基于改进Zernike矩的轴类零件圆度误差视觉评定

针对轴类零件圆度误差评定普遍存在的效率低、精度差等问题,提出了一种基于改进Zernike矩的轴类零件圆度误差视觉评定方法。首先,搭建轴类零件视觉检测平台,在位移平台控制下拍摄不同截面图像,并利用棋盘格标定法进行相机标定,校正畸变和计算像素当量。其次,以Sobel算子为基础,通过三灰度边缘过渡模型提高测量精度,利用大津法确定最佳阈值,改进Zernike矩亚像素检测方法。最后,使用改进的PSO算法处理轮廓关键坐标点进行圆度误差评定,并与三坐标测量机测量实验。实验结果表明,圆度误差视觉评定方法与CMM测量结果误差在3μm以内,且稳定性较好,在圆度误差评定中具有实际可行性。

基于双层像素值排序的可逆信息隐藏

基于像素值排序(pixel-value-ordering,PVO)的可逆隐藏方法借助像素块内的最值关系进行有效预测和可逆嵌入,具有显著优势。然而,现有基于PVO的方法大多在单一序列中进行预测和修改,导致每个像素块内参与生成直方图的像素数量相对固定。为了解决这一问题,提出了一种基于双层像素值排序的可逆信息隐藏方法,它在像素块中分层得到两个有序序列,并在两个序列之间进行跨序列预测,因此能够自适应地确定生成直方图的像素数量。同时,为双层嵌入所生成的直方图设计了不同的修改规则,以减少嵌入失真。实验结果表明,本方法具有较好的可逆嵌入性能。

Network-aware perceptual error concealment method for H.264 video with side information

In order to improve the video quality of transmission with data loss,a spatial and temporal error concealment method was proposed,which considered both the state information of the network and the perceptual weight of the video content.The proposed method dynamically changed the reliability weight of the neighboring macroblock,which was used to conceal the lost macroblocks according to the packet loss rate of the current channel state.The perceptual weight map was utilized as side information to do weighted pixel interpolation and side-match based motion compensation for spatial and temporal error concealment,respectively.And the perceptual weight of the neighboring macroblocks was adaptively modified according to the perceptual weight of the lost macroblocks.Compared with the method used in H.264 joint model,experiment results show that the proposed method performs well both in subjective video quality and objective video quality,and increases the average peak signal-to-noise ratio(PSNR) of the whole frame by about 0.4 dB when the video bitstreams are transmitted with packets loss.

改进Zernike矩的亚像素圆孔类零件测量方法

为了提高圆孔类零件半径尺寸的测量精度,提出一种改进的Zernike矩亚像素圆孔类零件测量方法。首先对传统Canny算子进行改进,分别在图像输入、去噪、梯度幅值计算和阈值选取方式上进行了优化,实现圆孔中心像素级边缘坐标的粗定位;其次提取待测零件圆孔所在的目标区域边缘像素点,利用在Ghosal算法的基础上提出新的边缘判断条件和采用迭代法计算得到Zernike矩的最佳灰度阶跃阈值来判断并获取亚像素边缘点,且从灰度边缘模型的角度对误差进行了分析;最后利用最小二乘原理实现圆孔中心坐标和半径的高精度检测和测量。仿真结果表明,改进算法的圆心坐标相对误差在0.02pixels范围内,半径的相对误差精度为0.05pixels范围内。通过对几个不同零件的实际测量,实验结果表明,改进后的算法和原算法与人工测量值对比,改进后的算法相对误差值更低,得到的实际值更接近人工测量值,测量精度明显高于传统的Zernike矩算法,所达到的测量精度能够满足工业零件生产过程中的精度要求。

物距和光强变化对测量精度的影响研究及补偿

针对工件测量尺寸精度受到物距和光源强度影响的问题,开展了基于物距和光源强度反馈的测量精度补偿研究。提出一种基于系统像素当量标定值和光源强度像素数误差量串行耦合的综合补偿方法,首先根据物距变化动态调整系统像素当量标定值;然后通过不同光源强度下的标准件实测像素数,建立光源强度像素数误差量模型;最后对图像物理尺寸测量结果进行综合补偿实验。实验结果表明:综合补偿法能够有效提高尺寸测量的精度,使测量误差小于14μm。

扫描仪误差分析

为了解决用扫描仪测量微生物抑菌圈直径时误差较大问题,对扫描仪误差进行了分析。扫描仪误差包括像素间距误差、像素间距横纵比误差及扫描起点误差等。提出用椭圆拟合法对扫描仪误差进行测量。通过V isual C++6.0编程,研究了扫描仪误差与扫描时间、扫描位置、扫描分辨力等因素的关系,发现了一些规律,为编程实现针对扫描条件的测量结果自动修正打下了基础。

齿形链链板视觉集成测量

构建了基于计算机视觉的齿形链链板的测量系统,对直线和圆的边缘定位,提出了新的亚像素算法,计算了齿形链链板的销孔直径及圆度误差、链板节距和两直边夹角,对测量结果进行了误差分析。将图像处理、参数计算、标定等整个测量过程集成起来,通过标准样件对被测零件图像进行坐标变换,确定待测区域并完成标定。实验表明,改进最小二乘直线拟合定位误差是常规最小二乘拟合误差的1/4。而圆的亚像素定位可使CCD的分辨率提高42倍,大大提高图像边缘的定位精度。利用亚像素方法测量时,销孔直径为2.563mm,链板节距为6.296mm,两直边夹角为60.453°,圆度误差为14.7μm。单一链板的整个测量过程不足1s。

一种电容式触摸屏和LCD之间的像素映射方法

介绍了电容式触摸屏的工作原理及其特点,研究了触摸屏的数据处理算法,提出了一种电容式触摸屏和LCD间像素映射的方法。通过映射时的坐标系修正,并引入补偿参数进行边缘补偿,有效解决了电容式触摸屏系统中的边缘误差问题,经过软件的测试,达到了很好的用户体验。

微米级机器视觉系统中随机误差与系统误差的研究

为了实现机器视觉检测系统对零件尺寸的微米级自动测量,对随机误差和系统误差进行了研究。改进了双线性插值法,对像素进行细分,用canny算法检测出边缘,并用多项式拟合出轮廓。该轮廓存在随机误差和系统误差。根据轮廓的切向连续性,用期望值和实测值进行最优估计,消除随机误差的影响。分别用不同宽度的量块放在视场的四个象限,测得多组图像,提取轮廓点,结合畸变模型,对畸变进行校正并对系统进行标定。通过细分、卡尔曼滤波、畸变校正和标定,每个像素代表的实际尺寸为4.584μm,精度达到2.5μm。

数字图像相关法中的优化插值滤波器

针对数字图像相关方法中的亚像素插值误差,在复频域内利用滤波器的传递函数分析了亚像素位置和图像频率对插值误差的影响,在此基础上设计了一种基于B样条插值核的优化插值滤波器。为使该滤波器能自适应于不同散斑图像,提出了一种利用图像的频谱分析获取滤波器中权值函数的方法,以B样条滤波器系数为非线性优化插值滤波器的迭代初值,解算出图像的最优滤波系数。在不考虑数字图像相关法中其他位移测量误差影响的情况下,通过平移和单向拉伸两个数值实验,证实所提滤波器可以明显减小亚像素插值误差,更好地满足了实验力学中对利用数字图像相关法进行高精度位移测量的需求。

打印机几何误差分析与测量

在利用打印的网格图形获取书籍扫描图像的畸变参数时,网格图形的误差将影响所确定的畸变参数的精度,从而影响书籍扫描图像的畸变校正精度。为评价其影响程度,对打印机的几何误差进行了测量与分析。提出了一种基于图像处理的像素间距误差测量方法。通过编程,按照MM_TEXT映射模式打印图形,可消除打印时的量化误差。利用扫描仪对打印图形进行测量,在消除了扫描仪本身误差的影响之后,得到了较高精度的测量结果。实验研究了打印机像素间距误差与打印位置的关系。

直线电机动子位置检测的图像亚像素测量算法

针对直线电机动子位置测量的实时性和精度要求,提出了一种图像亚像素测量算法。通过直线电机动子上的高速相机实时采集定子图像,首先采用图像互相关算法计算出相邻图像的整像素位移量,进而引入图像均方差算法计算出相邻图像的亚像素微位移量,将图像整像素位移量和亚像素微位移量矢量相加,得到相邻2幅图像的实际像素位移量,将图像像素位移量和动子位移进行系统标定,得到直线电机动子的实际位移。实验对比传统图像相关算法和图像亚像素测量算法的测量精度和实时性,验证了该图像亚像素测量算法可以满足直线电机动子实时测量的需求,为电机的控制提供实时准确的位置和速度数据。

基于半像素错位的多幅图像重建高分辨率图像技术研究

介绍了一种基于半像素错位的多幅图像重建高分辨率图像技术。分析了半像素错位的多幅图像与高分辨率图像各像素灰度值的对应关系 ,并从CCD数字化采样的角度进行了论证。同时 ,结合实际摄像机CCD结构 ,求出了高分辨率图像重建的计算公式 ,并通过实验进行了验证和完善。重建的本质是以原高分辨率图像的 4邻域平均图像为基础 ,增加一定比例的边缘细节信息 ,去接近原高分辨率图像。CCD的动态范围越大 ,图像的灰度级越多 ,那么计算误差就越小 ,图像的边缘细节信息就可以利用更多 ,重建的图像就越接近原高分辨率图像。通过实验和分析表明 ,利用半像素错位的多幅低分辨率图像重建高分辨率图像的原理是正确的 。

端元光谱变化与混合像元分解精度的关系研究

从误差传播理论的角度,分析了多选端元光谱、漏选端元光谱以及端元内部光谱变化等情况与混合像元分解精度之间的关系。然后用数值模拟的方式进一步研究了端元内部光谱与限定性混合像元分解精度的关系。研究结果表明:(1)端元光谱间差距越大,端元光谱内差距越小,则混合像元分解精度越高;(2)如果漏选了端元光谱会造成很大的模型误差,然而多选端元光谱却仍然是端元组分的无偏估计。数值模拟结果表明混合像元分解精度与端元类内变化的方差存在负相关的特点。最后就理论推导的结论,讨论了提高混合像元分解精度的可能方法。

基于误差扩展与像素容量评估的图像水印算法

为了解决当前图像水印算法无法准确预测相邻像素间的误差值,不能根据像素的局部纹理特征差异来自适应确定其嵌入容量,导致复原水印信息存在较大失真以及水印容量较小的问题,本文提出了基于误差扩展与像素容量评估的无损图像水印算法.首先,设计动态混淆方法,对水印信息完成加密;再考虑3个相邻像素,引入边缘像素预测机制,准确预测载体图像的每个像素值,获取其对应的误差值;随后,利用载体图像中的任意3个相邻像素的方差,设计像素容量评估方法,对其水印容量完成评估;借助误差扩展技术,设计水印信息嵌入机制,根据像素容量评估结果,将不同容量的水印数据植入到载体图像的不同像素中,获取水印图像;最后,建立水印提取方法,结合解密密钥,准确复原水印信息.实验数据表明:与当前图像水印技术相比,所提算法具有更高的水印质量与水印容量.

基于图像视觉伺服的AGV动力学控制

针对具有非完整约束AGV点镇定控制问题,提出一种新的基于图像视觉伺服控制算法。采用眼在手上视觉伺服模型,利用图像视觉伺服原理,基于图像误差设计了AGV视觉控制器,求得AGV广义控制速度;然后根据非完整约束特点的AGV运动学和动力学模型,利用计算力矩法设计了AGV动力学控制器,由广义控制速度计算出AGV控制力矩;从而实现了基于图像误差AGV力矩控制。并利用Matlab和Simulink进行了仿真,仿真结果表明了控制方法的有效性和可行性。最后利用Reinovo型AGV进行了实验,表明该方法具有很好的实用性。

像素1:1匹配的晶体全息存储系统中像素位置偏移的补偿算法

在体全息存储系统的数据读出过程中,为了提高读出速度,需要做到SLM与CCD像素的1∶1匹配。但在实现1∶1匹配的过程中,如何降低误码率是一个难点。利用傅里叶光学成像理论,推导出了在4f系统中单个SLM像素成像的光强分布,并由此定量地分析了像素位置偏移对读出误码率的影响。提出了针对像素偏移的数值补偿算法,并获得了较理想的实验结果。

基于最小像素跨度准则的空域错误隐藏方法

提出了一种新的基于最小像素跨度的错误隐藏方法,利用丢失块边界的像素,在无需进行边缘估计的情况下能够有效地恢复出丢失块中可能存在的边缘。本方法主要包括以下三个步骤:1)在最小像素跨度准则下将待恢复像素分为有争议像素和无争议像素;2)对有争议像素和无争议像素使用不同方法分别恢复;3)对整个丢失块做滤波处理以消除上述过程中的噪点。试验表明本方法有效地保留边缘,并在 PSNR 上优于其它传统方法 1～2dB。

遥感数据专题分类不确定性评价研究:进展、问题与展望

从遥感数据中提取专题类别信息是当前遥感数据最主要的应用领域之一。由于遥感分类专题信息广泛应用于各种领域,其数据质量受到越来越多的关注。不确定性是评价分类专题类别数据质量最主要的方面。回顾了遥感数据专题分类不确定性评价方法的历史,总结了当前各种评价方法及其指标体系,将这些方法归结为基于误差矩阵的方法、模糊评价方法、像元尺度上的不确定性评价方法和其它方法四大类。对每一类不确定性评价方法及其指标体系的优点和缺点进行了分析和总结,指出从理论方法研究方面,需要优先发展独立于分类方法的像元尺度上的遥感分类不确定性评价模型与指标体系,以及统一的遥感数据分类不确定性评价模型体系研究;在应用研究方面,需要加强优化空间采样设计和不确定性评价过程标准化研究。

基于像素对平均预测的可逆信息隐藏

可逆信息隐藏之所以可逆是因为现存方案都以图像中某种不变的特性为准来完成可逆操作。基于此原理,区别于现存方案,选择两像素间的平均值作为不变特性,再借助于直方图平移的思想提出了一种基于像素对平均预测的直方图平移的可逆信息隐藏方案。它是在保证每次操作时两像素间平均值保持不变的前提下利用差分直方图思想完成嵌入和提取信息并无损恢复原始图像的操作。实验结果证明本方案在保证良好的图像质量前提下嵌入容量也得到提高,同时产生较少的辅助信息,与相关研究方案相比具有良好的优越性。