基于尺度预估的SAR图像相位相关配准算法

高精度的图像配准是SAR图像融合的前提条件之一.针对相位相关匹配方法用于强相干斑噪声的多波段、多极化SAR图像匹配时存在的缺点,提出了一种基于尺度预估的SAR图像相位相关配准算法.首先,利用图像问的中心频谱值之比实现尺度预估计;然后,在相位相关过程中,针对强噪声图像的互功率谱的逆傅里叶变换图存在多峰的情况,通过脉冲值的局部搜索得到最佳的匹配参数;最后,校正待配准图像,达到精确配准.实验结果表明,文中算法对于多波段、多极化SAR图像具有良好的匹配效果.     

基于投影的fMRI时间序列图像配准方法研究

利用投影技术,针对功能磁共振时间序列图像,介绍了一种新的自动图像配准方法。该方法将序列图像二值化后沿着水平方向或垂直方向进行投影,根据投影向量元素的位置和大小,快速地计算出图像的旋转、平移运动的变化参数。仿真实验和实际的功能磁共振应用证实了该方法的有效性。     

基于摄像头采集和图像处理的机织物密度检测

采用CCD摄像头拍摄机织物图像,根据其特性进行图像处理,自动寻找条纹方向并旋转图像.通过运用误差处理的方法,得到精确的织物经纬密度.研究结果表明,拍摄一幅图像即可快速得到织物的经纬两个方向的密度,比傅里叶变换和小波变换计算量小,并可以用于实际生产过程中的纺织品密度在线检测.     

关于光线投射算法的OpenGL高效实现

采用光线投射算法对二维(2D)图片实现三维(3D)重建,用3线性插值算法计算每个采样点的颜色值和不透明度,提高三维重建图像后的精度。该算法实现主要借助于OpenGL函数库及其三维观察矩阵,以其精确计算规则三维数据场在观察方向上的二维投影区域,减少了光线投射算法中投射光线数量。根据Phone光照模型为数据场预先计算和保存明暗表,并通过优化常规现实代码,有效地提高了光线投射体绘制算法的效率。该算法既保证了精度,又提高了显示的速度。     

基于双向ICP跨源点云配准的鞋底涂胶轨迹生成

针对自动化鞋底涂胶系统中存在的鞋型适用性不高的难题，课题组提出了一种基于修正PCA(principal components analysis)和双向ICP(iterative closest point)的跨源点云配准算法。对比3种采样方法对最终配准精度的影响，选择了最远点降采样作为配准前对点云的预处理；提出了修正PCA对鞋底点云进行粗配准，为精确配准提供了较好的初始变换矩阵；利用对跨源点云配准鲁棒性较好的双向ICP进行精确配准；根据精确配准结果将标准涂胶轨迹迁移到实时鞋底涂胶系统上，从而得到实时涂胶轨迹。结果表明：修正PCA+双向ICP在快速精确配准跨源鞋底点云上具有优越性，其中双向ICP迭代20轮后误差减小到1.31 mm，相比传统ICP算法误差减小了1.13 mm；修正PCA+双向ICP算法在处理不同鞋型时具有较好的适用性和精度，配准时间也满足系统要求。该算法可提高传统鞋底涂胶系统对各类鞋型的适用性，具有一定的工程实用价值。     

一般约束优化问题的摄动梯度投影法

利用梯度投影法与罚函数技巧，将带等式和不等式约束优化问题化成一个无约束问题，提出了求解不等式、等式约束优化问题的摄动梯度投影算法。考虑到计算的误差因素，在搜索方向上进行摄动，得到一个方向不精确的梯度投影法。参数δｋ取不同的数还可以得到一类梯度投影法。从而保证了在实际应用中更容易实现，在较弱的条件下，证明了该算法的全局收敛性。     

基于视觉的印刷品缺陷检测技术

为满足印刷品缺陷检测的准确度需求,设计了一种基于计算机视觉的分布式检测系统。该系统主要包括图像采集模块、图像处理模块、输入输出模块。研究了图像预处理、特征提取、图像配准、图像匹配和缺陷检测的相关算法。实验数据表明:该系统和采用的图像算法能精确计算缺陷的各项特征参数并判断类型,达到了印刷品缺陷检测的要求。     

小型回转点云的配准研究

针对回转半径较大的小型回转点云配准时其回转特征不明显问题,提出一种先利用最小二乘法计算出点云的拟合平面并将所有点投影到该平面上,再利用滚球算法计算该二维点云数据的边界,并对边界点云进行3次B样条拟合,最后根据B样条曲线的变化特点,找出特征点,并利用特征点进行配准。对于回转半径较大且尺寸较小的回转点云,由 于其回转特性不是非常明显,因此完全依靠其回转特性进行配准,会有一定的难度,所以需要利用其他一些特征进行配准。最后通过三坐标扫描仪获取物体的外表面形状数据,然后进行配合验证,结果表明可以准确获取特征点。该方法可以有效地对小型点云进行配准。     

基于线过程的POCS超分辨图像重构算法

传统的凸集投影(POCS)超分辨重构算法易使图像产生边缘振荡效应问题,在研究了边缘振荡效应的成因后,提出一种基于线过程模型的POCS算法来对低分辨图像序列进行超分辨图像重构.该算法采用线过程模型检测出超分辨初始估计图像的4个方向的边缘,在传统POCS的投影过程中增加了对图像的平滑处理,实现了低分辨图像序列超分辨重建的对比实验,实验结果表明图像边缘振荡效应能得到明显改善.     

基于误差控制的SAR投影失真快速校正算法

随着合成孔径雷达(SAR)技术的发展和广泛应用,为了更准确反映场景信息,几何校正成为SAR图像处理过程中的重要内容.文中根据机载SAR成像机理,分析了引起机载SAR图像几何投影失真的原因,并估算出其失真量,针对传统的非线性校正方法,提出了一种快速高效的基于误差控制的动态分段线性校正算法.该算法在保证SAR图像校正质量的前提下,通过控制SAR图像校正误差,用线性处理取代了非线性逐点运算,使得校正算法的计算复杂度大大降低.文中还从理论上推导出最佳的分段校正长度计算方法,可校正过程中动态调整分段长度,保证校正质量和运算效率.最后通过仿真试验验证了该文法的有效性和实用性.     

分组卷积编码的单视图三维重建算法研究

为了进一步提升单视图图像三维重建的精度,通过对当前的先进算法进行研究,提出了一种改进的单视图三维重建网络。该网络的编码器通过改进特征提取网络,获取更加丰富完整、深层次的二维特征。在精炼器的网络架构中引入注意力机制,进一步细化三维特征,使其生成更加精细的三维体素模型。另外在网络中添加阈值调整模块,来弥补不同种类图像之间的差异,以达到更好的重建效果。实验结果表明,该网络在公共数据集ShapeNet上三维重建的整体IoU值达到0.675,在单图像重建方面取得了更好的效果。     

三维数字图像相关法的匹配策略和应变场计算

针对在三维数字图像相关法的三维重建过程中存在着两种不同的匹配策略,利用三维仿真散斑图模拟变形,分析研究二者在不同场景下应用的品质。现有的三维应变场计算有直接对三维位移场计算和对位移场投影后再进行计算两种方法,这两种方法存在忽略局部特征、未去除噪声的缺陷。为了得到精度较高的应变场,采用基于最小二乘拟合的微单元体应变计算方法。仿真分析结果表明:利用该计算方法求得的应变场精度明显提高。     

基于扩展的相位相关方法的医学MR图像子像素注册

本文将相位相关方法用于医学MR图像的位移注册,并将其精确到子像素级。传统的相位相关方法的思想是空域中的平移对应于频域中的标准相位差。该方法对于像素级的注册可以达到非常高的精确度,但不能得到子像素级的结果。而相位相关方法的扩展则适用于高精度的子像素级的注册。该技术的关键在于,如何利用已知的离散函数值估计出函数峰值的位置。实验结果显示了该方法的可行性和可靠性。本文只对注册中的平移计算提出讨论。     

基于ARM与多模型实现的试运线列车超速防护系统

针对试运线列车运行的安全性与停车准确度的要求,提出一种基于ARM与多模型实现的列车超速防护系统。通过车载设备传感器采样时间序列数据,并将其进行小波去噪,从而得到基于傅里叶模型的目标跟踪运行曲线。设计以模糊神经网络为动态预测模型的速度控制器,利用预测控制的滚动优化与误差矫正特性增加速度控制器在不同运行环境下的鲁棒性。为加快模糊神经网络的训练速度,将改进型粒子群模糊聚类算法的聚类结果作为模糊神经网络的前件规则构建参数。以中车试运线数据为例对其进行仿真,并通过基于曲线面积误差的评价指标对全局速度下的停车精确度进行分析。仿真结果表明:所提出的以傅里叶模型作为目标函数实现的基于模糊网络的预测控制策略具有明显的优势。     

基于非线性扩散与图像配准的印刷品表面缺陷检测

针对目前工业印刷品表面缺陷检测时误判率高、检测效率较低以及缺陷区域信息有限等问题,笔者提出一种基于改进Perona Malik（P M）非线性扩散模型与图像差分模型配准的印刷品表面缺陷检测方法。该方法首先利用非线性扩散模型,在维持非缺陷区域平滑程度保持不变的情况下,对待测图像进行平滑处理,将原始图像与扩散后图像做差分运算以增强缺陷区域的对比度,从而得到差分图像;然后,将差分图像与标准模板图像进行配准,检测得到缺陷所在的区域的特征值,以便对印刷品印刷质量进行分析;笔者搭建了实验平台,来验证本方法的可行性。实验结果表明：该方法能够快速并且有效地将印刷品表面的缺陷检测出来,准确率高达99.97%。该项研究能够满足印刷品生产质量需求。     

共轭梯度及快速傅里叶算法在计算多边形状线天线间互耦中的应用

在采用矩量法计算多边形状线天线间互耦的过程中应用共轭梯度及快速傅里叶算法，导出了计算公式，能方便地对电大尺寸和电小尺寸的散射体进行有效的数值运算。以三角形环天线和偶极天线为例计算出了天线上电流的幅度和相位分布以及该法与高斯法的比较结果。结果表明共轭梯度及快速傅里叶算法的运用可节省大量计算机内存并提高计算精度。     

全息图的数字化频域滤波及数值再现研究

采用计算机对普通离轴计算全息图及博奇型修正离轴参考光计算全息图进行数字化滤波操作,可在频域将零级及孪生像消除,从而得到单一的清晰实像或虚像。利用快速傅里叶变换算法计算菲涅耳衍射积分,实现了计算全息图的设计制作、频域滤波、再现过程的全数字化,计算机数值模拟结果表明该方法具有再现图像信噪比高、操作过程简便、计算速度快、灵活性强等特点。     

相机光轴视觉反馈校正研究

提出了基于视觉伺服的相机光轴反馈校正法,将图像的线性畸变与非线性畸变相分离,先采用多幅模板图像对相机进行高精度标定,获得相机非线性系数;根据这些系数经反复迭代后消除非线形畸变;再利用线性畸变,引入反馈环节精细调节相机至精确位置。该方法不需要特殊的导引装置,很好地解决了相机光轴的高精度校正问题。     

超宽带脉冲穿墙雷达互相关BP成像

根据超宽带脉冲穿墙雷达目标回波信号与发射信号具有较强相关性的特点,提出一种新的互相关后向投影(BP)成像算法,该算法将沿天线合成孔径方向各接收阵元的回波信号与发射信号先进行互相关,将获得的互相关信号再利用BP算法进行相干成像。与回波信号进行直接BP成像相比,该算法具有消除脉冲建立时间对回波延迟时间估计误差的影响,提高目标成像的位置精度;能有效抑制背景噪声,提高图像信噪比。利用时域有限差分(FDTD)方法对穿墙场景进行电磁仿真,通过对成像方法结果的比较,表明互相关BP成像算法在成像位置精度和图像信噪比方面明显优越于直接BP成像算法。     

一种基于RCPT码的渐进图像传输方法

将等级树中的集分割编码器输出的码流分组,根据输出的分组数据对重建图像重要性的不同,传输前采用纠错能力不同的RCPT码保护。在总的码率限制下,采用遗传算法从有限码率集中选择每组数据的RCPT码码率,使接收端恢复的图像失真最小。将等误差保护码率作为遗传算法的初始种群,减少了最优码率集的搜索时间。在二进制对称信道上的仿真结果表明,该渐进图像传输方法实现简单,在高误码率信道条件下恢复图像仍能得到很高的峰值信噪比。