多重计算全息水印技术

为了增强水印安全性,用三维物体作为水印信息嵌入载体,提出了一种基于层析法的多重计算全息数字水印技术.该方法用层析技术得到三维物体的菲涅尔(Fresnel)全息图;利用Arnold变换对全息图进行置乱加密,置乱后的图像作为待嵌入水印;选择离散余弦变换(DCT)作为嵌入与提取算法;将Arnold变换次数与三维物体每层的衍射距离作为加密密钥.数字仿真与实验结果显示,当密钥正确时,从水印中提取的全息图的再现结果与直接再现全息图的结果一致,可以再现出三维物体相应层次的信息;密钥错误时,从水印中提取的全息图的再现结果无法识别,水印提取失败.实验结果证明了水印嵌入及提取算法的正确性,表明提出的方法可以实现水印信息的立体化和多重化,具有较高的安全性和易于实现等优点.     

基于误差扩散的半色调图像输出算法修正

针对织物印刷更易出现网点扩大现象,提出一种误差扩散修正算法,根据6×6的半色调单元减少输出的半色调网点。模拟仿真输出打印图像,根据仿真结果,改进算法在一定程度上改善了因网点扩大导致输出图像色彩失真。     

电子半色调方法的研究

系统地介绍了电子半色调的基本理论及其发展,归纳选择出一些具有代表性的半色调方法,分别用软件加以实现,对其中部分算法进行了改进。详尽分析了不同电子半色调方法的特点及适用范围,对几种半色调方法进行了比较。最后,结合我所研制的光电扫描输入机的工作需要,设计完成了一种半色调算法硬件实现,完成了对灰图像实时地进行半色调化处理。     

数字全息三维显示关键技术与系统综述

三维全息显示能够表现出与真实物体一样的深度和视差,是一种理想的三维显示方法.但是,三维物体计算全息图计算复杂且计算量巨大,因此,如何快速生成三维物体计算全息图是数字三维全息动态显示中的关键问题之一.本文首先论述了数字全息三维显示的关键技术,包括物点散射法、体视全息法、层析法等三种三维物体计算全息图实现方法,一种RGB分离的真彩色全息显示实现方法和若干提高全息再现像质的方法;然后对几种最新典型的数字三维全息显示系统进行了技术分析;最后总结了数字全息三维显示领域的发展动态,指出三维全息显示技术会朝着实时、动态、更大尺寸、更高分辨率方向发展.     

三维物体全视差全息体视图的快速计算

针对传统全息技术对三维数据源要求高、计算量大以及实现速度慢等问题,提出了一种三维物体全视差全息体视图的快速计算方法。该方法对全息面和再现面分别进行空间分割和频谱采样,通过迭代傅里叶变换算法计算多个基元全息图,叠加构成全息图单元。由摄像机获取三维物体不同角度的二维视差图像,基于人眼双目视差立体视觉原理,构建视差图像与全息图单元的对应关系。最后,利用全视差图像调制全息图单元中对应衍射方向的基元全息图,快速合成三维物体全视差全息体视图。基于液晶空间光调制器构建的光学系统对全息体视图进行了再现实验。结果表明,与传统全息图计算方法相比,本文方法容易获取数据源,计算量较小,能够快速计算全息体视图,实现三维物体不同视角图像的再现。     

基于单全息面三维声强测量的声场分离技术

在测量全息面三维声强和均方声压的基础上，根据平面上二维切向有功声强与复声压相位间的关系来间接获取复声压的相位，结合测得的均方声压，得到全息复声压；根据全息面上微粒法向振速的叠加原理和波数域的Euler公式，推导出基于单全息面三维声强测量的声场分离公式，将全息面两侧声源各自在全息面上产生的声压分离开来。在全息面两侧均有声源的情况下，实现噪声源的识别与定位，克服了近场声全息(NAH)和基于声强测量的宽带声全息(BAHIM)的应用局限性。数值仿真的结果证明了该技术的可行性和有效性。     

基于模糊聚类的小波域半脆弱水印算法

将模糊C-均值聚类(FCM)与人类视觉系统的掩蔽性相结合,并利用小波系数奇异值的稳定性,提出了一种小波域半脆弱水印算法.该算法在对宿主图像分块并进行小波分解后,以各子块的低频背景与高频纹理为特征向量,利用FCM聚类方法进行特征分析,得到掩蔽度南弱到强的多个聚类中心,从而确定各子块的嵌入强度,自适应地将水印嵌入到低频小波系数的奇异值中.实验结果表明,该算法具有较好的隐蔽性、抗JPEG压缩性和对恶意攻击的敏感性,并可进行精确定位.     

三维打印技术的发展现状与趋势

介绍了三维打印技术的基本原理、特点及其使能技术,分析了它的发展状况,讨论了其发展方向,并指出三维打印技术是未来快速成形技术的一个重要发展方向.     

基于DCT变换的自适应图像水印实现

提出了一种基于DCT变换的自适应水印嵌入和检测方法。这种方法可以根据分块图像矩阵的特征,利用DCT变换的特点和自适应算法,在不同的分块区域中嵌入不同强度的水印,在图像的每个分块区域内都能实现水印强度和透明性的自适应调节。在检测水印时,还采用了一种有四级优先级的图像恢复方法,可以更好地恢复水印图像。利用这种方法成功地进行了水印的嵌入与检测,并对水印图像进行了量化攻击、JPEG压缩攻击、高斯噪声攻击和裁剪攻击检验。实验表明,这种方法可以在保证透明性的条件下,具备很好的鲁棒性,有较好的实用价值。     

基于针织提花大圆机的数字半调技术研究

通过蓝噪声掩码矩阵对比灰色调位图像素点,根据针织提花的工艺特性,使得所得到的半色调图形具有合理的有序统计和蓝噪声光谱特征。使之满足于人的视觉美感。     

Digital holographic microscopy and focusing methods based on image sharpness

Digital holographic microscope allows imaging of opaque and transparent specimens without staining. A digitally recorded hologram must be reconstructed numerically at the actual depth of the object to obtain a focused image. We have developed a high‐resolution digital holographic microscope for imaging amplitude and phase objects with autofocusing capability. If the actual depth of an object is not known a priori, it is estimated by comparing the sharpness of several reconstructions at different distances, which is very demanding in means of computational power when the recorded hologram is large. In this paper, we present 11 different sharpness metrics for estimating the actual focus depths of objects. The speed performance of focusing is discussed, and a scaling technique is introduced where the speed of autofocusing increases on the order of square of the scale ratio. We measured the performance of scaling on computer‐generated holograms and on recorded holograms of a biological sample. We show that simulations are in good agreement with the experimental results.     

一种基于频域变换的图像盲水印算法

针对当前日益严重的数字多媒体作品侵权问题,基于最新版权保护的数字水印技术,提出了一种基于图像特征的盲水印算法。首先利用原始图像的边缘特征确定了分块对应的水印强度因子;然后通过在分块Hadamard变换域中修改中频系数来嵌入水印。实验结果表明,盲水印算法对常用的图像处理（如JPEG压缩、加噪、剪切和滤波等）攻击具有较好的鲁棒性,在数字作品的版权保护领域具有一定的应用价值。     

A robust DIBR 3D image watermarking algorithm based on histogram shape

Depth-image-based rendering (DIBR) has become an important technology in 3D displaying. Since either of the center image and generated virtual images might be illegally distributed, we need to protect both of the two kinds of images. In this paper, a histogram shape based watermarking algorithm is proposed to protect the DIBR 3D images. To make the watermarking method robust to common attacks, a pixel mean value based pixel groups selection method is presented to select several suitable pixel groups for watermark embedding. To solve the problem that the dividing of pixel groups can affect the performance of watermark extraction, the width of pixel group is determined by the maximum difference of pixel mean value between the original and attacked images. By this way, the watermark can be extracted with lower bit error rate (BER) from the attacked watermarked image. As the experimental results shown, the proposed method is much more robust to the geometric attacks and combined attacks compared with existing methods. In addition, the proposed watermarking method also has good robustness to the adjusting of baseline distance and depth image blurred.     

基于三维检测网络的机器人抓取方法

机器人抓取任务中面对的是不同形状和大小的物体,而散落在场景中的物体会有不同的姿态和位置,这对机器人抓取中计算物体位姿任务提出了较高的挑战。针对于此,本文设计了一种基于三维目标检测的机器人抓取方法,弥补了基于二维图像识别引导机器人抓取任务中对视角要求较高的缺陷。首先,设计了一种卷积神经网络在RGB图像中识别物体,并回归出物体三维包围盒、物体中心点;其次,提出一种计算机器人抓取物体最佳姿势的策略;最后,控制机器人进行抓取。在实际场景中,使用本文设计的三维检测网络,三维目标检测精度达到88%,抓取成功率达到94%。综上所述,本文设计的系统能有效找到机器人合适的抓取姿势,提高抓取成功率,满足更高的抓取任务要求。     

基于虚拟激励法的三维随机路面仿真

通过改进的虚拟激励法原理,在现有二维路面谱的基础上,从空间路面频率谱出发,将之拓展到三维空间内的路面谱,给出模拟随机路面谱的方法。同时,为了给虚拟样机仿真分析提供较为复杂三维仿真路面环境,基于单点FFT路面不平度时域模型,建立了三维FFT随机路面数学模型,并实现了其在Matlab中的仿真;依据改进的虚拟激励法理论,建立了生成三维路面文件的通用模型,包括节点的生成和单元生成算法,并导入Adams形成所需的三维路面仿真环境。应用上述方法生成C级路面.对所选择的车辆样机进行了行驶平顺性仿真,与GB/T 13441—92标准对比分析得到了该车行驶平顺舒适性的合理时间。     

A low cost 3D shape measurement method based on a strip shifting pattern

We present a simple, low cost but fast 3D shape measurement method. There is no limitation on the object's material and texture. We use a projector to project a strip shifting pattern on the object, and a digital camera to record videos of the scene. The distortion of the strip shadow on the object is used to get the object's 3D information. A novel space-time edge finding method is introduced to position the shadow edge accurately. This edge finding method overcomes the effect of inter-reflection and high light. Using this space-time information, we can calculate the pixels' 3D coordinates. To get the 3D shape of an object with black texture, we improve the black strip pattern to a 3-color strip pattern. The bad data are filtered by a post-processing 3D filter, which makes full use of the neighborhoods' geometric constraints and the view point constraint. Meanwhile, our measurement method is fast, regardless of the complexity of the shape.     

基于邻层数据匹配的工业CT图像生成G代码方法

针对目前工业CT图像转换为3D打印G代码方法效率低的问题,提出一种基于邻层数据匹配的工业CT图像直接转换成G代码的方法.首先采用Canny算子提取工业CT图像的轮廓,然后处理轮廓分叉问题,实现邻层间几何信息数据匹配,其次进行邻层间轮廓插值以满足3D打印层间厚度要求,从而避免"阶梯效应",最后通过填充编码得到用于3D打印...     

用基于种子点的三维图像相关法测量连续大变形

针对使用图像相关法测量物体发生的较大刚体旋转或变形容易失效的问题,提出了一种连续大变形的图像匹配方法.该方法首先利用相邻状态变形的连续性对种子点进行匹配,然后利用同一状态相邻点的变形连续性,通过种子点为其他点提供初值,并最终完成对所有点的匹配,从而在无需人工交互的情况下实现对大变形过程的高效测量.刚体旋转实验以及单向拉...     

基于三维精密位移工作台的显微图像拼接测量系统

设计了一种大面积无缝无特征显微图像拼接测量系统,该系统基于光学显微系统和大行程纳米级计量型三维精密位移工作台,建立了以测量系统自身的计量系统来标定CCD摄像机和计算CCD与水平工作台夹角的数学模型,解决了一般图像测量系统需借助外部设备进行标定和夹角测量的问题。构建了非正交水平工作台移动策略,用于光学显微图像大面积无缝无特征拼接,减小了拼接量,扩大了横向测量范围,解决了测量视场与横向测量分辨率受限于物镜数值孔径的问题。     

基于Autodesk Inventor的三维参数化设计方法

应用三维Autodesk Inventor软件,以机械振动装置中板簧组件为例,介绍了零件的造型建模过程、零件的虚拟动画装配及判断虚拟装配中各零件之间是否相互干涉,从而对干涉的零件进行修改和结构调整的设计过程.体现了Autodesk Inventor软件在三维参数化设计中的强大功能及现代设计的优越性.