基于特征点运动矢量估计的动态序列图像运动目标跟踪

提出了一种改进的特征点运动矢量估计方法,用于动态序列图像中的运动目标跟踪。首先利用改进的最小亮度变化算法提取特征点;然后通过自适应的十字模式搜索法确定这些特征点的匹配点。在RANSAC方法的基础上,利用运动背景的仿射变换参数实现运动背景的补偿。最后利用合理的形态滤波技术,运动目标将完整地从背景中提取出来并实现准确跟踪。实验结果表明,改进的方法可以成功完成运动背景的补偿,并为动态序列图像的运动目标跟踪提供了保证。     

基于相关点与几何约束的直线匹配方法

由于直线本身缺乏显著特征,使用点与直线相关联的方法可提高直线特征的描述能力。针对特征点间及直线间均存在误匹配的问题,提出一种基于相关点与几何约束的直线匹配方法。首先,将直线邻域内满足条件的特征点定义为直线相关点,利用相关点与直线构造仿射不变量来描述直线,通过度量仿射不变量的相似性进行直线初匹配;然后计算仿射变换模型,通过直线角度和几何距离位置约束进行精匹配,去除误匹配直线,得到最终匹配结果。实验结果分析表明:本研究算法不仅适用于发生仿射变换的各种图像,得到更多的匹配直线对,匹配精度高,对发生仿射变换的图像、纹理复杂和纹理简单的图像,均能取得较好的直线匹配效果。     

基于尺度不变特征的眼底图像自动配准与拼接

针对眼底图像对比度低、光照不均匀、不同视场的图像间存在几何畸变等特点,提出了一种基于尺度不变特征的眼底图像自动配准与拼接算法.该算法分别提取同态滤波增强后的待配准眼底图像的尺度不变特征点,并用向量进行描述,确定相邻两图像特征点的匹配关系,在MLESAC算法中使用透视变换模型去除误匹配点对,计算匹配点对之间的变换矩阵,进行图像空间变换,完成配准和拼接.对实际眼底照相机获取的多幅图像配准与拼接结果表明,该算法具有很好的鲁棒性和稳健性,配准精度达到像素级,可以实现眼底图像的高精度自动配准与拼接.     

基于自适应分数阶微分的SIFT图像配准

针对传统SIFT(Scale Invariant Feature Transform)配准算法中存在的特征点正确匹配率低,配准效果较差的问题,提出了一种新的自适应分数阶SIFT算法用于图像配准。首先根据图像的梯度模值和信息熵构建自适应分数阶的数学模型,自动计算每个像素点的最佳分数阶阶次;其次基于最佳分数阶阶次构造自适应分数阶微分掩模,并将其融入到SIFT算法中,提取到更多精确有效的关键点,从而提高了SIFT算法的精度;在SIFT算法的特征点匹配阶段,进行相似性度量时,增加了余弦相似性约束,解决了欧式距离不能够判定特征向量的空间位置关系的问题,进一步提高特征点匹配的准确率;并使用改进的随机样本一致性算法(Random Sample Consensus,RANSAC)进一步减少误匹配的特征点对;最后根据匹配的特征点对求解空间变换矩阵,从而实现图像配准。验证结果证明:本文算法的匹配精度较高,配准的质量也得到较明显的提升。     

基于联合检测-描述的火星表面特征提取方法

针对火星着陆光学导航过程中,传统的图像特征点提取算法在相机角度变化、光照条件变化等情况下,序列图像间的特征点提取与匹配鲁棒性差的问题,提出了基于卷积神经网络的联合检测-描述特征提取方法。首先,通过Blender获取模拟火星着陆过程的视频,使用稀疏重建方法,对模拟视频的图像和火星真实图像进行三维重建,建立了神经网络可用的训练数据集。然后搭建了卷积神经网络以处理图像数据,通过改进损失函数,联合特征描述符和特征检测器双重作用,获得了更准确的匹配结果。仿真结果表明,该方法在处理多视角、光照条件多变的火星表面图像方面,具有更好的特征提取结果,并在匹配测试阶段具备优于传统算法的性能。     

SAR/INS组合导航中基于SURF的鲁棒景象匹配算法

在SAR/INS组合导航系统中,由于合成孔径雷达采用正侧视成像工作方式,会引起SAR图像的严重变形,而且获取的SAR图像还可能存在严重的斑点噪声。为了适应SAR图像的几何畸变和高斑点噪声影响,需要提取出的图像特征具有较高的鲁棒性。本文提出了基于SURF的导航用鲁棒景象匹配算法,算法首先针对惯性组合导航的工作特点,对SURF特征匹配进行了改进和优化设计,然后用RANSAC方法过滤掉错误和低精度的匹配点,最后,进行最小二乘精确匹配获取航向和位置偏差信息。通过仿真分析了算法对SAR图像的适应性、抗斑点噪声性能,匹配精度以及实时性,并与基于SIFT特征的景象匹配算法进行了对比。仿真结果表明,所提出算法性能优越,在匹配适应性、鲁棒性、匹配精度及匹配速度方面都优于SIFT算法,可以满足SAR/INS组合导航系统图像匹配修正的高性能要求。     

随机纹理图像的特征匹配鲁棒算法

针对三维外形测量以及表面位移、损伤、应变测量中的随机纹理图像,提出了一种特征匹配算法.该算法首先结合Harris角点探测和一个72维的角点特征描述向量,快速获取随机纹理图像对之间的粗匹配像点集合,然后通过灰度相关约束和视差梯度约束对粗匹配集合进行检验,剔除粗匹配集中的错误匹配.通过在误匹配剔除的过程中采用与粗匹配阶段相关联的自适应约束阈值,从而使最终的匹配结果不敏感地依赖于阈值参数的选取,而是在一个较大的取值范围内都能使最终结果在严格控制误匹配的前提下,得到足够多的正确匹配点对.通过实验对提出的方法进行了验证.     

基于模糊评价的无人机航路点选取方法

在无基准图的无人机景象匹配过程中,提取航路点是一个关键的环节。为摆脱对单一指标和专家经验值的依赖,提出了基于模糊综合评价的航路点选取方法。首先介绍图像的颜色特征模型,并提出了基于HSV颜色直方图的视频帧间聚类方法,以实现对图像帧的分组。然后,以航路点的信息丰富性、显著性、稳定性为考量,选取了图像熵、拉普拉斯响应和完整轮廓数作为衡量候选航路点适配性的特征指标,以候选航路点对指标属性的贡献度为权重,实现自动化、无干预的航路点筛选。在此基础上,提出了一种改进的模糊综合评价模型,对各候选航路点的适配能力进行综合评定,选取每组中评价值最高的图像作为无人机返航航路点。最后,对航路点选取方法进行了仿真实验和有效性验证,实验证明本文方法能够提取出适配能力强的图像作为航路点,以保证后续景象匹配的成功率。     

基于骨架角点的双目图像模板匹配算法

应用数学形态学算子抽取图像的骨架 ,根据图像骨架角点进行模板匹配。提出一种有效的双目图像的匹配算法。其特点是计算量小 ,匹配速度高 ,适用于角点明显的图像。     

视觉着舰中非合作结构化特征匹配算法

视觉全自主着舰具有独立性强、系统结构简单以及测量信息丰富等优点,特别是非合作视觉着舰意义更为重大,但也对参考特征提取提出了更高的要求。为能够实现航母图像中参考定位非合作特征点的稳定、高精度匹配,本文提出一种基于线段检测子(Line segment detector,LSD)直线识别的结构性特征检测与匹配方法,实现对航母表面各种结构、标志角点的准确识别,可克服目前有向FAST与旋转BRIEF(Oriented FAST and rotated BRIEF,ORB)及加速鲁棒特征(Speeded up robust feature,SURF)等图像特征无法定位指定结构特征的问题,有效提高视觉定位精度。     

霍夫变换与最小二乘法相结合的直线拟合

将霍夫变换与最小二乘法相结合 ,研究对实验数据和图像处理中的二值边缘图进行直线拟合的方法。首先 ,用霍夫变换剔除数据点集中的干扰点或噪声 ,并将分布在不同直线附近的点分离出来 ;然后 ,用最小二乘法拟合各直线。该方法既解决了直接使用最小二乘法拟合时 ,拟合直线易受干扰点或噪声的影响和数据点分布在多条直线附近而无法拟合的两个问题 ;同时也解决了直接使用霍夫变换时 ,拟合直线精度不高和直线段有效区间不容易控制的问题。     

基于视觉的码头集装箱AGV导引系统

根据码头环境的特殊性,提出了一个应用在码头的集装箱装卸自动导引车(A u tom atic gu ided veh icle,AGV)系统。本系统是基于视觉导引的,采用先识别,后跟踪的方式。在识别时根据识别的标志线的特点,提出了改进的Sobe l算子和可调节参数的Hough变换的方法;在跟踪时,提出了一种用自适应模糊的负反馈来改善系统识别质量和频率稳定性的思想,并应用到了该系统中。文中还提出了一种简单有效的防止图像抖动的方式,使得传送给机车控制系统的参数更加平滑、稳定。实验证明,该系统可以满足AGV在码头工作环境中的全天候工作,并且保证AGV在8 m/s的速度下,系统的识别精度在5 cm以内。     

稀疏泡状流中变形气泡的三维图像测量技术

研究气泡变形对于分析泡状流中气泡的受力和运动具有重要意义.设计了一种可确定稀疏泡状流中气泡空间坐标与变形参数的图像测量技术:原始图像经预处理和增强后,结合形态学方法识别出变形气泡投影的闭合轮廓.改进了分水岭方法对气泡投影进行分割,并用对称直线法确定投影中心改进Hough变换,得到椭球气泡模型的投影椭圆参数.提出了一种由两幅投影轮廓重构三维气泡模型的算法并分析了实验误差.该技术可较准确地测得气泡空间坐标和变形参数:投影椭圆的参数误差小于3个像素,气泡识别误差小于15%.     

上升段飞行器目标的视频图像跟踪

粒子滤波是一种基于贝叶斯估计理论和蒙特卡罗理论的实时目标跟踪方法,具有较为灵活的并行化跟踪方式,能够较好地维持跟踪目标的假设状态,具有较好的跟踪效果和鲁棒性。上升段飞行器目标飞行视频图像跟踪是火箭等目标飞行监控的重要阶段,但现阶段对飞行器上升段的视频图像跟踪主要依靠人工手动操作云台控制器,实现视频图像中的飞行器跟踪,跟踪图像存在跟踪滞后、画面抖动等现象,跟踪效果受人为因素影响较大。本文提出一种基于粒子滤波方法的上升段飞行器目标视频图像跟踪方法,建立飞行器目标粒子滤波跟踪模型实现对飞行器目标的识别和跟踪,在识别和跟踪的基础上建立云台控制模型,通过对云台的智能控制获得飞行器上升段的高质量图像。采用火箭发射的视频图像作为模型验证的实验数据,检验飞行器目标的跟踪效果。     

PCB缺陷识别算法的研究

AOI（Automatic Optic Inspection）是基于光学原理来对印刷电路板（PCB）焊接生产中常见的缺陷进行检测的一种新型测试技术。对于PCB图像的定位问题,使用一种改进的Hough变换检测圆形,通过刚体变换模型实现图像定位;在瑕疵识别中,根据树分类法和序贯检测的思想设计一种PCB缺陷模式识别方案。     

整数小波变换在数字水印中的应用

数字水印技术是实现数字产品产权保护的一种有效手段。本文提出了一种基于整数小波变换的数字图像水印算法。首先将原始图像进行分块,逐一对每块子图进行整数小波分解,然后将置乱后的二值图像嵌入到低频系数。实验证明该算法具有较好的隐蔽性和鲁棒性。     

一种轨道式动态目标跟踪算法

研究了一种轨道式动态目标跟踪的算法,建立轨迹式目标跟踪模型;分析了目标跟踪的基本原理,研究跟踪平台的光学结构和转台角度与轨道目标运动的跟踪算法,给出了物像动态跟踪的计算方法;研究Mean shift跟踪算法,利用它的核密度估计和跟踪图像的帧图像关系,确定目标检索中心位置,以达到动态目标跟踪目的。通过试验验证,提出的算法在外弹道轨道目标动态跟踪系统中是可行的。     

复杂背景下磨粒显微图像分割

针对DMAS系统中复杂背景下磨粒图像的自动分割问题，根据磨粒图像的相关特征，充分利用领域知识，基于图像分割和边界跟踪的思想，选取了适合磨粒图像分割的最大类间方差阈值法，并结合腐蚀、膨胀等图像处理技术，实现了复杂背景下磨粒图像的有效分割和目标提取。最后算例表明了本方法的简洁有效性。本文研究将对进一步展开磨粒识别和机械设备故障诊断研究工作提供前提和依据。     

最大熵磁共振成象理论

由于在实际磁共振成象系统中,只能得到有限的频谱数据,利用传统的ＦＦＴ方法重建磁共振图象,将导致截断的伪影和低的分辨率。本文提出了一种基于ＡＲ模型的最大熵磁共振成象算法,利用ＡＲ模型外推未知频谱数据,替代了ＦＦＴ方法的填零法重建,并利用了ＢＵＲＧ算法中的ＡＲ模型参数计算的有效性,不仅消除了截断伪影、抑制噪声、提高了分辨率,而且使重建时间与ＦＦＴ方法相当,完全适用于临床应用。     

光流场测试图像序列和真实数据生成方法

本文提出了一种利用光线跟踪算法生成光流场测试图像序列和真实数据的新方法，用该方法得到的图像序列和真实数据可用于光流场算法的定量比较和定性分析，对光流场计算有重要意义。