基于分层存储理论模型的近似字符串匹配 并行算法研究

CUDA (Compute Unified Device Architecture)是一种重要的并行处理架构,但其具有相对复杂的线程管理机制和多重存储模块,从而使得基于CUDA的算法时间复杂度很难量化.针对这一问题,提出了一种分层存储理论模型—HMM (Hierarchical Memory Machine)模型,该模型所具有的分层存储结构可以有效地描述图形处理单元设备不同存储模块的物理特性,因此非常适用于对CUDA算法时间复杂度的量化评估.作为HMM模型的应用实例,文章提出了一种基于HMM模型的并行近似字符串匹配算法,并给出了相应算法时间复杂度的计算过程.与串行算法相比,该算法可以获得60倍以上的加速比.     

基于多信息算法融合的电子元件精准装配研究

机器人是现代化工业制造与生产的重要装备之一。随着市场需求向小批量、多品种和柔性化方向快速发展,基于多信息融合的机器人协作系统将为高端精密制造产业赋能。该研究着眼于精密电子元件装配领域,聚焦手眼系统的精准对位和精密插装技术,通过建立待插元件与非均质薄板的接触状态模型,分析其双重位移融合的力位运动特性,并结合视觉检测与跟踪技术,提出一种融合视觉、力觉和编码器信息的复合型控制算法。基于电子元件装配平台,该研究进行了元件插装对比实验和信息融合算法的装配实验,结果表明,对齐阶段的定位精度在 0.185 pixels 以内,装配阶段的接触状态判定和调节算法保障了元件与插槽的安全有效装配。     

显微图象中目标对象的识别

研究了显微图象中目标对象的识别问题。首先比较了显微图象和宏观图象之间的区别,总结了大部分显微图象具有的一般特征,讨论了宏观图象处理方法用于显微图象时存在的缺陷。然后提出了一种目标对象识别的新方法,该方法利用最优颜色通道识别显微图象中的目标对象,动态地调节识别阈值,减少了误识别象素的数量。对残存的误识别象素和脏点象素采用面积滤波的方式去除,进一步提高识别的效果。该文通过实验,识别了几种显微图象中的目标对象,实验发现,使用这一方法不仅能够提取背景中的目标对象,还可以大量减少误识别象素和脏点象素,说明该方法用于显微图象中目标对象的识别具有一定的优点。     

基于微机电系统振镜的多频相移正弦结构光系统相位展开误差分析

随着增强现实和虚拟现实技术的发展,以及元宇宙概念的兴起,三维重建技术作为重要的内容获取手段得到了广泛的应用。其中,结构光重建技术以其高精度且不受物体表面材质纹理影响的特点,得到了研究者的重点关注。传统的结构光三维重建主要使用基于数字光处理的投影仪来投影编码图案,然而,数字光处理投影仪存在尺寸大、功率高、价格昂贵等缺点,限制了其在众多应用中的便利性。因此,微机电系统振镜因其体积小、成本低、帧率高等特点,在越来越多的三维扫描系统中,被考虑作为投影仪投影编码结构光。但限于只能投影单向条纹图案和存在红外激光器散斑效应带来的噪声的缺点,传统的基于三角测量方法并不适用。因此,该文采用相位-高度模型,搭建了基于微机电系统振镜的三维扫描系统。针对散斑效应引起的噪声,本文通过实验对比了基于微机电系统振镜常用的 3 种时间相位解包裹算法的抗噪性能。结果表明,多频层级法和负指数拟合法的抗噪性能较好,精度较高,而多频外差法的抗噪性能较差。该研究结果可为研究人员选择解相方法提供参考。     

化身1号:一个快速的三维彩色全身人像捕捉系统

提出一个快速的三维彩色全身人像捕捉系统（名为化身1号）：1.5秒采集数据,1分钟内全自动地建立三维全身人像.化身1号使用了8台自制的结构光扫描仪,采集数据的精度达到1毫米.这8个扫描仪预先配置好空间位置：4个抓拍头部,4个抓拍身体.从而,能够有效覆盖采集成人对象的全身区域.在离线标定完8个扫描仪后,化身1号就可以捕获真实对象,在一个坐标系内处理各扫描仪采集的局部数据,历经全局注册和无缝隙的纹理拼接,鲁棒地建立高逼真度的纹理人像模型.该模型的几何精度达到1毫米,并具有照片真实感的色彩信息.实验结果表明,在高逼真度建模需求的前提下,化身1号的采集和处理速度均处于当前最优水平.     

显微三维表面重构

介绍了显微立体视觉系统中微观物体表面的三维重构技术,详细论述了显微立体视觉系统的组成,以及从图像获取、显微图像处理、特征提取、立体匹配、摄像机标定、深度确定到最终曲面插值的三维表面重建过程.着重讨论了基于显微图像的特征提取和立体匹配方法,另外在系统论述基于显微立体视觉系统的微观物体表面三维重构的一般方法和步骤的基础上,针对现有方法的不足,指出了改进的方向.     

一种面向显微图象的双阈值边缘检测算法

文章将微分、LOG、熵等几种边缘检测算子用于显微图象的处理,介绍了显微图象边缘检测的一般过程。并在熵算子的基础上,提出了一种基于边缘采样和阈值曲线分析的双阈值选择方法。通过对几种算法处理结果的比较,将熵算子做为最终的检测算子。     

微操作系统中微观对象三维立体形状重构研究

研究基于体视显微镜的微操作系统中微观对象的三维立体形状重构问题．体视显微镜的两子光路具有对称性和微小的差异性，差异性是影响微观对象重构准确性的重要因素．文中使用不同的参数序列描述两子光路的对称性和差异性，建立从二维图像空间向三维物空间映射的视觉模型，使用弱视差描述微观立体图像的相关性．通过实验分析视觉模型在三维物空间X，Y，Z三个方向上的重构精度，平均值分别为0．74％，1．98％和6．66％，重构了平面样品和曲面样品的三维立体形状．     

微操作中三维运动定位的目标识别误差矫正

根据形状差异和广义图像误差对微操作定位精度的影响,给出了形状差异的矫正算法。 基于光照度影响图像亮度的事实,导出了矫正广义图像误差的识别调节系数。使用精度±2m操作手控制运动,视觉模型的定位精度在5%左右。通过误差矫正,精度可以继续得到提高,提高的程度与识别调节系数的大小有关,而识别调节比达到初始调节比的60%-80%为宜。