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二维解析张量投票算法研究

自动化学报 2016年第3期42卷 472-480页

作者：林洪彬邵艳川王伟燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

针对传统张量投票(Tensor voting)算法计算过程复杂、算法效率低的问题,本文提出了一种二维解析张量投票算法.首先,深入分析张量投票理论的基本思想,分析传统张量投票算法的不足及其根源;其次,设计了一种二维解析棒张量投票新机制,实现... 详细信息

针对传统张量投票(Tensor voting)算法计算过程复杂、算法效率低的问题,本文提出了一种二维解析张量投票算法.首先,深入分析张量投票理论的基本思想,分析传统张量投票算法的不足及其根源;其次,设计了一种二维解析棒张量投票新机制,实现了二维解析棒张量投票的直接求取;在此基础上,利用二维解析棒张量投票不依赖参考坐标系的特性,设计并求解了二维解析球张量投票表达式,解决了长期困扰张量投票理论中球张量投票无法解析求解,仅能通过迭代数值计算,计算过程复杂、算法效率低、算法精度与算法效率存在矛盾的难题.最后,通过仿真分析和对比实验验证了本文算法在精度和计算效率方面的性能均优于传统张量投票算法.

关键词：张量投票结构推理解析解特征提取

多分辨率奇异谱熵及其在振动信号监测中的应用研究

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传感技术学报 2004年第4期17卷 547-550页

作者：谢平刘彬林洪彬王霄燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

在信息熵模型的基础上 ,将多分辨率分析和奇异谱分析有效结合 ,提出了多分辨率奇异谱熵及其算法 ,该指标能够表征不同尺度上信号能量分布的奇异状况。进一步 ,针对奇异谱分析是基于信号二阶平稳的假设 ,本文提出了基于高阶累积量的高阶... 详细信息

在信息熵模型的基础上 ,将多分辨率分析和奇异谱分析有效结合 ,提出了多分辨率奇异谱熵及其算法 ,该指标能够表征不同尺度上信号能量分布的奇异状况。进一步 ,针对奇异谱分析是基于信号二阶平稳的假设 ,本文提出了基于高阶累积量的高阶多分辨率奇异谱熵 ,它能够充分体现信号的内在信息 ,提高了信号形式变化的适应性和对于嵌入维数变化的稳定性。通过对机械振动信号的仿真分析 ,该信息熵能够作为设备运行状态识别的有效依据。

关键词：信息熵奇异谱分析多分辨率奇异谱熵高阶累积量

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回转体形貌测量中的相机自标定

光学精密工程 2011年第8期19卷 1957-1963页

作者：李雅倩林洪彬燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

为实现回转体形貌测量系统的相机自标定,研究了回转体对象的透视投影特性,提出了一种基于被测回转体对象自约束特征的摄像机内、外参数自动标定方法。首先,利用被测场景中回转体截面特征易于提取的特性,从测得图像提取场景中的截面椭圆... 详细信息

为实现回转体形貌测量系统的相机自标定,研究了回转体对象的透视投影特性,提出了一种基于被测回转体对象自约束特征的摄像机内、外参数自动标定方法。首先,利用被测场景中回转体截面特征易于提取的特性,从测得图像提取场景中的截面椭圆,利用正交于回转轴的截面椭圆求取圆环点的像,并结合极线约束建立绝对二次曲线像的全约束方程;然后,通过对求取的绝对二次曲线矩阵进行Cholesky分解获得相机的内参数。其次,在求得的内参数矩阵的基础上,通过回转轴和截面图像的成像特点建立测量系统外参数方程,求解测量系统外部参数。实验结果表明,利用本文方法进行相机内参数标定的精度优于0.95%,外参数标定精度优于5.6%。该方法只需利用被测对象自身几何约束,不需任何标定板和标定块,标定过程简单有效,能够满足工程实际需要。

关键词：形貌测量回转体标定圆环点极线约束

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大型回转类锻件的三维重建方法

光学学报 2011年第7期31卷 178-183页

作者：林洪彬刘彬张玉存燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

提出一种基于单幅图像的回转类锻件三维重建方法。利用图像中提取的锻件截面椭圆求解圆环点图像,并结合极线约束建立绝对二次曲线像的三参数约束方程,进而求取相机的内参数矩阵。利用平行截面椭圆间的平面投影特性,进行回转体表面经线... 详细信息

提出一种基于单幅图像的回转类锻件三维重建方法。利用图像中提取的锻件截面椭圆求解圆环点图像,并结合极线约束建立绝对二次曲线像的三参数约束方程,进而求取相机的内参数矩阵。利用平行截面椭圆间的平面投影特性,进行回转体表面经线和纬线的求解,进而通过对经线进行校正实现被测锻件形状的三维重建。利用拉盖尔(Laguerre)公式进行截面椭圆可见区域求解,提出了一种等弧长纹理采样方法,解决了传统纹理提取中纹理分辨率不一致的问题。实验结果表明,在只利用被测对象自身几何约束,不借助辅助标定设备条件下,形状重建及纹理映射结果较为有效。

关键词：机器视觉三维重建回转类锻件圆环点纹理映射

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逆向工程中散乱点云变尺度配准算法研究

机械工程学报 2011年第14期47卷 1-6,12页

作者：林洪彬刘彬张玉存燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

针对传统散乱点云配准算法收敛区间与配准精度之间的矛盾,提出一种变尺度点云配准算法。构造一种基于重合点计数点云配准测度函数;对测度函数的高斯平滑过程进行研究,并对尺度参数对测度函数性能的影响规律进行分析;根据测度函数在大尺... 详细信息

针对传统散乱点云配准算法收敛区间与配准精度之间的矛盾,提出一种变尺度点云配准算法。构造一种基于重合点计数点云配准测度函数;对测度函数的高斯平滑过程进行研究,并对尺度参数对测度函数性能的影响规律进行分析;根据测度函数在大尺度参数下平滑但存在极值偏移,在小尺度参数下全局极值位置精确但存在局部极值的特点,提出一种尺度参数可变的散乱点云配准算法;借鉴模拟退火算法的思想,通过对比选定Lundy退化策略作为算法的尺度衰减策略;采用曲率约束进行控制点筛选并利用快速高斯变换进行测度函数值的计算以提高算法效率;利用合成数据和实测数据进行对比试验,结果基于变尺度策略的散乱点云配准算法具有更加广泛的收敛区间和更高的配准精度。

关键词：散乱点云变尺度配准曲率约束快速高斯变换

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基于多尺度张量分解的点云结构特征提取

中国机械工程 2012年第15期23卷 1833-1839页

作者：林洪彬刘彬张玉存燕山大学河北省测试计量技术与仪器重点实验室秦皇岛066004

针对传统点云处理算法弱特征提取与抗噪声能力之间的矛盾,提出了一种基于多尺度张量分解的点云结构特征提取算法。首先,利用张量矩阵奇异值分解进行采样点特征显著性编码;然后,将法向(切向)一致性测度与罗曼诺夫斯基准则相结合求取采样... 详细信息

针对传统点云处理算法弱特征提取与抗噪声能力之间的矛盾,提出了一种基于多尺度张量分解的点云结构特征提取算法。首先,利用张量矩阵奇异值分解进行采样点特征显著性编码;然后,将法向(切向)一致性测度与罗曼诺夫斯基准则相结合求取采样点最优邻域,以提高采样点特征识别的可靠性;最后,利用最小生成森林进行特征点遍历,构建点云结构特征曲线。实验结果表明,该算法可以实现复杂点云结构特征的有效识别。

关键词：多尺度分析张量分解点云特征提取

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一种改进的基于小波变换的包络提取算法研究

仪器仪表学报 2006年第1期27卷 34-37页

作者：刘彬戴桂平林洪彬燕山大学电气工程学院秦皇岛066004

结合“模极大值小波域去噪”原理,提出了一种基于小波变换和希尔伯特变换的包络提取算法。首先用小波变换作为包络分析的前置处理手段,再利用希尔伯特变换对处理后的信号进行包络提取。针对希尔伯特变换解包络的不足,采用模极大值小波... 详细信息

结合“模极大值小波域去噪”原理,提出了一种基于小波变换和希尔伯特变换的包络提取算法。首先用小波变换作为包络分析的前置处理手段,再利用希尔伯特变换对处理后的信号进行包络提取。针对希尔伯特变换解包络的不足,采用模极大值小波域去噪算法对包络信号进行消噪,从而解决了一般算法难以解决的由于随机噪声的干扰造成的提取的包络轮廓信息粗糙的难题。实验结果表明,该方法可以精确提取信号的包络并通过包络细化谱分析全面获得信号所隐含的故障特征。

关键词：小波变换包络提取模极大值小波域去噪

基于非下采样Contourlet变换和MB_LBP直方图的掌纹检测

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传感技术学报 2014年第10期27卷 1387-1393页

作者：戴桂平林洪彬苏州市职业大学电子信息工程学院江苏苏州215104 燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004

结合NSCT分解的多尺度、多方向性、各向异性、平移不变性以及MB_LBP算法的局部特征提取、旋转灰度不变性等优势,提出一种基于非下采样Contourlet变换NSCT(Nonsubsampled Contourlet Transform)和多块分区局部二进制模式MB_LBP(Multi-Blo... 详细信息

结合NSCT分解的多尺度、多方向性、各向异性、平移不变性以及MB_LBP算法的局部特征提取、旋转灰度不变性等优势,提出一种基于非下采样Contourlet变换NSCT(Nonsubsampled Contourlet Transform)和多块分区局部二进制模式MB_LBP(Multi-Block Local Binary Patterns)相结合的掌纹检测方法。该方法首先采用NSCT算法对预处理过的掌纹图像进行多尺度、多方向稀疏分解;其次,利用MB3-LBP8,2算子分别提取低频子图及各高频子图分块子区域的MB_LBP直方图特征向量并级联;最后,采用AdaBoost算法测试(NSCT+MB_LBP)的检测性能。仿真结果表明,与(Contourlet+MB_LBP)、(2D-EMD+ICAⅡ)、(Contourlet+NMF)以及单独的MB_LBP相比,该方法能更有效地提取掌纹特征,检测率更高。

关键词：掌纹检测特征提取非下采样Contourlet变换(NSCT) 多块分区局部二进制模式(MB_LBP) AdaBoost分类

基于参数自适应各向异性高斯核的散乱点云保特征去噪

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计算机集成制造系统 2017年第12期23卷 2583-2592页

作者：林洪彬付德敏王银腾燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司黑龙江哈尔滨150060

为解决传统点云去噪算法造成的过光顺及局部失真问题,提出一种基于各向异性高斯核的散乱点云保特征去噪算法。根据邻域点在其切平面上的投影和采样点法向构建信息相似度函数,并通过信息相似度函数定义有效邻域;应用主元分析理论研究曲... 详细信息

为解决传统点云去噪算法造成的过光顺及局部失真问题,提出一种基于各向异性高斯核的散乱点云保特征去噪算法。根据邻域点在其切平面上的投影和采样点法向构建信息相似度函数,并通过信息相似度函数定义有效邻域;应用主元分析理论研究曲面采样点、棱线采样点和角点的特征值及特征向量的分布特性;在此基础上构建以协方差矩阵的伪逆矩阵为带宽矩阵的参数自适应的各向异性高斯核函数,并将其与双边滤波算法结合用于散乱点云去噪。实验结果表明,该算法能够根据点云的局部分布特性自适应地调整滤波主方向和各主方向的衰减速度,在实现散乱点云去噪的同时可有效保持点云模型的原始尖锐特征。

关键词：信息相似度有效邻域自适应各向异性高斯核点云去噪