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一种基于角点引导的快速立体边缘匹配方法

北京航空航天大学学报 2007年第5期33卷 557-560页

作者：李海超张广军北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100083

提出了一种新的基于角点引导的快速立体边缘匹配方法.在匹配过程中,为了保证其快速性引入了两种新约束:角点约束与边缘约束.首先,利用匹配的角点信息引导边缘的匹配,对如何利用已匹配的角点引导边缘匹配进行了详细的阐述,同时,在引导过... 详细信息

提出了一种新的基于角点引导的快速立体边缘匹配方法.在匹配过程中,为了保证其快速性引入了两种新约束:角点约束与边缘约束.首先,利用匹配的角点信息引导边缘的匹配,对如何利用已匹配的角点引导边缘匹配进行了详细的阐述,同时,在引导过程中提出了只利用8个方向的区域扩张方法,进一步保证快速性.其次,提出边缘约束实现点与点的匹配,使搜索范围仅限制在几个像素内,再利用极线约束实现点的匹配,必要时可结合灰度相关约束.结果表明:该算法取得比较好的匹配效果,引入的两种约束在很大程度上提高了速度和正确率,边缘点匹配的正确率高达97%以上.

关键词：立体视觉立体匹配快速边缘匹配角点约束边缘约束

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基于区域邻接图的立体视觉边缘匹配算法

光电工程 2008年第10期35卷 92-97页

作者：李苏祺张广军魏振忠北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100083

针对自然场景轮廓边缘的立体匹配问题,提出了基于区域邻接图的快速匹配算法。首先利用分水岭变换进行图像分割,根据分割区域边界确定图像中场景的轮廓边缘。基于由全局到局部、自上而下的分层匹配思想,匹配过程分为两步:第一步将轮廓边... 详细信息

针对自然场景轮廓边缘的立体匹配问题,提出了基于区域邻接图的快速匹配算法。首先利用分水岭变换进行图像分割,根据分割区域边界确定图像中场景的轮廓边缘。基于由全局到局部、自上而下的分层匹配思想,匹配过程分为两步:第一步将轮廓边缘按其所属区域进行分组作为匹配基元进行匹配,匹配过程中根据边缘所属区域的位置、尺寸和灰度特征建立区域约束,并在边缘特征角点的引导下,按照区域邻接图采用类似区域生长的匹配策略实现边缘匹配,区域约束大大减少了边缘特征匹配的搜索空间、优化了匹配顺序。第二步则根据边缘匹配结果,以已匹配的边缘特征角点为基准点,在其引导下实现其他边缘点的快速立体匹配。实验结果表明,该算法匹配正确率能达到93%以上,是一种快速有效的立体匹配算法。

关键词：立体视觉边缘匹配区域约束区域邻接图边缘约束

中红外偏振探测阵列的Au-Pt-Ti线栅优化设计

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中红外偏振探测阵列的Au-Pt-Ti线栅优化设计

作者：刘绍虎河南师范大学

学位级别：硕士

偏振作为光的基本特性之一,描述了光波电场矢量在时空中振动失去对称性的现象,偏振技术的不断进步使其在工业检测、目标识别、导弹制导、远程控制、夜间成像等诸多领域已经得到了广泛的应用。随着偏振成像技术及其支撑理论在各领域应用... 详细信息

偏振作为光的基本特性之一,描述了光波电场矢量在时空中振动失去对称性的现象,偏振技术的不断进步使其在工业检测、目标识别、导弹制导、远程控制、夜间成像等诸多领域已经得到了广泛的应用。随着偏振成像技术及其支撑理论在各领域应用的逐步深入,提高偏振性能已成为偏振成像技术进一步发展的必然趋势。传统偏振片不利于集成、通光面积小、对入射角要求比较高、造价昂贵。分焦平面亚波长金属线栅偏振片具有集成度高、大数值孔径、小体积、宽带宽、性能稳定、可同时测量多个偏振态信息等显著优点。在目标检测、表征和分类提供标量成像等方面具有极大潜力和优势,高性能金属线栅偏振片的研制涉及制造、设计、集成、检测等诸多前沿技术,不断提高其偏振性能是本领域研究人员孜孜追求的目标。本文设计并优化了一种Au-Pt-Ti复合金属线栅用于中波红外偏振探测系统,为偏振信息的高效率测量与数据分析提供了一种有效的解决方案。在理论设计方面,为提高中波红外成像系统偏振性能,本文利用等效介质(EMT)和严格耦合波(RCWA)理论分析线栅材料、结构参数及集成工艺对线栅偏振性能的影响,通过有限时域差分(FDTD)法建立多矢量亚波长金属线栅模型,设计并优化了一种Au-Pt-Ti复合金属材料构成的亚波长金属线栅。与传统单层金属线栅偏振片不同的是,Au-Pt-Ti多矢量复合金属线栅首先解决了传统金属线栅在制备过程中高温脱模及氧化性问题,增强使用可靠性。并且通过适当减小0和π/2偏振像元两端金属线栅的栅条宽度,在相邻像元间隙增加金属隔离带,及控制偏振片与焦平面探测器集成纵向距离的方式,可明显降低衍射效应,改善偏振片相邻像元之间的光学串扰现象,大幅提高消光比。模型仿真显示:相比制备完成后将偏振片集成到探测器,直接在探测器表面制备金属线栅偏振阵列的方式对于提高消光比更高效。仿真结果表明,当线栅周期(Λ)800nm,高度440nm,占空比0.5,0和π/2偏振单元边缘金属线栅宽度为1/4Λ,相邻像元增加高度0.44μm、宽度3.2μm的金属隔离带,测试波长为3.89μm和4.57μm处的消光比可达28.60和32.77,表明该结构的线栅具有良好的偏振性能。在工艺制备方面,根据制备亚波长金属线栅不同工艺的工作原理、优缺点以及适用范围,选择采用电子束曝光-离子束刻蚀工艺制备金属线栅偏振探测阵列。所制备的偏振探测阵列包括0、π/4、π/2和3π/4为一组的2×2超像元,将制备完成的金属线栅利用电子显微镜观察其微观结构,金属线栅结构的表面SEM结构成像图中可以看出,表明线栅结构完整、清晰、光滑、垂直性好,像元结构周期性较好。

关键词： Au-Pt-Ti线栅中波红外焦平面金属隔离带边缘约束

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墓室壁画风格迁移技术研究与应用

墓室壁画风格迁移技术研究与应用

作者：高怡宁西安建筑科技大学

学位级别：硕士

墓室壁画有着悠久而灿烂的历史,不仅是绘画艺术的重要一翼,更是历史文化的重要史料。受自然环境和人为因素的影响,现存壁画作品存在不同程度的损坏,利用数字生成技术修复壁画图像迫在眉睫。然而,由于可参考数据的稀缺性,对壁画分块进行... 详细信息

墓室壁画有着悠久而灿烂的历史,不仅是绘画艺术的重要一翼,更是历史文化的重要史料。受自然环境和人为因素的影响,现存壁画作品存在不同程度的损坏,利用数字生成技术修复壁画图像迫在眉睫。然而,由于可参考数据的稀缺性,对壁画分块进行缺失信息重建时往往效果不佳。因此,以现有的少量壁画数据集为基础生成足够可参考样本是提升壁画修复效果的关键节点。为了解决此问题,本文研究了基于深度神经网络的壁画风格迁移模型,并设计了壁画风格迁移系统,获得了自然清晰的壁画图像,从而提升了壁画生成的效果。本文的主要工作内容如下:(1)针对墓室壁画图像颜色暗淡、噪声严重的问题,提出一种结合特征聚类和深度残差收缩网络的壁画风格迁移模型。首先,采用聚类算法在输入图像的低维空间获取图像的特征分布,并以此作为图像转换的依据;其次,引入基于注意力机制和软阈值函数的深度残差收缩模块,去除图像中冗余信息,有效地保留纹理细节信息;最后,将内容特征聚类集合与匹配到的风格特征聚类集合进行实时特征转换,得到风格化图像。实验结果表明,改进后的模型可以生成自然清晰的壁画图像,在提高客观评价指标的同时也提升了视觉效果。(2)针对使用生成对抗网络生成的壁画图像存在边缘模糊、风格不明显的问题,提出一种边缘约束结合生成对抗网络的风格迁移模型。首先,融合Canny算法与HED边缘检测算法的结果,得到清晰连续的边缘特征图。然后,将边缘提取结果作为条件输入到具有深层次生成器的生成对抗网络中,以约束图像的生成方向并优化图像轮廓。实验结果表明,相比于其他通用模型,改进后的模型生成结果边缘清晰且具有明显的壁画特征,提高了网络模型对于壁画图像的生成质量。(3)设计并实现了一个基于Tkinter的壁画风格迁移系统。此系统为用户提供了两种风格迁移模型,当用户上传图像后,系统将自动输出壁画风格图像。此外,将风格迁移系统生成的图像制备成数据集输入到壁画数字生成模型中训练。实验结果表明,与其他数据增广方法相比,本文所提出的风格迁移方法能够显著提升壁画生成模型的性能。

关键词：墓室壁画风格迁移特征聚类深度残差收缩边缘约束

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基于改进SIFT特征提取的车标识别

光学精密工程 2018年第5期26卷 1267-1274页

作者：耿庆田赵浩宇王宇婷赵宏伟长春师范大学计算机科学与技术学院吉林长春130032 吉林大学计算机科学与技术学院吉林长春130012 吉林大学学报编辑部吉林长春130012

为减少SIFT车标识别算法中检测极值点的冗余以及各种图像变化因素的不利影响,提出了基于边缘约束和全局结构化的改进SIFT算法。利用图像不变矩理论及图像边缘检测算法只对目标图像的边缘区域检测,剔除与车标识别区域无关的极值点;同时... 详细信息

为减少SIFT车标识别算法中检测极值点的冗余以及各种图像变化因素的不利影响,提出了基于边缘约束和全局结构化的改进SIFT算法。利用图像不变矩理论及图像边缘检测算法只对目标图像的边缘区域检测,剔除与车标识别区域无关的极值点;同时将特征点邻域划分为圆形并计算出同心圆内像素点最大曲率来构建全局SIFT组合特征向量,使SIFT描述子具有全局描述特性;并结合SVM模型作为车标图像特征向量的分类器进行特征分类、识别。仿真实验结果表明:改进的SIFT算法可以减少冗余极值点约25%~45%,提高了检测极值点的有效性;使车标平均识别率达到97%以上,改善了识别实时性。改进SIFT的车标识别方法与几种常用的图像特征提取算子相比较具有识别率高、识别速度快的优点。

关键词：车标识别尺度不变特征变换特征边缘约束极值点检测支持向量机

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蒸发器支撑板板孔精密测量系统

光子学报 2016年第3期45卷 113-117页

作者：蒋鑫李华朱辉刘杰中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119

建立了蒸发器支撑板板孔精密测量系统,并提出了基于边缘约束条件的轮廓参量测量方法.首先采用图像处理技术将待测目标转化为二维离散坐标点,计算其最小外接矩形并对轮廓进行预定位;然后将轮廓分割成相互重合的"扩展邻域轮廓",建立以曲... 详细信息

建立了蒸发器支撑板板孔精密测量系统,并提出了基于边缘约束条件的轮廓参量测量方法.首先采用图像处理技术将待测目标转化为二维离散坐标点,计算其最小外接矩形并对轮廓进行预定位;然后将轮廓分割成相互重合的"扩展邻域轮廓",建立以曲率角为原则的边缘约束算法对各轮廓段精确定界,实现对轮廓参量的精密测量.实验和误差分析表明,该系统测量准确度优于0.02mm,对具有复杂轮廓的零件参量测量有参考价值.

关键词：精密测量复杂轮廓图像处理曲率角边缘约束

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改进的自适应非局部均值去噪算法应用与研究

计算机与数字工程 2022年第7期50卷 1566-1572页

作者：姚培娟张志利张亚娟黄河科技学院工学部郑州450061

常规非局部均值算法权重计算方式容易受到噪声干扰,使得相似性权重不够准确。为进一步提升非局部均值算法去噪效果,提出一种改进自适应非局部均值算法,应用改进的多尺度小波变换边缘检测算子检测图像边缘,将边缘特征作为约束条件,采用... 详细信息

常规非局部均值算法权重计算方式容易受到噪声干扰,使得相似性权重不够准确。为进一步提升非局部均值算法去噪效果,提出一种改进自适应非局部均值算法,应用改进的多尺度小波变换边缘检测算子检测图像边缘,将边缘特征作为约束条件,采用多特征相似性度量方法来衡量图像块的相似性,并自适应的确定滤波参数,最后执行多窗口去噪。仿真结果表明:改进方法的去噪结果图像峰值信噪比平均提高54.2%,平均结构相似性平均值提高至0.82以上。结论认为:相比其他算法,改进方法具有更好的去噪效果,图像边缘纹理等细节信息更清晰,在图像处理方面具有推广应用的前景。

关键词：非局部均值算法高斯噪声边缘约束抗噪性能结构特征信噪比

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基于自适应权重的立体匹配优化算法

计算机工程 2021年第4期47卷 268-276页

作者：文斌朱晗三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443000

为解决现有立体匹配算法对低纹理以及视差不连续区域匹配效果较差的问题,提出一种改进的立体匹配优化算法。在传统自适应权重算法匹配代价的基础上,融合高斯差分图像差分信息,即左右图像高斯差分图的差分,重新定义其初始匹配代价,增加... 详细信息

为解决现有立体匹配算法对低纹理以及视差不连续区域匹配效果较差的问题,提出一种改进的立体匹配优化算法。在传统自适应权重算法匹配代价的基础上,融合高斯差分图像差分信息,即左右图像高斯差分图的差分,重新定义其初始匹配代价,增加算法在视差不连续区域的鲁棒性,并加入边缘约束和视差边缘约束迭代聚类以及基于高斯差分图的自适应窗口算法,保证改进算法在低纹理区域的匹配性能,消除坏点与视差空洞。将该算法与传统自适应权重匹配算法分别在Middlebury数据集上进行匹配实验,结果表明,该算法平均性能提升了15.05%,明显优于传统自适应权重匹配算法。

关键词：立体匹配自适应权重低纹理视差不连续边缘约束自适应窗口

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一种新的用于MR脑图像分割的主动轮廓模型

仪器仪表学报 2004年第Z1期25卷 558-560,580页

作者：栾红霞戚飞虎上海交通大学计算机科学与工程系上海200030

主动轮廓模型是一种有效的基于边缘的分割方法,然而,在MR脑图像的应用中,它却遇到了许多问题,例如背景复杂,同一解剖结构的灰度分布不一致以及边界不连续等。这里提出了一种新的用于MR脑图像分割的主动轮廓模型。该模型不仅利用关于目... 详细信息

主动轮廓模型是一种有效的基于边缘的分割方法,然而,在MR脑图像的应用中,它却遇到了许多问题,例如背景复杂,同一解剖结构的灰度分布不一致以及边界不连续等。这里提出了一种新的用于MR脑图像分割的主动轮廓模型。该模型不仅利用关于目标轮廓的先验知识对切片的边缘吸引力场进行边缘约束,减少相邻结构对曲线收敛的影响,还对进行边缘约束之后得到的边缘吸引力场进行正则化处理,增强模型对凹边缘的搜索能力和对断裂边缘正确提取的能力。实验证明,该模型可以克服传统主动轮廓模型在MR脑图像遇到的难题,从而快速有效地在MR脑图像中提取目标轮廓。

关键词：主动轮廓模型边缘约束边缘吸引力场正则化 MR脑图像分割