以一种新的距离度量作为反馈的相关跟踪方法

基于相关的模板匹配方法在图像跟踪中得到了广泛的应用,但是这种方法的主要缺点是对图像噪声非常敏感,而且由这种方法得出的相关曲面比较平坦。为了有效抑制噪声和局部遮挡对图像的影响,提出用鲁棒统计中的一个值代替相关值作为距离度量。它不是计算两幅图像的对应像素差值,而是计算两幅图像中差别不大的对应像素对的个数。实验证明这样得到的曲面相对　　收稿日期:2003 08 31;　修订日期:2003 10 28作者简介:张桂林(1944 ),男,天津人,教授,博士生导师,主要研究方向为自动识别、人体生物统计特征识别、图像处理算法与系统性能评估等。　　　　　　　要尖锐得多。当上述的距离度量应用于跟踪过程中时,模板的合理更新对跟踪非常重要。基于上述的距离度量方法,提出了一种新的模板更新策略。利用两幅图像中近似像素在整修匹配模板像素中所占的比例大小决定加权系数。这种加权策略可以自适应地根据图像序列的变化选择更新相关模板,同时在一定程度上减小模板漂移的危险。     

Education-driven research in CAD

We argue for a new research category, named education-driven research (EDR), which fills the gap between traditional field-specific research that is not concerned with educational objectives and research in education that focuses on fundamental teaching and learning principles and possibly on their customization to broad areas (such as mathematics or physics), but not to specific disciplines (such as CAD). The objective of EDR is to simplify the formulation of the underlying theoretical foundations and of specific tools and solutions in a specialized domain, so as to make them easy to understand and internalize. As such, EDR is a difficult and genuine research activity, which requires a deep understanding of the specific field and can rarely be carried out by generalists with primary expertise in broad education principles. We illustrate the concept of EDR with three examples in CAD: (1) the Split and Tweak subdivisions of a polygon and its use for generating curves, surfaces, and animations; (2) the construction of a topological partition of a plane induced by an arbitrary arrangement of edges; and (3) a romantic definition of the minimal and Hausdorff distances. These examples demonstrate the value of using analogies, of introducing evocative terminology, and of synthesizing the simplest fundamental building blocks. The intuitive understanding provided by EDR enables the students (and even the instructor) to better appreciate the limitations of a particular solution and to explore alternatives. In particular, in these examples, EDR has allowed the author to: (1) reduce the cost of evaluating a cubic B-spline curve; (2) develop a new subdivision curve that is better approximated by its control polygon than either a cubic B-spline or an interpolating 4-point subdivision curve; (3) discover how a circuit inclusion tree may be used for identifying the faces in an arrangement; and (4) rectify a common misconception about the computation of the Hausdorff error between triangle meshes. We invite the scientific community to encourage the development of EDR by publishing its results as genuine research contributions in peer-reviewed professional journals.     

纹理豪斯多夫距离在人脸识别算法中的应用

很多经典的人脸识别方法难以适应姿势变化及人脸错位的情形。为了解决这一问题,提出一种基于纹理豪斯多夫距离(THD)的人脸识别算法。将人脸图像的空间量及纹理特征相结合,使其在深入的头部转动和人脸错位中都有很高的容错度。在FERET及Yale两大人脸数据库的实验表明,与其他经典的方法相比较,所提出的方法取得了更好的识别效果。     

基于带约束人工蜂群算法和平均Hausdorff距离的重力匹配方法

重力匹配算法是实现重力辅助惯性导航系统的关键技术之一。但是,传统重力匹配方法存在复杂度高、应用范围小等缺陷,一般很难实现精确、快速匹配的效果。将人工蜂群算法用于重力匹配的搜索过程,并将多普勒测速仪提供的速度信息作为限制条件对蜂群搜索过程进行约束。在此基础上,利用平均Hausdorff距离对匹配结果进行筛选,在重力数据库中重力异常精度一定的条件下,可降低误配率。仿真结果表明,该匹配算法在重力特征显著的区域具有较高的匹配率,可以达到精确、快速的匹配定位,从而实现重力辅助导航。     

红外与可见光复合寻的制导中的快速图像配准方法

对现有多传感器图像配准方法在红外与可见光复合寻的制导应用中存在的计算量大等不足,提出了一种基于部分Hausdorff距离的快速方法和一种两集合相似度的定义,从而实现了有效减小误匹配特征点对的红外与可见光图像快速配准方法.此算法通过分别提取两幅图像边缘上显著特征点,再根据提出的快速方法和两集合相似度定义,粗略估计出图像间的旋转角度、平移量;然后依据此估计值,缩小特征点匹配时匹配特征点搜索范围,求得一致特征点对;最后用最小二乘法求解最优变换参数.实验结果表明了该方法的有效性、快速性.     

基于流形学习的人体动作识别

目的 提出了一个基于流形学习的动作识别框架,用来识别深度图像序列中的人体行为。方法 从Kinect设备获得的深度信息中评估出人体的关节点信息,并用相对关节点位置差作为人体特征表达。在训练阶段,利用LE（Lalpacian eigenmaps）流形学习对高维空间下的训练集进行降维,得到低维隐空间下的运动模型。在识别阶段,用最近邻差值方法将测试序列映射到低维流形空间中去,然后进行匹配计算。在匹配过程中,通过使用改进的Hausdorff距离对低维空间下测试序列和训练运动集的吻合度和相似度进行度量。结果 用Kinect设备捕获的数据进行了实验,取得了良好的效果;同时也在MSR Action3D数据库上进行了测试,结果表明在训练样本较多情况下,本文方法识别效果优于以往方法。结论 实验结果表明本文方法适用于基于深度图像序列的人体动作识别。     

2D registration based on contour matching for partial matching images

The mean Hausdorff distance, though highly applicable in image registration, does not work well on partial matching images. An improvement upon traditional Hausdorff-distance-based image registration method is proposed, which consists of the following two aspects. One is to estimate transformation parameters between two images from the distributions of geometric property differences instead of establishing explicit feature correspondences. This procedure is treated as the pre-registration. The other aspect is that mean Hausdorff distance computation is replaced with the analysis of the second difference of generalized Hausdorff distance so as to eliminate the redundant points. Experimental results show that our registration method outperforms the method based on mean Hausdorff distance. The registration errors are noticeably reduced in the partial matching images.     

基于乘客多运动行为的公交客流计数判定方法

针对基于单目视觉的公交乘客人数统计判定方法不稳定、计数结果不准确的现状,结合公交车门附近乘客运动行为的复杂性和多样性,以及乘客运动行为对计数判定方法的干扰,给出一种基于乘客多运动行为分析的计数判定方法。采用轨迹聚类的方式对乘客运动行为进行分析,结合轨迹的空间特征和方向特征计算轨迹距离,并使用层次聚类方法进行聚类。分析聚类结果中每一类别所对应乘客类的运动行为,讨论各乘客类的运动行为对常用计数判定准则的影响,由此提出一种改进的公交车客流计数判定方法。利用采集的乘客上下公交车视频图像进行实验,结果表明,该方法能获得较高的统计精度和较好的稳定性。     

实时视频中的车辆运动轨迹的提取和聚类

利用运动物体轨迹的方向性、运动性和相互关系等典型特征对物体的运动轨迹进行聚类。首先利用改进的加权矢量Hausdorff距离作为度量运动物体轨迹相似度的方法,从而使之适用于空间距离有差别的运动物体轨迹的谱聚类问题;然后基于等周分割（ISO）算法,构造轨迹相似度矩阵,完成轨迹的粗聚类;最后利用轨迹的方向性特征和轨迹类间距对轨迹进行二次聚类,得到最终的轨迹聚类结果。     

一种快速实用的车牌字符识别方法

提出了一种新的车牌字符识别算法.该方法先对车牌中的单个字符进行预处理,然后采用Hausdorff距离模板匹配方法识别,对于特定位置的特殊字符,再进行校正识别.实验表明,该方法有效可行。