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基于改进经验小波变换的海洋平台结构模态参数自动识别方法

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振动与冲击 2024年第7期43卷 196-204页

作者：冷建成刁凯欣庞哲冯慧玉东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江大庆163318 东北石油大学三亚海洋油气研究院海南三亚572025

针对经验小波变换(empirical wavelet transform,EWT)方法在处理低信噪比信号中频谱分割边界容易产生误判的问题,提出了一种改进经验小波变换(improved empirical wavelet transform,IEWT)的结构模态参数自动识别方法。首先计算信号的... 详细信息

针对经验小波变换(empirical wavelet transform,EWT)方法在处理低信噪比信号中频谱分割边界容易产生误判的问题,提出了一种改进经验小波变换(improved empirical wavelet transform,IEWT)的结构模态参数自动识别方法。首先计算信号的互功率谱矩阵,采用奇异值分解(SVD)及尺度空间(SSPP)方法确定频谱的分割边界,将信号分解为若干固有模态函数(IMF)分量,再结合随机减量技术(RDT)和希尔伯特变换(HT)实现模态参数的自动识别。使用IEWT方法对自由振动响应信号及ASCE Benchmark模型信号进行模态参数识别,并分别与EWT方法、基于自回归功率谱的经验小波变换(AR-EWT)方法及小波变换(WT)方法进行对比,结果表明IEWT方法能够自适应确定频谱分割边界,对结构的频率及阻尼比等模态参数具有较高的识别精度;进一步将该方法应用到实验室海洋平台模型的模态参数识别中,证明该方法可用于复杂噪声环境下的低频结构的模态参数识别。

关键词：经验小波变换(EWT) 奇异值分解(SVD) 尺度空间模态参数自动识别海洋平台

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基于非线性各向异性滤波的图像特征匹配算法

中国空间科学技术（中英文） 2024年第3期44卷 157-166页

作者：李华杨杨陈雨杰长春理工大学计算机科学技术学院长春130000 特种电影技术及装备国家地方联合工程研究中心长春130000 数字媒体与虚拟现实实验室(长春理工大学) 长春130000

图像特征匹配是增强现实系统中的关键技术,匹配精度是提升特征匹配性能的关键。提出了一种多尺度特征匹配加强算法(I-AKAZE),通过对非线性各向异性滤波过程中传导函数的改进,减缓图像梯度值大的区域非线性扩散速度,极大程度地保留了匹... 详细信息

图像特征匹配是增强现实系统中的关键技术,匹配精度是提升特征匹配性能的关键。提出了一种多尺度特征匹配加强算法(I-AKAZE),通过对非线性各向异性滤波过程中传导函数的改进,减缓图像梯度值大的区域非线性扩散速度,极大程度地保留了匹配图像的边缘特征;同时,结合改进的非线性量化加速稳健特征描述符(NLG-SURF),提高了描述符的识别率。实验结果表明I-AKAZE算法在Mikolajczyk数据集上的可重复性得分相比目前先进的AKAZE算法有着大幅度提升,对应的特征描述符的平均识别率提升8.4%,并且运行速度比经典的SIFT算法快约19%,算法整体在检测和描述阶段上的性能都有提升。

关键词：特征检测特征描述符非线性各向异性滤波尺度空间传导函数

基于机器视觉技术的光场尺度空间局部特征提取研究

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激光杂志 2022年第6期43卷 185-190页

作者：邵海龙阮承治叶希梅武夷学院机电工程学院福建武夷山354300

目前光场尺度空间局部特征提取没有对光场尺度空间深度进行估计,存在局部特征点匹配时间长,提取时间长,特征点识别率低的问题。提出基于机器视觉的光场尺度空间局部特征提取方法,首先对光场尺度空间进行深度估计,利用光场相机中的微透... 详细信息

目前光场尺度空间局部特征提取没有对光场尺度空间深度进行估计,存在局部特征点匹配时间长,提取时间长,特征点识别率低的问题。提出基于机器视觉的光场尺度空间局部特征提取方法,首先对光场尺度空间进行深度估计,利用光场相机中的微透镜对物体发出的不同方向的光线进行重聚焦处理,最终成像到传感器上,获得宏像素。利用四维空间对宏像素处理得到多视角。经过运算解出多视角之间的视角差,最终获得光场尺度空间深度。在光场尺度空间深度内通过机器视觉的四维光场重聚焦模型确定光线与重聚焦光线间的关系,利用辐射理论对原光场相机重新采样积分提取出光场尺度空间的所有图像,即得到焦点堆栈图像,并提取焦点堆栈图像的颜色特征和纹理特征,将颜色和纹理特征融合在一起,实现对光场尺度空间局部特征的提取。实验结果表明,所提方法的局部特征点匹配平均为11.5 s,提取时间平均为91.6 s,特征点识别率平均为89.5%,具有一定的有效性。

关键词：机器视觉光场图像深度估计尺度空间特征提取

基于形态学构建尺度空间与谱峭度算法结合的轴承故障诊断方法研究

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轴承 2023年

作者：杨旭刘鹏飞程伟欣许增兵刘泽潮石家庄铁道大学机械工程学院石家庄铁道大学省部共建交通工程力学行为与系统安全国家重点实验室

由于高速列车轴箱轴承服役环境的恶劣性，导致其故障特征的提取较为困难。针对这一问题，提出了基于形态学构建尺度空间表征的经验小波变换（Empirical Wavelet Transform，EWT）故障诊断方法，并将其应用于高速列车的轴承故障诊断。该... 详细信息

由于高速列车轴箱轴承服役环境的恶劣性，导致其故障特征的提取较为困难。针对这一问题，提出了基于形态学构建尺度空间表征的经验小波变换（Empirical Wavelet Transform，EWT）故障诊断方法，并将其应用于高速列车的轴承故障诊断。该方法优化了频带划分的准确性，提高了经验小波变换算法的效率。首先提出基于形态学方法的尺度空间表征方法，实现共振频带边界的自适应识别，并分析了形态学滤波器形状和长度等参数对算法的影响，同时与基于高斯核卷积构建尺度空间的方法进行了对比；随后将基于形态学构建的尺度空间表征与谱峭度相结合，识别出共振频带；然后，根据所提出方法识别的频带边界构造滤波器组，对信号进行自适应分解；最后，对分解后的信号进行包络谱分析，识别故障特征频率，实现轴承故障的诊断。依托高速列车单轴滚振试验台采集轮轨激扰下高速列车轴箱振动数据，通过实验验证，该方法能够有效的提高频带划分的准确性，准确诊断出轴承故障，且计算效率较基于高斯核函数的尺度空间表征方法有了较大提高。

关键词：经验小波变换尺度空间形态学方法

基于尺度空间理论的图像局部特征检测算法研究

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基于尺度空间理论的图像局部特征检测算法研究

作者：李梦婷杭州师范大学

学位级别：硕士

近年来,在图像处理领域中,如何高效准确地检测特征点已经成为了一个关键的问题,而检测特征点的前提条件是需要把图像映射到特征空间中.目前,图像的局部特征及其检测算法是人们关注的焦点,因局部特征具有不变性及其检测算法具有鲁棒性.... 详细信息

近年来,在图像处理领域中,如何高效准确地检测特征点已经成为了一个关键的问题,而检测特征点的前提条件是需要把图像映射到特征空间中.目前,图像的局部特征及其检测算法是人们关注的焦点,因局部特征具有不变性及其检测算法具有鲁棒性.对于该问题的研究主要分为两类:1.通过学习训练的方式,将数据映射到合适的特征空间,分析数据的内在关系;2.研究图像的不变性特征,通过设计稳定可靠的算法来检测特征.随着研究人员的不懈努力,关于图像特征检测的研究工作有了很大的进展,但仍存在一些问题,主要体现在算法检测时间消耗大,难以满足实时性,以及映射过程复杂,约束条件多,考虑不够全面,容易导致误判等.本文针对这些问题进行了研究,主要研究了以下三个方面的内容:1.提出了基于尺度空间和自相关函数的特征检测算法.该算法通过分析局部空间邻域内的灰度变化情况,定义了矩阵,使特征检测器可以在三维尺度空间中寻找稳定角点,拓展了在二维位置坐标中检测角点的方法.该矩阵有3个特征值,分析表明,三个特征值的大小与图像结构有着密切关系,我们重点寻找角点的关系,最后根据几何特性确定判别准则,使得任意特征点都能够在尺度空间中被检测到,保证特征点的有效性.2.提出了基于三元二次函数的局部特征点检测算法.我们通过归一化的拉普拉斯算子构建三维尺度空间,受SIFT算法思想的启发,我们构建了一个三元二次函数,通过对函数求极值的方法,反向判断该极值点是否存在于原本的局部空间区域内.我们需要对所有局部区域进行求解,计算函数系数和极值,最后,判断该极值点是否在局部区域内.数值实验表明该方法具有可行性.3.提出了基于尺度空间的快速特征检测算法.我们采用三次样条函数近似高斯核函数对图像构建离散尺度空间,其模糊比和初始平滑度设为2和0.627.首先,对输入图像进行边缘检测,减少干扰因素,然后,在图像尺度空间中,利用FAST算法提取每一层图像的角点.该检测器是一种用于在图像中寻找可靠角点的多尺度特征检测器,与前人的工作相比,性能有所提高.

关键词：局部特征检测尺度空间尺度不变性数字图像处理高斯核函数

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一种基于改进多尺度ORB的图像配准算法

电光与控制 2024年

作者：尚明姝王克朝哈尔滨学院信息工程学院哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

针对现有多尺度ORB算法精确度不高，运算时间长的问题，提出一种改进算法，首先以下采样加滤波的方法建立多尺度空间提取ORB特征点。采用最近邻法匹配特征点，利用匹配点邻域灰度分布相似性，将特征点的显著性引入余弦相似度筛选匹配点... 详细信息

针对现有多尺度ORB算法精确度不高，运算时间长的问题，提出一种改进算法，首先以下采样加滤波的方法建立多尺度空间提取ORB特征点。采用最近邻法匹配特征点，利用匹配点邻域灰度分布相似性，将特征点的显著性引入余弦相似度筛选匹配点。结合图像的局部熵改进了K-means算法，只在特征点密集区域内检测初始类中心点，使特征点根据图像内容更合理地分类。再使用高效的改进PROSAC 算法计算图像间的变换矩阵，在保证变换矩阵准确性的情况下，进一步减少运算量。最后通过二组实验验证了算法性能。

关键词：图像配准尺度空间 ORB K-means PROSAC

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采用尺度空间特征点匹配的红外目标跟踪

红外与激光工程 2011年第11期40卷 2104-2109页

作者：孔军汤心溢蒋敏刘士建江南大学物联网工程学院江苏无锡214122 中国科学院上海技术物理研究所上海200083 中国科学院研究生院北京100049

针对红外图像信噪比低,对比度不高,目标跟踪困难等复杂情况,提出了一种基于尺度空间特征点匹配的红外目标跟踪算法。设计出一种基于尺度因子变化的高斯卷积模板尺寸自适应调整以及连续帧目标区域双向配准的办法,前帧目标区域特征点匹配... 详细信息

针对红外图像信噪比低,对比度不高,目标跟踪困难等复杂情况,提出了一种基于尺度空间特征点匹配的红外目标跟踪算法。设计出一种基于尺度因子变化的高斯卷积模板尺寸自适应调整以及连续帧目标区域双向配准的办法,前帧目标区域特征点匹配出后续帧目标区域特征点,以后者特征点集质心坐标去建立目标跟踪搜索窗,完成在视觉效果差的背景下的红外目标跟踪。实验表明,基于尺度空间特征点匹配的红外目标跟踪算法鲁棒性强,实时性高,能快速而有效地完成对红外目标跟踪。

关键词：尺度空间红外目标搜索窗特征点匹配

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采用尺度空间理论的红外弱小目标检测方法

红外与激光工程 2013年第9期42卷 2566-2573页

作者：龚俊亮何昕魏仲慧朱弘郭立俊中国电子科技集团第38研究所安徽合肥230088 中国科学院大学北京100049 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

为了检测红外场景中尺寸大小变化的弱小目标,针对传统滤波方法中固定大小滤波核对此类特性目标检测表现出的不足,提出一种基于尺度空间理论的红外弱小目标检测方法。首先对弱小目标特性进行分析,提出采用点扩散函数形式的目标模型来描... 详细信息

为了检测红外场景中尺寸大小变化的弱小目标,针对传统滤波方法中固定大小滤波核对此类特性目标检测表现出的不足,提出一种基于尺度空间理论的红外弱小目标检测方法。首先对弱小目标特性进行分析,提出采用点扩散函数形式的目标模型来描述弱小目标;采用固定自适应邻域的方法对原始红外图像进行预处理,抑制背景杂波,增强目标能量;依据尺度规范化后的拉普拉斯尺度空间对图像不同元素滤波响应的不同,获取图像中的可疑目标,利用可疑目标点与其周围像素的梯度关系得到可疑目标点的中心坐标,并据此得到其在图中的尺寸大小;对每个可疑目标划分一个自适应大小窗口,获取分割阈值,分割出真实目标。实验结果表明,该方法能较好地检测出弱小目标,且具有较低的虚警率。

关键词：红外图像尺度空间目标检测

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基于尺度空间理论和反扩散函数的图像去噪

数据采集与处理 2006年第3期21卷 251-255页

作者：唐金辉吴秀清王鹏伟中国科学技术大学电子工程与信息科学系合肥230027

在使用扩散过程平滑噪声之后引入反扩散过程来恢复边缘,结合尺度空间理论和反扩散函数对图像进行去噪处理。该方法使用最小描述长度(M DL)准则自适应地选择图像中每一点处的最优尺度对图像进行滤波,加入尺度范围限制降低了过平滑和欠平... 详细信息

在使用扩散过程平滑噪声之后引入反扩散过程来恢复边缘,结合尺度空间理论和反扩散函数对图像进行去噪处理。该方法使用最小描述长度(M DL)准则自适应地选择图像中每一点处的最优尺度对图像进行滤波,加入尺度范围限制降低了过平滑和欠平滑的影响,改进了反扩散函数模型,对降质图像中的边缘进行恢复。与经典的滤波方法以及各向异性扩散方程的结果相比,本文方法取得了较好的效果。

关键词：图像去噪尺度空间自适应高斯滤波反扩散函数