基于积分图像的快速二维Otsu算法

Otsu自适应阈值算法是图像分割的经典方法之一,在其基础上发展起来的二维Otsu阈值算法却因为计算复杂而制约了其应用.本文针对二维Otsu的耗时瓶颈问题,引入积分图像简化了二维直方图最佳阈值搜索过程的计算复杂度,从而大大缩短了算法处理时间.实验结果表明,本文提出的算法在分割效果上与原始算法完全相同,但计算时间远远小于后者,具有很好的实时性.     

具有不完全微分的Fuzzy-GA PID控制器及其在智能仿生人工腿中的应用

以模糊推理和遗传算法为基础，提出了一种新的具有不完全微分的最优PID控制器的设计方 法．该控制器由离线和在线两部分组成．在离线部分，以系统响应的超调量、上升时间以及 调整时间为性能指标，利用遗传算法搜索出一组最优的PID参数Kp*、Ti* 和 Td*，作为在线部分调整的初始值．在在线部分，一个专用的PID参数优化程序以离 线部分获得Kp*、Ti* 和Td*为基础，根据系统当前的误差e和误差变化率e ，通过一个模糊推理系统在线调整系统瞬态响应的PID参数，以确保系统的响 应具有最优的动态和稳态性能．该控制器已被用来控制由作者设计的智能仿生人工腿中的执 行电机．计算机仿真结果表明，该控制器具有良好的控制性能和鲁棒性能．     

主动目标几何建模研究方法综述

目的 目标建模是机器视觉领域的主要研究方向之一,主动目标建模是在保证建模完整度的情况下,通过有计划地调节相机的位姿参数,以更少的视点和更短的运动路径实现目标建模的智能感知方法。为了反映主动目标建模的研究现状和最新进展,梳理分析了2004年以来的相关文献,对国内外研究方法做出概括性总结。方法 以重构模型类型和规划视点所用信息作为划分依据,将无模型的主动目标建模方法分为基于表面的主动目标建模方法、基于搜索的目标建模方法和两者相结合的方法3大类,重点对前两类方法进行综述,首先解释了每类方法的基本思想,总结每类方法涉及的问题,然后对相关问题的主要研究方法进行归纳和分析,最后将各个问题的解决方法进行合理的搭配组合,形成不同的主动目标建模方法,并对各类方法的优势和局限性进行了总结。结果 各类主动目标建模算法在适用场景范围、计算复杂度等方面存在差异,但相对于传统的被动目标建模方法,当前的主动目标建模算法已经能够极大程度地提高建模任务的质量和降低建模所需代价。结论 基于表面的主动目标建模方法思想相对简单,但仅适用于表面简单的目标建模。基于搜索的目标建模方法能够量化地评价每一个候选视点,适用广泛且涉及的问题相对于基于表面的方法有更大的解决空间,有更多的研究成果产生。将二者涉及问题的不同研究方法相搭配,可以构成不同的主动目标建模方法子类。     

基于生成对抗网络的红外图像数据增强

深度学习在视觉任务中的良好表现很大程度上依赖于海量的数据和计算力的提升,但是在很多实际项目中通常难以提供足够的数据来完成任务。针对某些情况下红外图像少且难以获得的问题,提出一种基于彩色图像生成红外图像的方法来获取更多的红外图像数据。首先,用现有的彩色图像和红外图像数据构建成对的数据集;然后,基于卷积神经网络、转置卷积神经网络构建生成对抗网络（GAN）模型的生成器和鉴别器;接着,基于成对的数据集来训练GAN模型,直到生成器和鉴别器之间达到纳什平衡状态;最后,用训练好的生成器将彩色图像从彩色域变换到红外域。基于定量评估标准对实验结果进行了评估,结果表明,所提方法可以生成高质量的红外图像,并且相较于在损失函数中不加正则化项,在损失函数中加入L1和L2正则化约束后,该方法的FID分数值平均分别降低了23.95和20.89。作为一种无监督的数据增强方法,该方法也可以被应用于其他缺少数据的目标识别、目标检测、数据不平衡等视觉任务中。     

基于约束运动水下机器人视觉悬停研究

悬停能力是水下机器人应具备的重要功能之一,本文介绍基于约束运动的水下机器人视觉悬停方法,该方法利用平面单应矩阵估计潜器的运动参数,并利用潜器的运动约束消除运动估计的多解,仿真和真实水下悬停实验验证了该方法具有较好的鲁棒性和跟踪性能.     

土壤—植被混合地表红外辐射温度场的耦合建模方法*

目前混合地表温度场的数学模型忽略了地表内部各组分间的热通量交互,致使温度场模拟结果不够准确、真实.针对已有独立求解模型的不足,结合土壤-植被混合地表的材质组成及空间分布特点,建立温度场的耦合求解模型,通过在热平衡方程中引入组分间热通量的交互项,对土壤-植被-大气耦合的能量平衡过程进行描述.实验结果表明,利用耦合模型求解的混合地表的温度场分布和热图像特征与自然地表红外辐射特性的真实分布规律具有更好的一致性,从而验证了温度场耦合建模方法的有效性.     

基于单幅建筑物图像的三维信息提取

提出并实现了一种利用矩形结构从单幅建筑物图像中提取三维信息的方法.该方法只需要单幅图像和建筑物中易于测量的矩形一边长度作为输入,就可以获得场景中的各种三维信息.本文首先利用空间三方向正交的平行线束求出图像中的消火点,标定相机内参;然后,利用消火点、相机内参和矩形一边长度,对场景中不同位置关系的平面上三维信息的提取方法进行了研究,给出了2个一般性的结论,同时提出了一种物体高度测基的新方法;最后,利用人机交可=的方式提取了室内、外场景的三维信息,并对计算结果的精度进行了分析.实验结果表明,本文方法具有所需条件少、测量信息多的特点,对于三维重建、虚拟现实等领域具有很高的应用价值.     

基于光谱分析的主动式距离图象获取方法

Ｒａｉｎｂｏｗ三维摄像机是一种基于光谱分析的快速三维信息获取方法。该方法利用连续变化的彩色光谱照射景物,彩色ＣＣＤ摄像机摄取的景物图象将呈现有规律的颜色变化,而且不同的颜色构成不同的空间颜色面。通过标定这些颜色面和摄像机成像模型,即可计算出图象中各点的三维坐标。该文重点讨论实现该方法的标定技术和颜色分类技术,最后给出实验结果。     

机械臂定位外科手术辅助导航系统

介绍了一种利用机械臂定位的外科手术辅助导航系统。该系统由数字化机械臂、头部定位装置、图像处理计算机及相关软件组成。借助于患者术前的CT图像数据，可以重建患部的三维模型。手术过程中，首先利用系统标定技术建立患者头部、手术器械和患部模型之间的关系模型，同时用数字化机械臂实时测出手术器械的空间位置，从而实现手术器械的位置与CT剖面图像的叠加显示，起到辅助外科手术的作用。在综述手术导航系统研究现状的基础上，给出了该系统的结构和原理，重点介绍了该系统的几个重要组成部分，包括空间定位、图像处理与显示、系统标定等，最后通过演示实验证明了系统的功能。