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结合特征信息聚类分区的遥感影像配准方法

中国科学院大学学报（中英文） 2024年第1期41卷 97-106页

作者：石正一刘朔夏昊中国科学院空天信息创新研究院北京100089 中国科学院大学北京100049

针对由于地形起伏、地物类型丰富等因素导致一般配准方法无法正确拟合遥感影像局部区域的问题,提出一种基于特征信息层次聚类对影像区域快速划分实现精细拟合的方法。该方法利用差分空间尺度约束提取更高精度的SIFT的特征点,并结合Helli... 详细信息

针对由于地形起伏、地物类型丰富等因素导致一般配准方法无法正确拟合遥感影像局部区域的问题,提出一种基于特征信息层次聚类对影像区域快速划分实现精细拟合的方法。该方法利用差分空间尺度约束提取更高精度的SIFT的特征点,并结合Hellinger变换优化匹配效率,完成特征粗匹配。根据点邻域信息完成初始聚类,得到变换模型;计算匹配点对不同变换模型的符合程度构建倾向集,根据距离合并集合得到聚类中心,使用泰森多边形法生成子区域。求解每个子区域的变换模型并插值拼接,得到配准结果。使用农田、山地、沿海城镇地形的遥感影像进行实验,将SIFT+ST、FSC-SIFT、PSO-SIFT方法的配准效果与该方法进行对比,结果表明该方法的精度与目视配准效果均更优。

关键词：遥感影像配准层次聚类局部拟合子区域划分模型一致性

用局部拟合主成分回归计算光度分析法测定黄连生物碱

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化学学报 2003年第10期61卷 1623-1627页

作者：陈闽军程翼宇刘雪松浙江大学药物信息学研究所杭州310027

针对具有样本数据非均匀分布和非线性特点的光度分析问题 ,提出一种局部拟合主成分回归法 ,用于中药多组分计算测定 .该方法根据待测样本与各已知样本光度分析数据的欧式距离确定相应的权值 ,将部分权值较大的样本组成校正集 ,并用分段... 详细信息

针对具有样本数据非均匀分布和非线性特点的光度分析问题 ,提出一种局部拟合主成分回归法 ,用于中药多组分计算测定 .该方法根据待测样本与各已知样本光度分析数据的欧式距离确定相应的权值 ,将部分权值较大的样本组成校正集 ,并用分段线性拟合算法建立待测样本的校正预测模型 .将其用于分析黄连的药根碱、巴马亭和小檗碱等三种生物碱 ,所得预测均方根误差分别为 0 0 2 3 ,0 0 40和 0 0 52 ,优于主成分回归法、偏最小二乘法以及人工神经元网络法所得结果 .这表明。

关键词：局部拟合主成分回归计算光度分析法测定黄连生物碱

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基于局部多项式拟合的网格简化算法

浙江大学学报（工学版） 2006年第12期40卷 2083-2087页

作者：计忠平刘利刚王国瑾浙江大学计算机图像图形研究所浙江杭州310027

为了提高网格简化后的三角形质量,提出了一种新的基于顶点局部多项式曲面拟合的三角网格简化算法.用三次多项式曲面拟合网格上的每个顶点及其局部邻域,计算每条边折叠的误差估计,衡量了顶点到拟合曲面的偏离程度,在算法的每次迭代中删... 详细信息

为了提高网格简化后的三角形质量,提出了一种新的基于顶点局部多项式曲面拟合的三角网格简化算法.用三次多项式曲面拟合网格上的每个顶点及其局部邻域,计算每条边折叠的误差估计,衡量了顶点到拟合曲面的偏离程度,在算法的每次迭代中删除网格上误差估计最小的边,直到网格的顶点个数减到预先给定的数字.基于Laplace算子,增加顶点约束以及顶点邻域重心约束条件,对简化网格作一次线性整体优化.结果表明,该算法保留了更多的网格细节特征,在简化网格的三角形质量方面优于Garland的二次误差度量算法.该算法可用于快速构建模型的细节层次(LOD)模型.

关键词：网格简化局部拟合边折叠网格整体优化

慢刀伺服加工中的Zernike多项式局部拟合算法

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机械科学与技术 2020年第4期39卷 615-622页

作者：宋炳威康敏南京农业大学工学院南京210031 江苏省智能化农业装备重点实验室南京210031

针对慢刀伺服加工前后的曲面拟合问题,将Zernike多项式与移动最小二乘法结合,提出Zernike多项式局部拟合算法。使用Gram⁃Schmidt正交化构造正交基底函数,解决了拟合计算中出现的病态矩阵及矩阵求逆运算量大等问题。局部拟合中支持域半... 详细信息

针对慢刀伺服加工前后的曲面拟合问题,将Zernike多项式与移动最小二乘法结合,提出Zernike多项式局部拟合算法。使用Gram⁃Schmidt正交化构造正交基底函数,解决了拟合计算中出现的病态矩阵及矩阵求逆运算量大等问题。局部拟合中支持域半径对拟合精度影响显著,基于此提出了支持域半径优化算法。以渐进多焦点曲面、环曲面、正弦阵列面为例,采用与慢刀伺服加工关系密切的刀触点精度及拟合优度R⁃square作为评价标准,在MATLAB软件中进行了数值仿真。结果表明,Zernike多项式局部拟合算法各项标准均优于移动最小二乘法,并且算法在经过半径优化后,不仅进一步提高了精度、改善了拟合优度,还改善了刀触点误差的离散程度。

关键词：慢刀伺服 Zernike多项式局部拟合正交基底函数支持域半径

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融入全局信息的局部拟合的活动轮廓模型

福州大学学报（自然科学版） 2016年第3期44卷 394-400页

作者：吴宜平沈明福州大学数学与计算机科学学院福建福州350116

提出一种结合局部和全局灰度信息的图像分割模型.该模型通过引入新的控制参数,降低了局部拟合项在局部二值拟合的活动轮廓模型(LBF模型)中的主导作用,同时增加了全局信息在模型中的辅助作用,从而改进了局部二元拟合项.实验结果表明,改... 详细信息

提出一种结合局部和全局灰度信息的图像分割模型.该模型通过引入新的控制参数,降低了局部拟合项在局部二值拟合的活动轮廓模型(LBF模型)中的主导作用,同时增加了全局信息在模型中的辅助作用,从而改进了局部二元拟合项.实验结果表明,改进的模型不仅能分割灰度不均的图像,而且提高了轮廓初始化的灵活性.针对一些合成和真实的图像,改进的模型减轻了对轮廓初始化位置、大小及噪声的敏感性,同时加快了曲线的演化速度,减少了CPU时间.

关键词：图像分割活动轮廓局部拟合偏微分方程灰度不均

基于双目视觉的正交函数局部拟合的工件定位方法

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科学技术与工程 2020年第21期20卷 8696-8701页

作者：钟佩思夏强刘梅孙雪颜陈修龙曹爱霞山东科技大学机械电子工程学院青岛266590 山东科技大学先进制造技术研究中心青岛266590 青岛黄海学院智能制造学院青岛266427

工件定位是自动化生产线的重要过程,是后续分拣、装配等操作的基础。为了解决传统的工件定位误差较大的问题,提出一种基于双目视觉的正交函数局部拟合的工件定位方法。系统建立之前,采集一张拟合板的图像,获得位置信息作为拟合的样本点... 详细信息

工件定位是自动化生产线的重要过程,是后续分拣、装配等操作的基础。为了解决传统的工件定位误差较大的问题,提出一种基于双目视觉的正交函数局部拟合的工件定位方法。系统建立之前,采集一张拟合板的图像,获得位置信息作为拟合的样本点。工件的定位首先要采集待定位的工件图像,进行图像预处理,通过特征提取获得工件形心的像素值,然后利用样本点进行正交函数局部最小二乘拟合,获得工件形心的平面坐标,最后通过双目重构,获得工件形心的空间坐标。实验结果表明:基于双目视觉的正交函数局部拟合的工件定位方法在精度上比传统的相机标定、三维重建的定位方法有明显提高。该方法不仅提高了工件定位精度,而且避免了标定环节,具有较好的应用价值。

关键词：双目视觉工件定位正交函数局部拟合双目重构

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基于局部区域拟合的活动轮廓模型研究

基于局部区域拟合的活动轮廓模型研究

作者：丁科炎苏州大学

学位级别：硕士

图像分割是图像处理和计算机视觉领域中一项复杂且重要的任务,它在自动驾驶、三维重建和医学图像分析等方面有着非常关键的作用。近年来,基于活动轮廓模型的图像分割方法发展迅速,它可以获得目标边界亚像素级的精度,提供光滑且封闭的轮... 详细信息

图像分割是图像处理和计算机视觉领域中一项复杂且重要的任务,它在自动驾驶、三维重建和医学图像分析等方面有着非常关键的作用。近年来,基于活动轮廓模型的图像分割方法发展迅速,它可以获得目标边界亚像素级的精度,提供光滑且封闭的轮廓作为分割结果,为后续的图像分析和识别打好基础。本文对基于局部区域拟合能量的活动轮廓模型展开研究,该类模型可以有效分割灰度不均匀的图像,但往往分割速度较慢且对初始轮廓设置敏感。针对这些问题,本文提出了以下三种改进模型:1.局部同向拟合能量驱动的活动轮廓模型。该方法的核心是对曲线演化方向相反的局部区域交换拟合函数的值,使得在曲线演化过程中轮廓内的拟合值总是比轮廓外的拟合值更大(或更小),于是整个曲线将沿着目标的内边界(或外边界)不断演化,不会停留在目标内部,即避免了能量最小化时陷入局部最优解的问题。该方法在保留传统局部拟合模型优点的同时,大幅度提高了初始轮廓的鲁棒性。2.局部拟合能量结合优化后的Lo G能量驱动的活动轮廓模型。该方法首先提出了一个能量泛函去优化Lo G边缘检测算子,它可以平滑同质区域,同时增强边缘信息。然后将优化后的Lo G能量与传统的局部拟合能量线性相加,利用局部区域信息将曲线驱动到目标边界。相比于传统的局部拟合模型,该模型提高了初始轮廓的鲁棒性且加快了分割速度。3.局部预拟合能量驱动的活动轮廓模型。该方法的核心是在曲线演化之前计算局部图像的平均灰度值,即定义了两个局部预拟合函数。相比于传统的拟合函数,提出的预拟合函数跟水平集函数无关,不需要在每次迭代中更新。因此,相比于传统的局部拟合模型,该模型的计算量更低,分割速度更快。另外,该模型对初始轮廓有很强的鲁棒性,其初始水平集函数可设置为一个常数。根据最终生成的拟合图像,该模型还可应用于图像去噪和改善图像对比度。实验结果证明,本文提出的以上三种改进方法可以有效分割灰度不均匀的图像,且对于弱边缘、含噪声的图像也有较好的分割结果。相比于传统的局部拟合模型,提出的第一个模型克服了对初始轮廓敏感的问题,第二个模型分割速度加快,初始轮廓鲁棒性增强,第三个模型分割效率和初始化鲁棒性显著提高。

关键词：图像分割曲线演化水平集活动轮廓模型局部拟合灰度不均匀

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基于NURBS曲线的局部拟合方法研究

基于NURBS曲线的局部拟合方法研究

作者：段文静武汉理工大学

学位级别：硕士

随着工业与科技的高速发展,非均匀有理B样条(NURBS)作为计算机辅助几何设计与计算机辅助制造的核心技术,凭借其独树一帜的精确表示和设计曲线曲面的强大能力,已先后成为国际国内各大标准组织所定义的描述工业产品几何形状的数学标准和方... 详细信息

随着工业与科技的高速发展,非均匀有理B样条(NURBS)作为计算机辅助几何设计与计算机辅助制造的核心技术,凭借其独树一帜的精确表示和设计曲线曲面的强大能力,已先后成为国际国内各大标准组织所定义的描述工业产品几何形状的数学标准和方法,并被广泛应用于工业设计造型领域。拟合问题在表示、构造曲线曲面造型时有着重要意义,目前研究Bézier以及B样条方法的配套技术及拟合理论相对成熟,而鲜有采用NURBS方法来拟合曲线曲面的理论算法和具体实例。本文在剖析NURBS曲线重要理论体系基础上,以工业研究设计中最具代表性的三次NURBS曲线为研究对象,从曲线拟合的插值和逼近两种方式入手,通过周密细致的推理、演算及仿真实验进而取得下列主要研究成果:从理论完善计算便利的Bézier曲线为切入点,通过利用有理Bézier方法来构造相邻曲线段,借助有理Bézier拼接技术将各相邻有理Bézier曲线段首尾相连,调用节点删除算法消除重节点,最终形成局部插值NURBS曲线。在非有理B样条曲线最小二乘逼近方法基础上,采取从特殊到一般的研究思路,通过类比在齐次坐标空间下针对带权数据点做最小二乘逼近的手段,通过调用标准完善的最小二乘算法,利用偏导为零构建求解线性方程组,提出了适用于NURBS曲线中的附带权值和导矢约束的最小二乘逼近算法,并分析比较了不同约束条件下的情形对比及演变过程。采取逐次迭代的方式来缩小逼近误差精度,并针对逼近误差给出了调谐因子取值范围与逼近截止判定条件。通过计算机编程进行仿真模拟,从而验证了所提出算法的有效性。实验结果显示,经过该逼近算法拟合后生成的局部拟合曲线具有优良的高效性和平滑性,工业造型设计的效率得到明显提升。最后,对本文所做的工作进行了回顾和总结,并针对NURBS曲线曲面的局部拟合问题指明了未来工作的研究方向。

关键词： NURBS曲线局部拟合插值曲线逼近算法

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测量数据的曲线曲面拟合算法

东北大学学报（自然科学版） 2021年第3期42卷 408-413页

作者：顾天奇罗祖德胡晨捷林述温福州大学机械工程及自动化学院福建福州350116

移动最小二乘法由于其良好的逼近性能而广泛用于曲线曲面拟合,但处理含有粗大误差的数据时,拟合结果极不稳定.为了减少粗大误差对拟合精度的影响,本文提出一种移动最小截平方法,该方法在支持域内引入最小截平方法代替最小二乘法,在所有... 详细信息

移动最小二乘法由于其良好的逼近性能而广泛用于曲线曲面拟合,但处理含有粗大误差的数据时,拟合结果极不稳定.为了减少粗大误差对拟合精度的影响,本文提出一种移动最小截平方法,该方法在支持域内引入最小截平方法代替最小二乘法,在所有节点当中选出剔除异常值的最优节点组合,确定局部拟合系数.该方法不需要人为地分配权重或设定阈值,可避免主观操作带来的影响.数值模拟和实验数据处理表明,移动最小截平方法能有效地处理测量数据中的粗大误差,拟合结果明显优于移动最小二乘法,具有良好的拟合精度和鲁棒性.

关键词：曲线曲面拟合粗大误差移动最小二乘法最小截平方法局部拟合