基于蜜獾算法的破片序列图像多阈值分割

针对静爆试验中拍摄的图像中破片目标小、背景复杂等情况,基于经典阈值分割法在破片图像分割的应用中存在不能将目标所在像素准确分离的问题,提出一种基于蜜獾算法(HBA)的多阈值图像分割方法,该方法引入HBA求解Tsallis相对熵的最小值作为目标函数值来计算最佳阈值,在分析经典阈值分割方法处理破片图像的不足后,选择合适的阈值数,将HBA与遗传算法(GA)、蝗虫优化算法(GOA)、麻雀搜索算法(SSA)三种优化算法进行性能对比,利用分离出的目标绘制破片轨迹图并确定有效破片。分析结果表明,阈值数为2时分割效果满足需求,HBA运行时间1.32 s,进行100次重复实验后其结果的标准偏差约为0,分割出的目标中有效破片达83.8%,说明该算法的实时性和稳定性强,分割效果可满足对破片群运动参数测试的需求。     

基于香农熵的爬山算法

针对现有的数字图像相关(DIC)法图像匹配技术中,子集的大小通常由用户根据自己的经验来定义的,这样就会使得DIC的匹配精度降低。提出了一种基于香农熵自适应选择子集的方法来优化爬山算法,该算法能够在不降低计算效率的前提下,显著提高位移测量精度。通过实验验证得出,当子集大小选择恰当时,该算法能使匹配精度达到0.98,将其与常用的爬山算法相比较发现准确率提高了0.04,而且随着位移不断增大,这种优势越明显。最后通过刚体位移实验也验证了此算法的有效性,改进的算法适用于DIC形变分析。     

改进的基于平稳小波变换的散斑去噪方法

针对剪切散斑干涉相位条纹图去噪过程中存在的噪声残留和边缘模糊问题,提出一种将正余弦分解和平稳小波变换相结合的散斑去噪方法,使用平稳小波变换对图像的正余弦分量进行小波分解,利用改进的小波阈值函数和阈值选取规则对分解后的高频图像进行处理,最后进行小波重构和反正切运算得到去噪后的相位条纹图。通过实验对各方法去噪后的效果进行分析,该方法能够保留边缘信息,改善相位图的质量,对比现有传统算法均方差分别降低了0.05、0.03,信噪比分别提高了3.1、1.1 dB。     

改进遗传模拟退火神经网络的双相机标定算法

针对双目相机标定算法中BP神经网络精度低、收敛性差的问题，提出了一种基于改进遗传模拟退火算法的BP神经网络优化方法(improved genetic simulated annealing algorithm-BP,IGSAA-BP)。该方法通过改进遗传模拟退火算法的适应度扩展，交叉、变异概率和退火准则来改善BP神经网络的性能，为BP神经网络提供了最优权值和阈值。将IGSAA-BP神经网络与BP神经网络和TGSAA-BP神经网络两种相机标定算法进行对比，利用其标定的真实值与预测值相差结果得出结论，3种标定方法进行相机标定的平均标定精度分别为0.02、0.71和0.28 mm。结果表明，IGSAA-BP神经网络可以提高双目相机的标定精度，提高全局寻优能力，加快收敛速度。