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Integrating CART Algorithm and Multi-source Remote Sensing Data to Estimate Sub-pixel Impervious Surface Coverage:A Case Study from Beijing Municipality,China

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Chinese Geographical Science 2017年第4期27卷 614-625页

作者： HU Deyong CHEN Shanshan QIAO Kun CAO Shisong College of Resource Environment and Tourism Capital Normal University College of Resources Science and Technology Beijing Normal University

The sub-pixel impervious surface percentage(SPIS) is the fraction of impervious surface area in one pixel,and it is an important indicator of urbanization.Using remote sensing data,the spatial distribution of SPIS values over large areas can be extracted,and these data are significant for studies of urban climate,environment and hydrology.To develop a stabilized,multi-temporal SPIS estimation method suitable for typical temperate semi-arid climate zones with distinct seasons,an optimal model for estimating SPIS values within Beijing Municipality was built that is based on the classification and regression tree(CART) algorithm.First,models with different input variables for SPIS estimation were built by integrating multi-source remote sensing data with other auxiliary data.The optimal model was selected through the analysis and comparison of the assessed accuracy of these models.Subsequently,multi-temporal SPIS mapping was carried out based on the optimal model.The results are as follows:1) multi-seasonal images and nighttime light(NTL) data are the optimal input variables for SPIS estimation within Beijing Municipality,where the intra-annual variability in vegetation is distinct.The different spectral characteristics in the cultivated land caused by the different farming characteristics and vegetation phenology can be detected by the multi-seasonal images effectively.NLT data can effectively reduce the misestimation caused by the spectral similarity between bare land and impervious surfaces.After testing,the SPIS modeling correlation coefficient(r) is approximately 0.86,the average error(AE) is approximately 12.8%,and the relative error(RE) is approximately 0.39.2) The SPIS results have been divided into areas with high-density impervious cover(70%–100%),medium-density impervious cover(40%–70%),low-density impervious cover(10%–40%) and natural cover(0%–10%).The SPIS model performed better in estimating values for high-density urban areas than other categories.3) Multi-temporal SPIS mapping(1991–2016) was conducte

关键词：多源遥感数据 ART算法估计方法北京市子像素透水率优化模型案例

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小间距LED自由立体显示系统的串扰研究

小间距LED自由立体显示系统的串扰研究

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作者：邓儒河北大学

学位级别：硕士

自由立体显示技术可以使人们摆脱助视设备的束缚,自由地观看立体效果,这样大大的提高了人们的观看舒适感。由于LED显示屏幕具有寿命长、可拼接和高亮度等优点,所以将LED显示屏幕用于自由立体显示系统是自由立体显示技术的一个重要方向... 详细信息

自由立体显示技术可以使人们摆脱助视设备的束缚,自由地观看立体效果,这样大大的提高了人们的观看舒适感。由于LED显示屏幕具有寿命长、可拼接和高亮度等优点,所以将LED显示屏幕用于自由立体显示系统是自由立体显示技术的一个重要方向。光栅式LED自由立体显示系统主要是由LED显示屏幕、光栅组成。其中LED显示屏幕是用于完成图像显示,光栅是用于完成视差图像的分离。基于LED屏幕的光栅式立体显示效果取决于莫尔条纹干扰和视差图像之间的串扰。本文主要对LED光栅式自由立体显示系统的串扰的来源与抑制进行分析,开展了如下几方面的工作:(1)子像素横向排列和子像素纵向排列的排列方式对串扰的影响。通过Trace Pro仿真与实验测量相结合,发现对于1.25 mm LED屏幕,子像素横向排列与纵向排列时,系统的串扰相当。因此小间距LED用于自由立体显示系统时,可以根据实际需要选择子像素排列方向。子像素占空比对串扰的影响。通过Trace Pro仿真,对子像素占空比不同的LED自由立体显示系统的串扰进行分析。结果表明,随着子像素面积增大,占空比增大,其串扰率增大。子像素面积0.1*0.1 mm的模型串扰率比子像素面积0.3*0.3 mm的模型串扰率低了7%左右,且当子像素面积超过0.3*0.3mm时串扰率已经超过了百分之40%,不利于自由立体显示的实现。获得子像素占空比与串扰对应关系,为自由立体显示系统中LED屏幕的选择提供了依据。子像素的偏移量对系统串扰的影响。在实际使用过程中,LED子像素的排列并非严格按照等间隔排列,而是相对于等间隔排列呈现一定偏移。通过Trace Pro仿真,获得了子像素不同占空比、不同偏移量条件下系统串扰分布。结果表明,当子像素产生相对偏移时,来源于同一颗灯的相邻两个或三个子像素会被归属为同一视点图像,从而降低系统显示的串扰。这表明LED子像素非等间隔排列对于实现自由立体显示系统存在积极意义。(2)玻璃衬底折射对系统串扰的影响。通过实验测量与仿真相结合的办法,讨论了在不同观看角度条件下系统的串扰。结果表明,当玻璃衬底置于光栅与屏幕之间时,随着观看角度的增加,系统最佳观看位置呈现为弧面。随着观看角度增加,系统串扰也会相应的增加。当观看角度从0°增加到20°时,串扰率增加了6个百分点。(3)对LED柱透镜光栅式自由立体显示系统的可行性进行分析。为了减小子像素间距,将虚拟子像素的观点引入柱透镜光栅参数设计中。利用Trace Pro仿真,对比分析相同视点数下狭缝光栅与柱透镜光栅的分光性能。结果表明基于光折射作用的柱透镜对光线有更好的限制作用,可以实现更低的系统串扰。本论文研究工作表明,通过合理选择LED显示屏子像素的排列方式、占空比、偏移量以及观看角度能降低系统串扰,提高自由立体显示质量。针对柱透镜光栅式自由立体显示系统引入虚拟子像素进行模拟。与狭缝光栅相比,柱透镜光栅能明显降低系统串扰,提高亮度,有利于实现更高质量的立体效果。

关键词：自由立体显示系统子像素狭缝光栅柱透镜光栅串扰率

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基于预测模式搜索的快速子像素运动估计算法

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控制工程 2018年第7期25卷 1237-1242页

作者：卢紫微张燕齐苑辰吴成东王桂霞辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院辽宁抚顺113001 东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 石化公司石油三厂辽宁抚顺113001

针对超分辨率重建中运动估计准确度低、计算量大等问题,提出一种快速有效的子像素运动估计算法。在运动向量的计算中,提出综合利用运动的空时相关性、中心偏置性、并融合局部偏差搜索策略,同时得到整像素和子像素的预测运动向量,在获得... 详细信息

针对超分辨率重建中运动估计准确度低、计算量大等问题,提出一种快速有效的子像素运动估计算法。在运动向量的计算中,提出综合利用运动的空时相关性、中心偏置性、并融合局部偏差搜索策略,同时得到整像素和子像素的预测运动向量,在获得最佳整像素匹配位置后,提出基于控制表面模型的高阶预测算法对绝对误差和表面模型化进行子像素运动估计,选择其中绝对误差和最小的点作为子像素运动估计位置。与现有标准快速运动估计算法相比,仿真结果表明所提算法计算量更小、匹配准确度更高。

关键词：快速运动估计空时相关中心偏置局部偏差搜索子像素

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一种图像配准的超分辨率重建

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光学精密工程 2009年第2期17卷 409-416页

作者：覃凤清何小海陈为龙吴炜杨晓敏四川大学电子信息学院图像信息研究所四川成都610064 宜宾学院计算机科学与技术系四川宜宾644007

提出了一种具有子像素级精度的图像配准方法,并通过迭代反投影算法进行超分辨率重建。介绍了基于3参数模型的图像配准方法并提出了基于4参数模型的图像配准方法,由于没有直接将旋转角度参量引入到运动模型中,有效地避免了原方法中泰勒... 详细信息

提出了一种具有子像素级精度的图像配准方法,并通过迭代反投影算法进行超分辨率重建。介绍了基于3参数模型的图像配准方法并提出了基于4参数模型的图像配准方法,由于没有直接将旋转角度参量引入到运动模型中,有效地避免了原方法中泰勒级数展开时的小角度假设。最后,根据配准算法所得到的子像素级运动信息,用迭代反投影算法进行超分辨率重建。分别对多幅具有较大运动的模拟及真实的低分辨率图像进行实验,结果表明:该配准算法取得了更高的精度,平均平移误差减少了0.026 1 pixel,平均旋转角度误差减少了0.356 4°;重建图像具有更好的视觉效果,平均PSNR值提高0.75 dB。本文方法可以被广泛地应用于相互间主要存在平移和大角度旋转的多幅低分辨率图像的大倍数超分辨率重建,可满足实际应用要求。

关键词：图像配准超分辨率重建子像素迭代反投影

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低信噪比图像子像素细匹配方法分析

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计算机仿真 2018年第5期35卷 294-297页

作者：胡新宇张道德叶童钱磊湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

对低信噪比图像子像素的细匹配,能够有效提高图像采集质量,增强图像视觉效果。对图像的子像素进行细匹配处理,需要获得像素匹配优化目标函数,再依据混合进化算法选取匹配参数,完成对低信噪比图像的子像素细匹配。传统方法计算图像直方... 详细信息

对低信噪比图像子像素的细匹配,能够有效提高图像采集质量,增强图像视觉效果。对图像的子像素进行细匹配处理,需要获得像素匹配优化目标函数,再依据混合进化算法选取匹配参数,完成对低信噪比图像的子像素细匹配。传统方法计算图像直方图相应的模糊逻辑值,得到图像亮度分量的细匹配值,但忽略了获取图像像素匹配参数,导致匹配精度偏低。提出基于混合进化算法的低信噪比图像子像素细匹配处理方法。获得图像高频子带和低频子带,利用非线性增益函数处理图像高频子带系数,抑制图像噪声的同时细匹配图像模糊区域的边缘细节,细匹配图像低频子带。描述图像的模糊熵以及视觉因子,获得待优化的图像子像素细匹配优化目标函数,再依据混合进化算法选取匹配参数,实现低信噪比图像子像素的高精度细匹配。实验结果表明,所提方法能提高图像的视觉效果,具有鲁棒性。

关键词：低信噪比图像子像素细匹配

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一种基于子像素配准视频超分辨率重建方法

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光电子．激光 2009年第7期20卷 972-976页

作者：覃凤清何小海陈为龙余永松杨晓敏四川大学电子信息学院图像信息研究所四川成都610064 宜宾学院计算机与信息科学系四川宜宾644007

为了提高视频的空间分辨率,提出了一种利用帧间运动信息进行超分辨率重建的方法。对于整个视频的重建,提出了一种基于滑动窗的分段重建模型。在每一个滑动窗中,首先对相邻帧进行子像素级精度的运动配准;然后通过迭代反投影算法进行超分... 详细信息

为了提高视频的空间分辨率,提出了一种利用帧间运动信息进行超分辨率重建的方法。对于整个视频的重建,提出了一种基于滑动窗的分段重建模型。在每一个滑动窗中,首先对相邻帧进行子像素级精度的运动配准;然后通过迭代反投影算法进行超分辨率重建。在配准算法中,提出了一种基于四参数刚体变换模型的配准方法,通过迭代求解和高斯金字塔图像模型由粗及精地进行运动估计。分别对模拟图像及实拍彩色视频进行重建,实验结果表明,该配准算法具有较高的精度,重建算法取得了较高的峰值信噪比(PSNR)值,重建视频具有更好的视觉效果和更高的分辨率能力,可被广泛应用于在帧间主要存在平移和旋转运动的视频序列的超分辨率重建。

关键词：视频超分辨率重建帧间配准迭代反投影子像素滑动窗

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一种子像素级图像测量直线提取算法

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中国矿业大学学报 2009年第6期38卷 903-908页

作者：张春森姜楠西安科技大学测绘科学与技术学院陕西西安710054

分析了图像量测中线特征目标高精度的提取,提出了一种子像素级图像测量直线提取算法.采用改进的Hough变换对线状特征进行提取,获得具有确定长度和端点的直线段;以此直线段的端点为初值,自适应生成直线模板,利用最小二乘方法进行模板与... 详细信息

分析了图像量测中线特征目标高精度的提取,提出了一种子像素级图像测量直线提取算法.采用改进的Hough变换对线状特征进行提取,获得具有确定长度和端点的直线段;以此直线段的端点为初值,自适应生成直线模板,利用最小二乘方法进行模板与图像线特征匹配,实现图像线特征的子像素提取.对仿真及真实图像的验证结果表明:该混合算法稳定可靠,达到了子像素级的提取精度,在图像测量中能有效地提高测量精度.

关键词：线特征提取最小二乘法图像量测 Hough变换子像素

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多原色显示技术研究

多原色显示技术研究

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作者：孙炎北京理工大学

学位级别：硕士

随着科技的发展和时代的进步,人类社会已步入信息化社会,人们不论是工作学习还是休闲娱乐都离不开显示行业,因此显示技术得以飞速发展,人们对高质量显示设备的要求也越来越高,由此多原色显示技术应运而生。多原色显示技术（Multi-primar... 详细信息

随着科技的发展和时代的进步,人类社会已步入信息化社会,人们不论是工作学习还是休闲娱乐都离不开显示行业,因此显示技术得以飞速发展,人们对高质量显示设备的要求也越来越高,由此多原色显示技术应运而生。多原色显示技术（Multi-primary Color Display,简称MPC）是在传统红绿蓝三原色显示的基础上增加至少一种颜色,改变原有的子像素排布方式,通过多色转换算法,将输入的RGB信号转换为理想的多色信号输出,在保证颜色不失真的情况下扩大色域,优化显示效果,同时还有提升亮度或降低功耗等优点。实现多原色显示的一大技术难点就是多色转换算法,以往的颜色匹配理论全部基于三原色的混合,而如今实现多原色显示的科学性理论在国内外尚无有力验证,虽然也提出过许多优秀的算法,但都是基于各厂商自己特制的显示器,没有一套较为统一的科学的理论适用于所有的多色方案。本文重点研究六原色（以红（Red）、绿（Green）、蓝（Blue）、青（Cyan）、品红（Magenta）、黄（Yellow）为子像素,简称RGBCMY）显示及其多色转换算法。在深入研究六原色颜色空间模型后,提出了一套基于色域映射算法,能够合理的解释在多原色显示中的颜色混合机制,并由京东方科技集团股份有限公司研制的一款5.5寸高清（分辨率为1920*1080）六原色液晶显示屏来验证该算法。实验结果表明本文提出的算法不但能准确的再现颜色,还能有效的扩大色域,达到了NTSC色域的112%且能基本覆盖代表自然界色彩的Pointer色域,在青色表现方面远远优于三色显示。因此,本文的研究成果具有重要的理论指导意义和科研价值,为多原色显示技术的发展照亮一条路。

关键词：多原色显示 CIE1931 白平衡色域子像素颜色空间转换算法

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阶梯光栅多视点自由立体显示的子像素排列

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四川大学学报（工程科学版） 2009年第6期41卷 216-218,236页

作者：赵悟翔王琼华李大海陶宇虹王芳宁四川大学电子信息学院四川成都610065 四川大学视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室四川成都610065

自由立体显示是显示领域的重要前沿方向。提出一种阶梯光栅多视点自由立体显示的子像素排列方法,该方法通过构建图像视点数矩阵,得到不同光栅倾斜角和不同视点数的阶梯光栅自由立体显示的子像素排列结果,并总结出合成图的像素单元与视... 详细信息

自由立体显示是显示领域的重要前沿方向。提出一种阶梯光栅多视点自由立体显示的子像素排列方法,该方法通过构建图像视点数矩阵,得到不同光栅倾斜角和不同视点数的阶梯光栅自由立体显示的子像素排列结果,并总结出合成图的像素单元与视差图的像素相对应的图像子像素排列规律。采用该子像素排列方法制作了阶梯光栅多视点自由立体显示器,获得了良好的立体显示效果,从而验证了该方法的正确性。

关键词：自由立体显示阶梯光栅子像素视点数矩阵像素单元

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基于双目视觉的三维重建研究与实现

基于双目视觉的三维重建研究与实现

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作者：张建西南交通大学

学位级别：硕士

双目视觉三维重建是计算机视觉领域重要的研究内容之一,在精密测量、机器人导航、虚拟现实等方面均得到了广泛的应用,对三维真实感建模具有非常重要的现实意义与理论研究价值。本文以提高双目视觉系统的自动化程度为目标,对三维重建过... 详细信息

双目视觉三维重建是计算机视觉领域重要的研究内容之一,在精密测量、机器人导航、虚拟现实等方面均得到了广泛的应用,对三维真实感建模具有非常重要的现实意义与理论研究价值。本文以提高双目视觉系统的自动化程度为目标,对三维重建过程中的图像预处理、相机标定、特征提取与匹配、三维重建等一系列关键问题进行了深入研究。首先,本文分析了双目视觉中图像之间本身存在的对极几何约束关系与解算方法,以及对基本矩阵进行精度优化的方法。其次,使用在不同位置及姿态下的标定图像进行相机标定。通过将像素级与子像素级角点方式下的标定精度进行对比,得出匹配点精度对标定结果的影响,然后通过分析对比高分辨率与低分辨率图像的标定结果,得出相机本身存在的畸变因素会给相机标定精度带来不利影响,特别是在高分辨率图像下,这种影响会更突出。再次,针对任意纹理、黑白棋盘格的定位与匹配进行了分析,通过本文方法均取得了良好的匹配效果。针对无法直接进行区分的非编码点,本文对非编码点进行提取之后采用椭圆拟合的方式对其进行定位,由于像素的量化作用、基本矩阵的解算误差以及椭圆拟合过程中不可避免的舍入误差等因素,通过本文分析可知,匹配点一定位于相应对极线的误差带中。如果只采用两幅视图对非编码点进行匹配的话,必然存在大量一对多的情形。为了避免这种情况的出现,本文使用三幅视图,通过在误差带的相交位置寻找匹配点。实验结果表明,在保证匹配点数目的同时,匹配点可以精确到唯一正确匹配点。另外,本文提出了一种通过彩色线条方式进行重建的方法,通过块划分的方式构建方差图并对每个像素进行颜色量化,在抑制噪声的同时,可以很好的提取线条所在区域。根据曲率的不同,使用直线与B样条的方式对细化后的线条进行表达,通过解方程的方式得到亚像素级精度交点坐标。根据交点的位置关系及周围颜色信息进行匹配并重建。通过平整度及圆度两个标准对该方法的重建精度做出评价。结果表明,通过使用该方法,其重建精度可以达到毫米级。最后通过匹配点进行三维重建,并通过点云与曲面的方式对重建结果进行展示,均得出了良好的三维重建效果。

关键词：三维重建标定特征匹配子像素畸变点云曲面

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