基于像素点分类和颜色分割的树型滤波立体匹配

针对树型滤波匹配算法只需颜色一个要素计算权重而引起的匹配错误,提出一种基于像素点分类和颜色分割的树型滤波局部立体匹配算法。首先,在计算初始匹配代价时,按照稳定度将像素点分类;其次根据参考图像的颜色信息将其建立为代价树,并在建树的过程中根据颜色分割约束获得颜色分割图像;利用颜色分割图像和像素点分类信息,改进代价树中各边的权值;最后执行树型滤波,并获得稠密的视差图,从而完成立体匹配。采用Middlebury数据集进行的实验结果表明,该算法相比传统的树型滤波算法,在各区域的精度上都有一定的提升。     

基于凸集论的稠密视差图优化算法

针对计算机视觉领域中立体匹配算法在图像无纹理区产生的误匹配问题,提出以全变差函数为凸约束集,使用次梯度投影法,对通过初始视差变换后的立体图像对之间的像素误差函数和视差二次平滑因子形成的严格凸函数进行求解,寻求立体图像对之间的最优视差图。实验结果表明,该方法不仅能保留初始视差图的边缘,而且减少了由先前立体匹配算法求得的视差图在无纹理区产生的误匹配点,取得了良好的视差图优化效果。     

基于空间约束的自适应单目3D物体检测算法

引入无须先验模版匹配的3D目标检测算法,通过简化消失点（VP）计算和改进角点提取等步骤,提出一种自适应的单目3D物体检测算法. 针对复杂场景下VP 计算易受干扰的问题,根据室内场景中世界坐标系、相机以及目标物体之间的空间关系,建立目标、相机偏航角与VP之间的约束模型,提出一种基于空间约束的 M 估计子抽样一致性（MSAC）消失点计算方法;为了提高3D框的估计精度,在VP透视关系的基础上,提出一种自适应估计3D框角点的方法,通过建立目标3D轮廓线与2D框的空间约束关系,实现目标物体的3D框快速检测. 相关数据集的实验结果表明,所提方法相比于其他算法不仅在室内场景下具有估计精度高、实时性好的优势,而且在室外场景实验下也具有更好的精度和鲁棒性.     

Structured scene modeling using micro stereo vision system with large field of view

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利用双目视觉视频的实时三维裸手手势识别

为了解决三维裸手手势识别算法识别率低、易受类肤色物体干扰的问题,提出一种利用双目视觉视频的三维裸手手势识别算法．首先依据双目视觉原理推导出三维空间内手势深度与手势面积的关系,基于此关系对三维手势进行快速识别．为进一步降低算法复杂度,根据极线约束规则提出一种只计算手势质心匹配点的立体匹配算法．实验结果表明,与现有算法相比,所提算法性能在处理速度、识别准确率、鲁棒性方面均有明显提高．同时,提出的算法具有较强的开放性,可进一步根据需求定义、添加需识别的三维手势．     

改进的立体像对稠密匹配算法

针对目前主流方法对图像中纹理单一区域匹配效果不佳的问题,提出了一种改进的立体像对稠密匹配算法。该算法首先利用区域增长技术找到图像中的纹理单一区域,然后将整个区域作为匹配基元以得到纹理单一区域的稠密视差图。相对于点基元,区域基元包含的信息更多,且在图像中不易重复出现,因此可以减少误匹配发生的几率。在国际标准测试图像上进行了实验,结果证明该算法的可行性与准确性。     

基于特征匹配算法的双目视觉测距

距离测量作为障碍物检测以及路径规划的前提和基础是机器人研究领域的一个重要分支。在众多测距方法中,由于双目立体视觉具有信息丰富、探测距离广等优点被广泛应用。本文将改进的SIFT特征匹配算法应用到双目视觉测距与标定系统中。首先建立双目视觉测距模型,测量值由空间物点在左右摄像机下的像素坐标值决定;其次根据该模型的特点提出了基于平行光轴的双目立体视觉标定方法;最后利用改进的SIFT特征匹配算法,提取匹配点的像素坐标完成视觉测距。实验结果表明,根据测量数据对障碍物进行三维重建,相对距离与真实场景基本吻合,能够有效地指导机器人进行避障。     

基于目标形态特征的工件自动分割方法

为了使交互式工件分割算法满足实时性的要求,提出了一种将工件形态特征与图像分割算法相结合的工件自动分割方法.利用MeanShift算法分割图像提取目标区域;利用形态学开运算消除目标区域的噪声,进而分离相连的目标区域;对目标区域进行边缘检测,计算完整的工件轮廓信息,然后根据外轮廓的面积确定工件区域;利用工件区域的最小外接矩形在图像中标出前景和背景区域,再利用GrabCut算法分别对前景和背景建立高斯混合模型,然后通过mincut/maxflow算法分割前景与背景区域,最终实现工件目标的提取.实验结果表明,对于制造商提供的样本,该方法分割工件的召回率和准确率分别为94.97%和88.48%,具有较强的实用性和良好的实时性.     

基于图像分割和可变窗的联合立体匹配

提出一种基于图像分割和可变窗的联合立体匹配算法。首先对参考图像和目标图像进行图像分割,根据视差在同一色彩分割区域平滑的假设,计算出分割区域的匹配代价;然后由窗口内的匹配误差均值、误差方差、偏向误差确定最佳可变窗并求出其匹配代价;最后综合两类匹配代价通过局部优化方法获得稠密视差图。实验结果表明,该算法能够较好的处理低纹理和深度不连续区域,得到较高匹配精度的同时降低了匹配时间。     

自适应窗口和半全局立体匹配算法研究

针对区域立体匹配算法中匹配窗口的选择和在图像中视差不连续、弱纹理区域误匹配率较高的难题,提出了一种自适应窗口和半全局算法相结合的立体匹配算法.该算法先通过基于灰度的自适应窗口算法计算初始匹配代价,然后利用相邻像素之间的视差梯度作为约束,采用半全局立体匹配算法以得出视差图.最后对左右视差图进行左右一致性遮挡检测,获得精确的稠密视差图.针对不同的图像信息采用自适应窗口和半全局算法相结合的立体匹配算法,剔除、修正了视差不连续、弱纹理区域的误匹配点,得到匹配效果较好的视差图.实验结果表明:该算法有效降低了视差图在视差不连续、弱纹理区域和遮挡处的误匹配率.     

基于双目视觉的显著性区域检测

针对传统基于像素的显著性模型存在的边缘模糊、不适于低对比度环境等问题,提出一种基于双目视觉信息的显著性区域检测方法. 采用简单线性迭代聚类（SLIC）方法对图像进行超像素分割,将生成的超像素区域进行合并.通过计算各区域在左右视图的相对移动距离获取物体深度信息,以区域为单位分别计算颜色对比度及深度对比度,进行合成得到区域的显著性值.结果表明,生成的显著性图轮廓清晰,边缘锐利,同等条件下近处及深度变化显著的区域能够获得更高的显著性.该方法符合人类视觉感知特征,适用于移动机器人障碍物检测及场景识别.     

TV数值计算的图像去噪

继承传统TV去噪算法的图像边缘保护性,弥补平滑区域抑噪不充分的不足,结合图像的空间梯度和像素梯度,提出了新的基于TV数值计算的去噪算法。该算法分析了图像的空间梯度;为了抑制噪声对图像平滑区域梯度的影响,对该区域的空间梯度进行抑制,克服了传统TV算法对平坦区抑噪不充分,甚至出现的虚假边缘和阶梯效应;结合像素梯度分析了图像TV去噪的迭代函数。实验结果表明,该算法实现了保边去噪且残余噪声较小,提高了图像的峰值信噪比(PSNR)和视觉效果。     

一种基于深度信息的人头检测方法

针对目前人头检测方法对光线变化敏感和易受阴影干扰的问题,提出了一种基于深度图像的人头检测方法.首先通过运动目标检测,得到运动人员所在区域;然后对该区域使用改进的立体匹配算法,该匹配算法对传统的WTA匹配算法进行改进,只对强纹理点进行匹配,对弱纹理点只进行视差验证,并根据三角投影原理计算出深度图.由于深度图中人员与周围场景的深度分布不同,根据深度分布将人头区域提取出来,得到候选区域,最后将候选区域经过形态学运算并根据区域轮廓的特征来判断是否为人头.实验结果表明:该方法在不同光线环境条件下的检测正确率为94%以上,误检测率仅为5.77%,检测精度高,对光线和阴影的抗干扰性良好,能够很好地适应复杂环境.     

一种改进的图像边缘检测算法

对传统的微分边缘检测算法的缺陷进行分析和评价,并针对微分边缘检测算法的缺陷,提出了一种改进 的边缘检测算法。新算法摈弃了传统边缘检测算法中将每个像素单独进行考虑的模式,而是将待检测像素及与 其相邻的像素作为一个整体来考虑,通过将待检测像素为中心的某个领域进行整体计算,得出能够反映这个领 域性质的某些参数,并以此作为边缘检测的判据,进行检测。此算法充分考虑到了中心像素与周围像素之间的 关系,从而增加了梯度运算的可靠性。实验表明:新算法能够检测到更细的边缘,并且在椒盐噪声的情况下要优 于常用的微分边缘检测算法。     

结合空间上下文算法的道路场景法线区域分割

针对道路场景检测忽略法线属性的问题,为了加强对空间上下文和边缘信息的利用,提出结合空间上下文算法的道路场景法线区域分割方法,将道路场景识别为路面和障碍物分别对应的水平区域和竖直区域. 在交叉熵损失函数的基础上添加障碍物增强损失,改善训练过程不同分类的权重分配,提高小区域障碍物识别率. 提出上下文改进算法优化位置关联图的矩阵计算方式,减少空间复杂度提高运算效率. 嵌入边缘上下文模块削减噪声并强化主要边缘,加强边缘信息的利用. 在自建数据集和Cityscapes数据集的实验结果表明,与主流的语义分割方法相比,本研究方法加强网络特征提取能力,能有效提高对道路法线区域的分割准确度,相较Deeplab, 交并比提高了2.1%,能简单有效地实现避障任务.     

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...     

An improved seed growth method for accurate stereo matching in disparity space

Matching is a classical problem in stereo vision.To solve the matching problem that components cannot continue growing on the occlusions region and repetitive patterns,an improved seed growth method is proposed.The method obtains a set of interesting points defined as initial seeds from a rectified image.Through global optimization the seeds and their neighbors can be selected into a match table.Finally the components grow with the matching points and create a semi-dense map under the maximum similar subset according to the principle of the unique constraint.Experimental results show that the proposed method in the grown process can rectify some errors in matching.The semi-dense map has a good performance in the occlusions region and repetitive patterns.This algorithm is faster and more accurate than the traditional seed growing method.     

钢轨表面缺陷图像自适应分割算法

针对钢轨表面缺陷提取时的灰度分布不均与杂散光干扰问题,在背景差分法的基础上提出了一种钢轨表面缺陷图像自适应分割算法.首先,通过统计钢轨图像中各行像素灰度特征,结合其均值与标准差分布曲线快速提取钢轨表面区域;然后,进行区域与边缘特征的均值窗口自适应选取;最后,根据均值模糊原理建立背景图像模型并进行图像差分,实现了钢轨表面缺陷分割.实验结果表明:提出的轨面提取算法快速、有效;钢轨表面缺陷自适应分割算法在凸显图像中缺陷部分的同时,有效减少了光照变化和反射不均的影响.该方法对测试图像的召回率和准确率分别达到了95.4%和81.3%.     

月球车视觉系统立体匹配算法

为了满足月球车视觉系统实时性和可靠性的要求,提出了一种基于点和边缘特征提取的立体匹配算法.首先采用高斯滤波和有限对比适应性直方均衡化(CLAHE)方法对校正后的立体图像对进行预处理,以削弱噪声和对比度的影响.其次研究了图像的SIFT特征点和边缘特征提取和匹配方法,以获得月球车周围的环境概貌和障碍物信息.最后将匹配成功的...