UMTransNet:结合U-Net和多尺度感知Transformer的图像拼接定位方法

当前基于深度学习的图像拼接定位方法大多只关注深层次特征,且感受野有限,忽略了浅层次特征,影响图像拼接定位的准确性。针对上述问题,文中提出一种结合改进U-Net和多尺度多视角Transformer的图像拼接定位网络UMTransNet。改进U-Net模型的编码器,将编码器中的最大池化层替换成卷积层,防止浅层次特征的流失;将多尺度多视角Transformer嵌入到U-Net的跳跃连接中,Transformer的输出特征与U-Net的上采样特征进行有效融合,实现深层次特征与浅层次特征的平衡,从而提高图像拼接定位的准确性。通过可视化检测结果图显示,所提方法在定位拼接篡改区域方面表现得更加出色。

新型浆锚连接方钢管混凝土拼接柱抗震性能试验研究

为进一步提高用于钢-混凝土组合结构的柱构件的装配效率,并改善其抗震性能,降低生产成本,提出一种新型浆锚连接方钢管混凝土拼接柱设计方法。通过对缩尺比例为2的5个拼接柱构件和1个整浇柱构件开展拟静力试验,获得不同配筋率、配筋形式和柱-柱节点拼接部位的新型拼接柱的抗震性能。试验结果表明:新型拼接柱构件在低周期反复荷载下的破坏过程及其形态与整浇柱构件相似,其滞回曲线饱满,耗能能力、抗承载力退化和抵抗变形(刚度)能力均比整浇柱构件更加优良,特别是将柱-柱节点拼接部位设于柱间反弯点区域的P类型构件变形能力最佳,证明了该新型拼接柱设计方法的科学性,并对提高钢-混凝土组合框架结构的整体抗震性能具有应用潜力。

宫颈癌调强计划Portal Dosimetry剂量验证中拼接野的应用分析

目的提出一种生成Portal Dosimetry(以下简称PD)分野的拼接野(以下简称PD拼接野)方法,并对宫颈癌计划的PD拼接野进行分析研究。方法选取20例宫颈癌患者的七野调强治疗计划进行研究,治疗计划中每个大野分成1对分野。首先制作仅含分野的PD剂量验证计划,然后使用直线加速器出束执行。通过矩阵拼接和矩阵叠加,分别得到每对PD分野对应的PD拼接野和PD大野。使用PD软件模块,得到PD拼接野和PD大野的伽玛通过率,分别记为Gp和Gd。使用Gm表示每对PD分野的平均伽玛通过率值。对Gp、Gd和Gm进行统计分析和比较研究。结果所有140个射野的Gp、Gd和Gm的值分别为98.78%±0.70%、97.34%±1.25%和98.87%±0.51%。两两比较结果显示,Gp和Gd差异具有统计学意义(P<0.05);Gp和Gm的数据差异较小。对每个PD验证计划,计算所有同一类射野对应的计划验证通过率(Gplan)。对Gplan数据进行统计分析显示,PD拼接野和PD大野差异具有统计学意义(P<0.05),PD拼接野和PD分野的数据差异较小。结论本文提出的PD拼接野概念为评价PD剂量验证结果提供了有益的参考信息。

拼接红外探测器技术研究

红外探测器作为空间红外预警卫星的核心部件,随着红外探测器性能的不断提升,采用更大规模,更多谱段的红外探测器焦平面阵列是未来预警用红外探测器的发展趋势。通过多芯片,多谱段集成拼接制备出线列规模更长的红外探测器,以满足红外预警卫星大视场、高分辨率以及多光谱探测的能力。本文对国内外多芯片,多谱段拼接红外探测器组件发展现状以及技术路线进行对比,对小型化拼接探测器在其他领域的使用前景展望,最后点出大尺寸拼接红外探测器研制目前存在的主要问题。

城市道路改建中新老路基路面拼接施工技术的应用

为提高城市道路改建中新老路面路基的拼接质量,结合工程案例对新老路基路面拼接技术进行研究与分析,从原有路面开挖和旧边沟、排水渠、路基边坡的处理、新旧路基结合部位处理、新旧面层拼接施工几方面总结了拼接施工的技术要点,并提出一般路基填筑、路堤拼接施工的沉降控制的控制要点以及质量控制对策。

综合视角下的现代皮革制品拼接设计创新实践研究

皮革是一种应用范围极为广泛的材料,以皮革加工而成的各类型产品覆盖了服饰、家居、汽车等多个领域。本文从材料利用率、创意、功能性等多个角度入手,对现代皮革制品设计加工环节应用拼接工艺的必要性等进行总结,以案例的形式对拼接工艺的具体应用方法进行了详细阐述,旨在为皮革制品的设计创新提供借鉴。

面向青花瓷碎片图像的U-Net++拼接网络

针对现有图像拼接方法存在拼接处伪影以及非重叠区域内容失真,导致较低的准确性和鲁棒性的问题,提出一种基于U-Net++消除伪影的青花瓷碎片图像拼接方法.首先估计待拼接图像单应性矩阵;然后将单应性矩阵应用于结构拼接阶段,得到图像粗拼接结果;最后以图像粗拼接结果作为先验信息,在内容校正阶段改进现有的U-Net,利用U-Net++细化粗拼接结果,得到最终图像精确拼接.以青花瓷碎片图像数据集与相关经典方法进行实验的结果表明,在3个评价指标中,所提方法的峰值信噪比提高约13%,均方根误差降低约33%,均方误差降低57%左右;该方法具有较小的误差比,不仅能够提高图像拼接质量,而且表现出较好的鲁棒性.

横向拼接缝胶结缺陷对混塔极限状态受力特性的影响分析

水平拼接缝是混塔的重要装配节点,混塔的水平缝主要通过涂抹环氧树脂结构胶来进行拼接,该拼接方式能较好增强混塔整体性。但是,环氧树脂结构胶施工受天气和人为操作因素的影响较大,常出现涂抹不均匀、不密实等现象,引发系列工程隐患。基于有限元分析软件,以实际工程为背景,采用工程算法研究了混拼接缝缺胶工况对混塔受力特性的影响。结果表明:水平拼接缝缺胶对混凝土节段管片的受力特性影响较大,缺胶比例和缺胶深度会导致塔筒管片边缘局部产生应力集中的现象,当缺胶比例达到8%时,承载力计算值已达到临界值。

基于改进最佳缝合线的矿井图像拼接方法

煤矿井下掘进工作面高粉尘、低照度的恶劣环境导致图像信噪比较低,且有效特征点数量严重减少,处理后的图像存在较大色差和噪声,在使用最佳缝合线算法进行图像拼接时出现细节错位、缝合线处过渡不自然或拼接痕迹明显的现象。针对上述问题,提出了一种基于改进最佳缝合线的矿井图像拼接方法。首先,对原始图像进行HSV空间变换,采用改进的Retinex算法对亮度分量进行增强,利用双边滤波函数代替中心环绕函数,以解决亮度差异大处产生的光晕问题,通过增强算法有效提高特征点提取数量。然后,采用SIFT算法提取特征点,并以余弦距离作为匹配度指标;引入像素余弦相似度作为约束项,并采用形态学操作对颜色差异强度进行改进,利用动态规划法对最佳缝合线进行搜索,以避免图像拼接处的错位现象。最后,结合渐入渐出融合算法,使图像过渡平滑,实现煤矿井下掘进工作面的图像融合。模拟井下实际工况环境进行实验验证,结果表明:基于改进最佳缝合线的矿井图像拼接方法与传统最佳缝合线算法相比,避免了颜色差异和噪声引起的错位拼接现象,拼接缝处的图像过渡更加自然,避免了“鬼影”和明显拼接缝的产生,且图像平均梯度提高2.38%,拼接时间提高32.5%,使得融合区域更加平滑自然,提高了拼接质量。

农田环境下无人机图像并行拼接识别算法

为改善在农田环境下无人机图像计算速度和效率,该研究提出了一种农田环境下无人机图像并行拼接识别算法。利用倒二叉树并行拼接识别算法,通过提取图像拼接中的变换矩阵,实现拼接识别同时进行。根据边缘设备的CPU核心数和图像数量自动将图像拼接识别任务划分为多个子进程,并分配到不同核心上执行,以提高在农田环境下的计算效率。试验结果表明:相同试验环境和数据集条件下,倒二叉树并行拼接算法的拼接耗时相较于其他算法平均减少了60%~90%左右;在农田环境下,倒二叉树并行拼接识别相较于串行拼接识别的耗时减少了70%,图像识别的平均像素交并比提升了10.17个百分点,说明在农田环境下采用多线程倒二叉树并行算法可以更好地利用农田环境下边缘设备的计算资源,大幅提升无人机图像的拼接和识别的速度,为无人机的快速实时监测提供技术支撑。

基于改进SIFT算法的超声图像拼接方法

针对大型结构超声C扫描获得的多幅子图像,为了获取被测结构的全景图像,研究图像的拼接方法.根据超声波法成像检测的动态过程并结合数字化图像处理技术,在传统的基于尺度不变特征变换(scale invariant feature transform,SIFT)算法基础上,提出了一种改进的超声C扫描检测图像拼接方法.首先,针对传统SIFT算法存在超声图像配准成功率低的问题,利用超声扫查过程中探头起始位置的矢量差对SIFT算法得到的特征点粗匹配结果进行筛选;其次,采用动态规划的方法寻找最佳缝合路径;最后,沿最佳缝合路径进行渐入渐出融合以改善融合区域的视觉效果.人工缺陷试块及焊接结构试件超声图像的拼接结果表明,基于改进的SIFT图像拼接算法可以将多幅超声C扫描子图像有效拼接为全景图像;所提方法特征点匹配准确率高、图像融合失真小,优于常规SIFT图像拼接算法;拼接图像中,目标位置关系对应良好,可实现结构加工质量的整体无损评价.

预制拼接槽型UHPC柱偏心受压性能试验研究

为研究预制拼接槽型UHPC柱在受压条件下的力学性能及其影响因素,开展2根整浇UHPC柱及14根预制拼接槽型UHPC柱在不同拼接形式、不同偏心受压方向及不同偏心距下的轴心或偏心受压试验研究.通过考察试件的极限承载力、破坏形态、轴向及侧向变形性能,研究了拼接方式、偏压方向和偏心距对其静力性能的影响.试验结果表明:钢纤维延缓了UHPC的开裂,增强了试件的变形能力,但预制拼接槽型UHPC柱在轴压和小偏压荷载下仍表现出明显脆性破坏特征;在该试验中,偏压柱的破坏形态主要为小偏心受压破坏及大偏心受拉破坏;在相同偏心距下,不同拼接形式、不同偏心受压方向的柱体破坏形态及承载能力表现趋于一致;在相同尺寸与配筋下,预制拼接槽型UHPC柱承载力随偏心距的增加而减小.最后,通过对比试件承载力试验值和我国现行规范理论计算值,定性地指出了现行规范的局限性.本文试验数据可为预制拼接槽型UHPC柱设计提供参考.

大幅宽面阵相机多片探测器影像拼接方法

大幅宽面阵相机通常采用多片探测器拼幅成像的方式来增大幅宽。为了提高数据的使用效率,用户要求提供几何无损和视觉无缝的拼接产品。由于分片探测器间重叠区域小甚至无重叠区,拼接后影像畸变增大等原因,传统像方拼接方法难以适用。针对此问题,文章提出一种基于传感器校正的大幅宽面阵相机多片探测器影像高精度几何拼接方法。该方法首先根据卫星相机分片探测器的物理结构及其成像几何特性,虚拟一个完全理想的无畸变面阵影像,影像覆盖范围与原始分片探测器影像覆盖范围相同;在严格标定分片探测器像元指向的基础上,建立虚拟影像与原始分片影像的像点坐标换算关系,并将原始分片影像的像点灰度值赋给虚拟影像对应像点,进而实现对分片影像的无缝拼接和畸变校正。经对仿真数据和在轨数据的试验验证,结果表明:对于不同探测器拼接方式和搭接区重叠情况,文章中所提方法可获得视觉无缝和几何无损的拼接影像,影像的片间拼接精度和影像内部几何畸变均优于1个像素。

大区域实景三维模型拼接融合方法及应用

随着实景三维中国建设的开展,大区域实景三维重建与更新已成为迫切需求,其建模面积大、模型成果异构、多尺度等特点导致场景拼接与融合成为丞待解决的问题,本文分别从影像及控制点重叠建立空三工程、包含相同控制点的空三工程融合2个角度,探究了从数据处理中实现三维场景拼接的方法,其次从模型成果的角度通过邻域瓦块的几何拓扑优化实现三维场景无缝拼接,文章对3种方法进行了试验对比及适用性分析,该研究解决了大场景三维模型拼接的问题,促进了实景三维高效高质建设。

一种利用旋转台运动的点云多视拼接方法

点云多视拼接在制造业领域中自动化测量方面具有重要作用。目前,点云多视拼接的技术在拼接效率和拼接精度上存在不足。提出一种新的利用旋转台运动的点云多视拼接方法。使用特征简单的圆环形校准件,校准过程更加灵活,适用性更强。在ICP配准算法运行前进行点云摆正与旋转变换,提高了算法的运行效率与精度。首先利用对旋转台旋转角度的精确控制,采集校准件全部视角的点云数据,进行分析与处理后,实现旋转台在点云空间坐标系里的位置校准。之后利用旋转台运动完成点云多视拼接,使用ICP配准算法进一步提高拼接精度。试验表明,该方法拼接时间短,效果好。

基于匹配的车载环视图像拼接标定研究

车载环视系统是辅助安全驾驶、消除车身四周盲区的重要有效装备,为改善图像拼接标定的精度及实现自动标定,设计图像拼接标定板,提出形状匹配的标定方法。标定板采用圆形图案并按矩形及对角五点布局方式,适用于“F-B-L-R”和“F-B-L-R-Z-Y”及多节牵引挂车场合,基于形状匹配的算法融合最小二乘法、图像金字塔及模板预训练的方法,实现了图像拼接标定。仿真实验表明,标定板具有良好的鲁棒性、算法具有良好的标定精度,能够实现自动化标定。

高速公路拼接段沉降变形特性及地基处理研究

为了提高高速公路改扩建项目的设计水平,依托某高速公路项目,利用有限元软件ANSYS建立平面计算模型,探讨了填土高度、加宽宽度、土基压缩模量等参数对路基表面各监测点沉降的影响及新旧路基不均匀沉降变化趋势;对水泥搅拌桩和挤密碎石桩两种地基处理方案开展技术性、经济性比选。研究成果表明:高速公路拼接段的路基不均匀沉降随填土高度和加宽宽度的增加而增加,随土基压缩模量的提高而降低,且水泥搅拌桩处理地基的性价比更好。

顾及动态目标的快速视频拼接

动态目标的场景实时视频拼接是视频拼接中的难点,当运动对象经过视频拼接缝时易发生伪影和错位,而复杂的配准和融合算法又难以满足实时性要求。为了解决该问题,提出了一种顾及动态目标的快速视频拼接算法。针对采集的视频帧,通过ORB算法进行帧间稀疏特征点匹配,YOLOv5分割出左右两帧中的可能运动目标(汽车和行人),再结合光流法判断整个目标区域是否为运动目标区域,然后去除运动目标影响,基于静止区域的特征匹配点对进行帧间单映射H阵估计,得到高精确H矩阵。最后通过最佳缝合线进行影像融合时,基于前面检测出的运动目标区域,使缝合线规避运动目标区域,同时在左右两边分别针对动态目标区域进行更新。算法测试结果表明,每两帧(分辨率1280×720)平均拼接速度可达61ms,拼接效果好于APAP和ELA算法,且具有更快的拼接速度,最终实现了能顾及动态目标影响的快速视频拼接。

新型轻质装饰结构一体化墙体单元拼接部位热工性能研究

对于装配式建筑来说,其墙板拼接部位通常存在热桥缺陷,是影响其系统整体热工性能的重要因素,进而造成墙体传热量计算出现偏差。本文针对一种新型的轻质装饰结构一体化墙体单元拼接部位的热工性能进行了系统研究,通过截取有效计算单元,以有拼接缝有无隔热填充、不同勾条材质等为基本参数,利用有限元软件Therm进行了二维稳态热工仿真分析,得到了在不同参数条件下的热工性能变化规律,并提出了后续优化设计建议。

阻尼改进抗差L-M匹配下全景图像拼接平滑优化

为了解决大面积视觉全景图像受拼接缝影响,拼接平滑面积较小的问题,提出阻尼改进抗差L-M匹配下全景图像拼接平滑优化方法。阻尼因子改进抗差L-M算法,计算抗差L-M迭代向量;利用改进抗差L-M算法,融合球面投影理论,对特征匹配误差目标函数进行优化。融合拉普拉斯算法和高斯滤波金字塔对图像进行分解重构,确定图像拼接缝重叠区域后完成全景图像拼接平滑优化。实验结果表明,所提方法的拼接缝平滑面积能够达到95.8%,解决了拼接平滑面积较小的问题。