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基于深度估计置信度的聚焦形貌恢复

计算机工程 2024年第3期50卷 233-241页

作者：史艳琼查昭张文亮戴尔愉陈中安徽建筑大学机械与电气工程学院安徽合肥230601

聚焦形貌恢复是非接触式三维重建领域中的重要技术手段。由于环境的影响和相机本身的限制,图像采集过程中会不可避免地产生噪声信息,影响重建精度。针对该问题,提出一种高精度、抗噪声的聚焦形貌恢复算法。使用聚焦评价函数对离焦序列... 详细信息

聚焦形貌恢复是非接触式三维重建领域中的重要技术手段。由于环境的影响和相机本身的限制,图像采集过程中会不可避免地产生噪声信息,影响重建精度。针对该问题,提出一种高精度、抗噪声的聚焦形貌恢复算法。使用聚焦评价函数对离焦序列图像进行评价,得到聚焦评价序列图像,并使用高斯拟合峰值法定位像素聚焦位置获得初始深度图。在此基础上,通过像素的聚焦评价曲线与灰度曲线之间的相似度衡量深度估计置信度,生成初始深度图的置信图,并将置信图作为引导图对初始深度图进行引导滤波,得到优化后的深度图。使用多组仿真离焦序列图像与真实显微离焦序列图像对所提方法进行性能验证,实验结果表明:所提方法在仿真与真实离焦序列中均能表现出优良的三维重建效果,在真实数据实验中,所提方法的所有指标均优于基于深度图优化的方法,与传统方法相比均方根误差分别降低64.8%和47.3%以上,相关系数分别提高2.18%和6.35%以上,具有更高的精度和更强的抗噪性,能有效提高聚焦形貌恢复精度。

关键词：聚焦形貌恢复三维重建相似度置信度深度图引导滤波

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基于图像区域像素重构的聚焦形貌恢复

计算机工程 2019年第2期45卷 233-239,244页

作者：赵洪盛丁华刘建成太原理工大学机械工程学院太原030024 太平洋大学工程与计算机科学学院美国斯托克顿95211

为提高三维形貌图像的恢复精度,提出一种基于最大最小算子与区域像素重构的聚焦形貌恢复方法。利用最大最小算子判定图像序列中的噪声像素点,并采用中值滤波方法消除图像噪声。对图像序列进行区域像素重构,根据重构图像相邻像素的灰度... 详细信息

为提高三维形貌图像的恢复精度,提出一种基于最大最小算子与区域像素重构的聚焦形貌恢复方法。利用最大最小算子判定图像序列中的噪声像素点,并采用中值滤波方法消除图像噪声。对图像序列进行区域像素重构,根据重构图像相邻像素的灰度差值设计聚焦评价函数,确定区域聚焦等级,实现聚焦形貌恢复。实验结果表明,该方法恢复的三维形貌图像精度优于传统形貌恢复方法,并对含噪图像具有较好的鲁棒性。

关键词：聚焦形貌恢复图像噪声最大最小算子区域像素重构聚焦评价函数

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基于扩散的聚焦形貌恢复算法

计算机工程 2016年第3期42卷 259-265页

作者：康宇陈念年范勇王利杨维西南科技大学计算机科学与技术学院四川绵阳621010

针对聚焦形貌恢复技术在测量运行时对上位机内存需求量大的缺陷,提出一种聚焦形貌恢复算法。该算法基于聚焦评价曲线的区间特性及连续表面约束,运用传统方法初始化扩散区域,利用已扩散区域的深度信息猜测扩散点的深度,并在搜索半径内重... 详细信息

针对聚焦形貌恢复技术在测量运行时对上位机内存需求量大的缺陷,提出一种聚焦形貌恢复算法。该算法基于聚焦评价曲线的区间特性及连续表面约束,运用传统方法初始化扩散区域,利用已扩散区域的深度信息猜测扩散点的深度,并在搜索半径内重新搜索确认扩散点的深度,得到更加精确的深度值。实验结果表明,与传统方法相比,该算法在保证精度的同时,上位机内存使用率平均降低9.6%。

关键词：聚焦形貌恢复聚焦评价曲线扩散区间特性上位机内存

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基于灰色关联度的聚焦形貌恢复

计算机应用研究 2015年第2期32卷 613-618页

作者：杨维范勇陈念年李郁峰巫玲王利西南科技大学计算机科学与技术学院四川绵阳621010

针对目前鲜有聚焦评价函数能同时满足聚焦形貌恢复多个性能指标的问题,从邻域像素的灰度级差异性入手,提出基于灰色关联度的聚焦评价函数,并用于恢复表面形貌。采集部分聚焦序列图像,计算图像序列每一个像素点的聚焦评价值,最后重构表... 详细信息

针对目前鲜有聚焦评价函数能同时满足聚焦形貌恢复多个性能指标的问题,从邻域像素的灰度级差异性入手,提出基于灰色关联度的聚焦评价函数,并用于恢复表面形貌。采集部分聚焦序列图像,计算图像序列每一个像素点的聚焦评价值,最后重构表面形貌和全聚焦图像。实验表明,提出的算法能够恢复低纹理物体的形貌,精度较高,且具有较好的时间效率,可用于实际测量。

关键词：聚焦评价聚焦形貌恢复灰色关联度表面形貌

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基于结构相似指数的聚焦形貌恢复

计算机应用 2018年第A1期38卷 187-190,193页

作者：何旋古乐野陈蔓中国科学院成都计算机应用研究所成都610041 中国科学院大学北京100049

针对目前大部分聚焦形貌恢复算法对边缘部位恢复效果欠佳的问题,从全局入手,考虑空间连续性约束,提出一种新的基于结构相似指数的聚焦形貌恢复算法。根据已有的部分聚焦的图像序列,得到一幅全聚焦图像,然后优化一个基于结构相似指数、... 详细信息

针对目前大部分聚焦形貌恢复算法对边缘部位恢复效果欠佳的问题,从全局入手,考虑空间连续性约束,提出一种新的基于结构相似指数的聚焦形貌恢复算法。根据已有的部分聚焦的图像序列,得到一幅全聚焦图像,然后优化一个基于结构相似指数、全聚焦图像和空间连续性的损失函数,最终重构表面形貌。实验表明,提出的算法能够较好地反映物体的表面形貌信息,对于边缘区域的重构效果较好。

关键词：聚焦形貌恢复结构相似指数空间连续性全聚焦图像

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贝塞尔曲线插值下的聚焦形貌恢复

机械设计与制造 2018年第9期 175-177,181页

作者：张明丁华刘建成太原理工大学机械工程学院山西太原030024 School of Engineering and Computer Science University of the Pacific

聚焦形貌恢复性能提升的关键在于噪声序列图像的预处理以及初始深度值的连续化处理。通过对图像噪声类型识别理论及逼近技术的深入研究分析,实现了一种高精度的聚焦形貌恢复算法。该方法从含噪图像灰度直方图分布特性入手,在对序列图像... 详细信息

聚焦形貌恢复性能提升的关键在于噪声序列图像的预处理以及初始深度值的连续化处理。通过对图像噪声类型识别理论及逼近技术的深入研究分析,实现了一种高精度的聚焦形貌恢复算法。该方法从含噪图像灰度直方图分布特性入手,在对序列图像未知噪声进行初步判断后,决定采用中值滤波进行图像预处理以减少噪声干扰;根据聚焦评价函数曲线特性,利用参数化的三次贝塞尔-伯因斯坦多项式对初始深度值进行插值处理,通过最值搜索方法得到插值曲线的峰值位置,进而实现深度值的精确估计。对不同表面特征,不同材质的实体对象进行形貌恢复实验,结果表明提出的方法兼具恢复的高精度性及有效性。

关键词：聚焦形貌恢复灰度直方图中值滤波贝赛尔曲线深度值

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基于聚焦形貌恢复的矿用截齿磨损测量系统

工矿自动化 2019年第1期45卷 100-103页

作者：李宁丁华王义亮太原理工大学机械工程学院山西太原030024 煤矿综采装备山西省重点实验室山西太原030024

针对现有截齿磨损测量方法存在过程繁琐、精度低和成本高等问题,设计了一种基于聚焦形貌恢复的矿用截齿磨损测量系统。该系统利用聚焦形貌恢复技术对采集的截齿顶部圆锥序列图像进行处理,获得截齿顶部圆锥三维形貌恢复图,在此基础上得... 详细信息

针对现有截齿磨损测量方法存在过程繁琐、精度低和成本高等问题,设计了一种基于聚焦形貌恢复的矿用截齿磨损测量系统。该系统利用聚焦形貌恢复技术对采集的截齿顶部圆锥序列图像进行处理,获得截齿顶部圆锥三维形貌恢复图,在此基础上得到截齿顶部圆锥表面的深度信息,从而计算出截齿顶部圆锥体积,并结合差值法得出截齿磨损体积。测试结果表明,该系统测量精确度达97.68%。

关键词：煤炭开采截齿磨损磨损体积测量聚焦形貌恢复三维形貌恢复

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零相位滤波与最小二乘拟合下的聚焦形貌恢复

机械设计与制造 2019年第2期 1-4页

作者：张明丁华刘建成太原理工大学机械工程学院山西太原030024 School of Engineering and Computer Science University of the Pacific

为提升形貌恢复精度,提出一种高精度的聚焦形貌恢复算法。该方法从序列图像的预处理以及深度值连续化处理角度入手,将零相位滤波与最小二乘拟合法相结合。自行设计了基于巴特沃斯低通的零相位滤波器用以聚焦评价函数曲线的滤波处理,在... 详细信息

为提升形貌恢复精度,提出一种高精度的聚焦形貌恢复算法。该方法从序列图像的预处理以及深度值连续化处理角度入手,将零相位滤波与最小二乘拟合法相结合。自行设计了基于巴特沃斯低通的零相位滤波器用以聚焦评价函数曲线的滤波处理,在消除噪声干扰的同时,保持各空间数据点位置不变;根据聚焦评价函数曲线特性,利用基于高斯函数的最小二乘拟合峰值法获取窗口序列的聚焦位置,进一步提高了峰值定位精度;为得到更为连续化的被测物深度信息,采用三次B样条曲面对各个像素点的初始深度值进行插值。实验表明,方法兼具形貌恢复的平滑性及高精度性。

关键词：聚焦形貌恢复高斯曲线聚焦评价函数零相位滤波最小二乘拟合

基于聚焦形貌恢复的刮板输送机链轮轮齿磨损测量

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基于聚焦形貌恢复的刮板输送机链轮轮齿磨损测量

作者：刘银川太原理工大学

学位级别：硕士

在寰球工业制造业升级的背景下,中国提出了“中国制造2025”的布局,此阶段我国正处于从“中国制造”到“中国智造”的快速转型中。机械设备也向着智能化和自动化控制的方向努力发展,自动化控制的井下综采设备也将逐步取代从事传统操作... 详细信息

在寰球工业制造业升级的背景下,中国提出了“中国制造2025”的布局,此阶段我国正处于从“中国制造”到“中国智造”的快速转型中。机械设备也向着智能化和自动化控制的方向努力发展,自动化控制的井下综采设备也将逐步取代从事传统操作的员工。刮板输送机是用于开采煤矿的现代设备之一,有3个主要用途:输送煤炭、为采煤机提供移动轨道和为液压支架提供前进支点。因此,它的工作状态直接影响现代化煤矿的安全和生产效率。链传动结构部分是刮板输送机中最重要的部分,而链轮是该部分的关键零件,其性能直接影响到刮板输送机的综合指标。链轮直接与链条接触产生的摩擦会引起磨损,过度磨损是链轮失效的主要形式,也是刮板输送机失效的主要原因。由于测量不及时,链轮轮齿会出现严重磨损,若未及时更换链轮,会导致刮板输送机链条在与轮齿啮合时发生跳牙,同时存在链轮轮齿断裂的风险,甚至造成安全事故,严重影响煤矿的生产安全,因此对其进行磨损分析研究具有重要意义。基于聚焦形貌恢复的原理,本文提出了一种新的刮板输送机链轮轮齿磨损测量方法,设计了一种用于采集轮齿序列图像的硬件装置。此外,本文详细研究了聚焦形貌恢复的原理和以及恢复过程中的关键技术,并对常用的滤波方法与聚焦评价函数进行对比与选择。然后将现有优秀聚焦形貌恢复过程中关键技术的算法集合,开发了磨损测量软件系统。最后利用逆向工程手段测试本文测量方法的精度。首先,对刮板输送机链条和链轮进行分析研究,确认失效形式以及失效部位;其次,根据现有轮齿测量方法和技术手段设计磨损测量装置整体方案,并对方案进行优化;然后,根据链轮设计标准去设计磨损测量装置中各个零部件的尺寸及结构,利用ANSYS软件分析零部件并优化其结构;最后,编写控制程序,集成到PLC中,实现预期运动,完成磨损测量装置的设计。对比并选择聚焦形貌恢复过程中关键技术的算法,采用简便易懂的编程语言设计系统框架,构建功能模块,开发磨损测量软件系统。利用硬件装置采集轮齿序列图像;随后在系统读入图像;设置参数实现轮齿3D形貌的重构;最后计算重构模型的体积以及磨损量。该方法可为刮板输送机链轮轮齿磨损测量提供精确高效的测量手段。通过逆向工程技术测试本文提出方法的测量精度。将重构的3D实体模型与原模型重心重合并布尔运算,获取重合部分的公共实体。分别计算重构模型以及原模型与公共实体的体积差,将两个体积差的和与原模型体积作比较,进而得到本方法的恢复精度。试验结果表明,本文采用的测量方法结果精度达到97.23%以上。

关键词：聚焦形貌恢复磨损测量链轮轮齿测量系统逆向工程