和鲁棒性。     

一种云端信息安全字形的生成模型

提出了一种云端信息安全字形的生成模型。该模型将汉字的字形抽象为汉字结构模式和汉字的风格模式,然后通过定义有效的汉字结构输出和汉字笔画生成方案,动态地生成了可用于信息安全保护的信息安全字形。该模型实现了汉字字形的Web存储和在客户端的特征字形的输出的监控,克服了现代汉字由于整字编码而导致的汉字信息在云端安全服务方面的不足,为汉字信息的云端存储和云端数据安全服务保护提供了一种有效的策略和方法;同时,也为设计更深层次的云端汉字信息服务系统奠定了基础。     

基于粒子群算法的灰度相关图像匹配技术

首先对图像匹配问题进行了描述,接着简单介绍了标准粒子群优化算法及其一些基本概念。最后,引出如何运用粒子群优化算法来求解图像匹配问题。对实验结果的分析表明：基于粒子群优化算法的图像匹配算法能够在不失匹配精度的条件下,克服一般图像匹配方法运算量大、耗时长的缺点,满足实际运用中匹配精度和速度的要求。     

On-line handwritten Chinese character recognition via a fuzzy attribute representation

Chinese characters are constructed by strokes according to structural rules. Therefore, the geometric configurations of characters are important features for character recognition. In handwritten characters, stroke shapes and their spatial relations may vary to some extent. The attribute value of a structural identification is then a fuzzy quantity rather than a binary quantity. Recognizing these facts, we propose a fuzzy attribute representation (FAR) to describe the structural features of handwritten Chinese characters for an on-line Chinese character recognition (OLCCR) system. With a FAR. a fuzzy attribute graph for each handwritten character is created, and the character recognition process is thus transformed into a simple graph matching problem. This character representation and our proposed recognition method allow us to relax the constraints on stroke order and stroke connection. The graph model provides a generalized character representation that can easily incorporate newly added characters into an OLCCR system with an automatic learning capability. The fuzzy representation can describe the degree of structural deformation in handwritten characters. The character matching algorithm is designed to tolerate structural deformations to some extent. Therefore, even input characters with deformations can be recognized correctly once the reference dictionary of the recognition system has been trained using a few representative learning samples. Experimental results are provided to show the effectiveness of the proposed method.     

基于模板匹配和支持向量机的点阵字符识别研究

食品、药品包装上的点阵字符信息一般包含生产日期和其他重要信息。针对目前单一的点阵字符识别方法准确率不高,且对点阵字符在复杂环境下（既包含点阵字符又包含连续字符）字符定位准确性低的问题,提出了一种基于模板匹配和支持向量机（Support Vector Machine,SVM）的组合点阵字符识别方法。该方法利用点阵字符的离散性质来准确定位点阵字符,然后分别通过基于灰度的模板匹配和基于特征的模板匹配方法得到两个判定结果。若判定结果相同,则识别出字符;若判定结果相异,将这两个结果送给SVM进行识别,得出识别结果。实验结果表明,该方法在点阵字符的定位准确性和识别率方面都优于传统字符识别方法,且识别鲁棒性较好,字符识别率达到96.10%。     

基于结构约束生成对抗网络的书法汉字生成

目前书法汉字的生成研究在汉字生成过程中需要大量先验汉字组成信息,不仅对前期数据收集工作的要求较高,而且影响研究成果的扩展性.针对此问题,文中提出基于结构约束的条件堆叠生成对抗网络的书法汉字生成方法.将源汉字图像直接提取的汉字笔迹作为结构约束条件,通过条件堆叠生成对抗网络模型生成高质量的书法汉字.同时提出通过伪目标样本的...     

一种改进的基于模板匹配的集装箱字符识别方法

字符识别是计算机模式识别中较为常见的问题,对于印刷体的字符来说,经常采用二值化和模板匹配方法进行识别。在实际应用中,为了提高识别率,减少计算量和运行时间,解决正确识别二值化后的正反不同图象的问题,提出一种改进的自适应的模板匹配方法,理论与实验结果表明具有较高的识别和坚韧性。     

基于智能造字的生僻字中输入与显示研究

无法直接输入计算机或现有的计算机系统字库没有的汉字称为生僻汉字或特殊字。对字库中已包含的生僻汉字,基于造字机理的皮氏输入法可以无重码输入GB18030-2005包括的70244个汉字。对字库中没有的汉字,按照智能造字原理,按照汉字结构和基元进行输入,并生成汉字图片。然后采用插件技术,将生僻字的图片插入到Microsoft Word文档中,以达到输入生僻汉字的目的,为在Microsoft Word文档中完全输入所有的汉字提供了一种方法。     

基于几何特征的IC芯片字符分割与识别方法

针对IC芯片字符的分割与识别问题,提出了一种基于字符几何特征的分割方法和一种基于字符最小外接圆的归一化与重定位方法,使用基于像素差分的模板匹配完成识别。首先,对芯片图像进行直方图均衡化处理,并利用辅助圆进行中线定位和图像校正,定位得到ROI区域并进行均值二值化处理。随后,对二值化ROI图像进行字符分割,以字符的几何特征作为判断条件,从而完成了对缺陷字符的正确分割。之后,对单字符图像提取最大轮廓,利用其轮廓的最小外接圆进行字符的归一化与重定位。最后,对归一化的字符进行差分识别。通过采集4种芯片样本进行实验,结果表明,该方法能够实现芯片字符的准确分割,对于缺陷字符的分割准确率达90%;能够快速精准地识别芯片字符,单字符平均识别时间为4.6 ms,识别准确率达到99.4%。