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基于多重单应性变换的改进ViBe算法

测绘地理信息 2023年第3期48卷 60-64页

作者：周炎王牧阳武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 香港理工大学土地测量及地理咨询学系中国香港九龙

针对目前运动目标检测领域内较流行的ViBe算法不适用于动态相机的问题,根据平面间变换为单应性变换的事实,提出了一种基于多重单应性变换的改进ViBe算法。利用ORB(oriented fast and rotated brief)特征点匹配与随机抽样一致(random sam... 详细信息

针对目前运动目标检测领域内较流行的ViBe算法不适用于动态相机的问题,根据平面间变换为单应性变换的事实,提出了一种基于多重单应性变换的改进ViBe算法。利用ORB(oriented fast and rotated brief)特征点匹配与随机抽样一致(random sample consensus,RANSAC)算法,计算得到相邻帧的不同平面的变换关系;采用全局光流补偿算法消除运动目标上的特征匹配点对,避免多重单应性变换中包含运动平面的变换;根据多重单应性变换改进ViBe算法的前景判定与背景模型更新,使改进算法适用于运动相机采集的数据。在公开视频数据集CDnet 2014与Complex Background Dataset上进行了相关实验,实验结果证明,改进算法能在尽量保留真实运动目标区域的同时,大幅度消除相机运动带来的影响,且在精度、特异性以及虚警率上表现出色,实时处理效率能达到20帧/s。

关键词：目标检测 ViBe算法单应性变换全局光流补偿随机抽样一致(random sample consensus,RANSAC)

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基于机器视觉的汽车压装衬套偏转角度测量

组合机床与自动化加工技术 2024年

作者：张玉杰谢兴龙陕西科技大学电气与控制工程学院

衬套安装的角度测量对于确保压装过程中汽车悬架与衬套的准确组装十分重要,现有的单目测量方法由于存在相机安装环境受限、测量准确率低的缺点而难以广泛应用。为提高衬套偏转角度的测量准确性,提出了一种基于特征匹配与径向基神经网络... 详细信息

衬套安装的角度测量对于确保压装过程中汽车悬架与衬套的准确组装十分重要,现有的单目测量方法由于存在相机安装环境受限、测量准确率低的缺点而难以广泛应用。为提高衬套偏转角度的测量准确性,提出了一种基于特征匹配与径向基神经网络的衬套偏转角度测量方法。采用Hessian矩阵优化ORB算法,剔除误匹配对,提高ORB算法匹配性能;采用基准模板匹配策略,解决相机斜视状态下图像特征被遮挡导致的无法匹配问题,并将采集图像的特征点转换至基准模板上;通过引入径向基函数神经网络进行偏转角度软测量,拟合特征点与偏转角度的非线性关系,提高衬套偏转角度测量的精度。实验结果表明,所研究方法可以有效进行偏转角度测量,最大平均相对误差为2.72%,满足衬套偏转角度测量要求,在汽车生产过程中有一定的应用价值。

关键词：特征匹配 ORB 单应性变换 Hessian矩阵径向基神经网络

多分辨率关联的矿山作业场景无监督图像拼接方法

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金属矿山 2024年

作者：云霄陈天赐王兴兴董锴文程小舟孙彦景中国矿业大学信息化建设与管理处中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司中国矿业大学信息与控制工程学院

为实现煤矿、金属矿等矿山作业场景的真实监测和远程可视安全监控，图像拼接至关重要。智能矿山建设通过引入先进的图像拼接技术，能够对矿山内的各类数据进行实时分析和处理，从而提高矿山的安全性和管理效率。然而，由于矿山作业面中... 详细信息

为实现煤矿、金属矿等矿山作业场景的真实监测和远程可视安全监控，图像拼接至关重要。智能矿山建设通过引入先进的图像拼接技术，能够对矿山内的各类数据进行实时分析和处理，从而提高矿山的安全性和管理效率。然而，由于矿山作业面中摄像头视野狭窄、监控图像重叠面积小，导致关键点匹配困难；矿井下光线暗、图像纹理差，特征点难提取；现有深度学习模型在矿山作业场景中的迁移效果较差，重新训练费时费力。因此，提出了多分辨率关联的矿山作业场景无监督图像拼接方法，旨在解决上述问题。针对狭长作业面重叠面积小，提出基于上下文相关层的无监督单应性变换模块，从而实现小重叠图像的有效拼接；针对井下低纹理图像特征点提取困难，提出多分辨率重建网络，该网络融合不同分辨率的特征信息，并结合卷积注意力机制模块，增强了特征感知能力，从而提高低纹理下的特征表征能力。此外，构建无监督深度图像拼接的综合矿山图像数据集，以解决矿山作业场景的泛化应用问题。试验结果表明：所提算法在矿山数据集和公开标准数据集上取得了良好的拼接效果，实现精准的矿山作业场景图像拼接。研究成果为解决矿山作业场景下的图像拼接问题提供了一种创新的思路和有效的解决方案，具有一定的应用前景。

关键词：图像拼接智能矿山上下文相关层单应性变换卷积注意力机制多分辨率融合

毫米波雷达与摄像头单应性变换标定方法误差因素分析

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物联网技术 2022年第10期12卷 16-20页

作者：李洋韩萌王紫欣李静雯曹舒文曹月杨彬彬北方工业大学信息学院北京100144

目前在交通监测领域中毫米波雷达和摄像头已经被大量使用,传感器融合可以弥补单一传感器的劣势,做到优势互补,两者融合需要标定出传感器间的空间转换关系。对于毫米波雷达与摄像头空间转换关系已有文章提出一种基于单应性变换原理的交... 详细信息

目前在交通监测领域中毫米波雷达和摄像头已经被大量使用,传感器融合可以弥补单一传感器的劣势,做到优势互补,两者融合需要标定出传感器间的空间转换关系。对于毫米波雷达与摄像头空间转换关系已有文章提出一种基于单应性变换原理的交通监测毫米波雷达与摄像头标定方法,该方法只需提取交通监测场景中目标在两传感器中对应的坐标点对就能解算出传感器间的转换关系。相比传统方法对摄像头内参数、传感器自身以及传感器之间的旋转角度等参数进行标定,该方法更加简洁有效,可以更高效的解决坐标转换问题,但目前还缺乏对影响单应性标定方法误差因素的分析。针对这一问题,文中将通过实验对单应性标定方法中特征点空间分布以及数量对于标定精确度的影响进行研究并给出合适的标定方案。

关键词：交通监测毫米波雷达摄像头空间标定单应性变换误差因素

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一种基于单应性变换的车道线检测方法

郑州铁路职业技术学院学报 2022年第2期34卷 21-23页

作者：吴琳邵士媛李袁刘春霞郑州铁路职业技术学院河南郑州451460

针对辅助驾驶系统中的车道线检测问题提出一种基于单应性变换和直方图分析的方法:首先根据相机参数确定图像中的感兴趣区域,并对图像进行颜色分割和梯度计算以提取候选车道线像素;接着利用单应性变换将图像信息投影到俯视图像,并利用直... 详细信息

针对辅助驾驶系统中的车道线检测问题提出一种基于单应性变换和直方图分析的方法:首先根据相机参数确定图像中的感兴趣区域,并对图像进行颜色分割和梯度计算以提取候选车道线像素;接着利用单应性变换将图像信息投影到俯视图像,并利用直方图分析提取车道线像素;最后对车道左右两侧提取的标识线像素分别进行二次曲线拟合,从而获得当前车道标识线的几何信息。通过对行车视频图像进行算法检验,结果表明该方法能以30帧/秒的实时速度检测出车道线并计算其几何信息。

关键词：车道线检测单应性变换直方图分析

基于单应性变换的交通监测毫米波雷达与摄像头标定方法

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基于单应性变换的交通监测毫米波雷达与摄像头标定方法

基于卷积神经网络的单应性变换估计及其应用研究

第十五届全国信号和智能信息处理与应用学术会议

作者：李洋韩萌王彦平林赟申文杰北方工业大学信息学院雷达监测技术实验室

在交通监测领域中毫米波雷达与摄像头被大量地应用,将两者融合可以做到优势互补,而空间标定则是传感器融合的前提和关键。传统基于坐标转换的标定方法需要对摄像头内参数、传感器自身以及传感器之间旋转角度等参数进行标定。这种方法需... 详细信息

在交通监测领域中毫米波雷达与摄像头被大量地应用,将两者融合可以做到优势互补,而空间标定则是传感器融合的前提和关键。传统基于坐标转换的标定方法需要对摄像头内参数、传感器自身以及传感器之间旋转角度等参数进行标定。这种方法需要标定的参数较多并且需要人为设计定标物以及大量标定实验,而且传感器之间旋转角度的标定十分复杂,这些问题增加了该方法在交通监测中实现的难度。针对这一问题,提出了一种利用单应性变换原理的交通监测毫米波雷达与摄像头标定方法。该方法只需提取交通监测场景中目标在两传感器中对应的坐标点对就能标定出传感器间的转换关系并且无需人为设计特殊的标定物体及实验。最后将先通过室外实验进行有效性分析,再通过实际交通监测数据进一步验证。

关键词：交通监测毫米波雷达摄像头空间标定单应性变换

来源： cnki会议评论

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基于卷积神经网络的单应性变换估计及其应用研究

作者：王朝飞郑州大学

学位级别：硕士

科技的进步促使计算机视觉技术不断发展,其中图像的单应性变换估计作为计算机视觉的基础问题尤为重要,它在图像对齐拼接、相机位姿估计、视觉导航中有着广泛的应用。针对现阶段基于卷积神经网络的单应性变换估计算法存在数据集匮乏以及... 详细信息

科技的进步促使计算机视觉技术不断发展,其中图像的单应性变换估计作为计算机视觉的基础问题尤为重要,它在图像对齐拼接、相机位姿估计、视觉导航中有着广泛的应用。针对现阶段基于卷积神经网络的单应性变换估计算法存在数据集匮乏以及卷积特征使用不够充分的问题,本文展开深入研究,主要工作如下:(1)构建一个真实场景下的大型单应性变换数据集。深度学习算法需要大量带有准确标注信息的数据,而目前基于卷积神经网络的单应性变换估计算法大多使用人工合成的方法生成所需数据,人工合成数据不能很好地模拟复杂多变的自然环境。因此本文构建了一个用于训练、测评单应性变换估计算法的数据集,数据集包含50种不同场景,且每种场景包含不同天气、昼夜等情况以增加数据集的复杂度。此外,为减少数据标注带来的巨大成本,设计一个自动化单应性标注工具进行数据标注,并对标注结果进行人工二次矫正、微调以确保标注结果的合理性和准确性。(2)提出一种基于卷积神经网络的单应性变换估计算法,并将其应用于平面物体跟踪任务中。首先,针对现有基于卷积神经网络的单应性变换估计算法的优缺点进行分析,提出一种用于估计图像单应性变换参数的深度卷积神经网络模型。在本文模型中,为突出对图像单应性变换估计有贡献的图像卷积特征,对提取到的图像卷积特征赋予权重,然后将两幅图像的卷积特征进行融合匹配,模拟传统机器视觉算法中特征匹配这一过程,从而估计出更加准确的单应性变换参数。本文算法与现有的同类算法相比更能捕捉到具有实际意义的图像特征,并能够将图像卷积特征更好地关联起来,从而提升算法的整体效果。其次,将本文提出的基于CNN的单应性变换估计算法应用在平面物体跟踪任务中,利用两帧图像之间的单应性变换参数实现跟踪目标框的更新。实验证明,本文提出的基于卷积神经网络的单应性变换估计算法相比于其他同类算法精度有所提升,验证了算法的有效性。

关键词：单应性变换权重特征特征互相关平面物体跟踪

基于单应性变换的可见光与毫米波雷达数据标定方法

同方学位论文库评论

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南昌航空大学学报（自然科学版） 2021年第2期35卷 1-5,13页

作者：卢锋陈震张聪炫葛利跃张陀南昌航空大学测试与光电工程学院南昌330063 南昌航空大学信息工程学院南昌330063 中国人民解放军第五七一九工厂成都610000

针对现有的传感器标定方法存在操作步骤繁琐、标定精度低等问题,本文基于雷达扫描平面与地面平行的特点,利用雷达扫描平面和可见光图像平面之间的单应性变换关系,提出了一种基于单应性变换的毫米波雷达与可见光传感器标定方法。首先,在... 详细信息

针对现有的传感器标定方法存在操作步骤繁琐、标定精度低等问题,本文基于雷达扫描平面与地面平行的特点,利用雷达扫描平面和可见光图像平面之间的单应性变换关系,提出了一种基于单应性变换的毫米波雷达与可见光传感器标定方法。首先,在标定场中放置六块金属面板,同时获取标定场中金属面板的毫米波雷达数据与可见光图像,基于点对齐方法获取六组毫米波雷达与可见光对齐目标点集;然后,采用线性最小二乘法计算出雷达扫描平面坐标系与可见光图像平面坐标系之间转换的单应性矩阵;最后,利用单应性矩阵将毫米波雷达目标投射到可见光图像上,完成毫米波雷达与可见光传感器的数据标定。实验结果,验证了本文算法的可行性,能够准确的计算出标定矩阵并稳定的将雷达目标数据标定到可见光图像上,有效提高传感器标定的效率与精度。

关键词：传感器标定毫米波雷达可见光传感器单应性变换

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基于单应性变换的抗几何攻击算法

长江信息通信 2021年第4期34卷 46-49页

作者：梁猛王春洋西安邮电大学电子与通信工程系陕西西安710100

为了有效提高数字水印对几何攻击的鲁棒性,实现水印的嵌入与提取同步,提出利用单应性变换算法对原图像和受到几何攻击的图像进行匹配,将受攻击图像校正成为与原图像大小一致、形状相同的含水印图像。图像在经过旋转、缩放等几何攻击以... 详细信息

为了有效提高数字水印对几何攻击的鲁棒性,实现水印的嵌入与提取同步,提出利用单应性变换算法对原图像和受到几何攻击的图像进行匹配,将受攻击图像校正成为与原图像大小一致、形状相同的含水印图像。图像在经过旋转、缩放等几何攻击以及发生长宽比改变、图像边缘相对位置变化和常规图像处理等情况下,仍能很好的检测出水印并提取。理论分析和实验结果表明,该算法具备高精度的同时,也有很好的不可见性。

关键词：几何攻击数字水印单应性变换几何校正