基于级联密集残差网络的温度场高分辨率重建

温度分布的高质量测量对工业生产具有重要意义。作为一种非侵入性的测量方法,声学层析成像(AT)被认为是一种有前景的温度分布可视化技术。为改善重建质量,提出了一种虚拟观测(VO)结合级联密集残差网络(CDRNN)的二阶段温度场高分辨率重建算法。首先通过VO算法获取粗网格温度场,然后搭建CDRNN预测细网格温度信息。采用VO算法获取AT反问题的总体最小二乘解,缓解了声波路径弯曲引起的重建误差。引入双输入补偿策略增加了CDRNN对原始测量信息的利用率,提高了网络稳定性,通过设置子网络简化网络结构,并采用密集连接与残差连接改善网络信息流,同时引入亚像素卷积层降低网络计算维度,提高重建精度。对典型温度场模型进行数值模拟,并与Landweber迭代法、ART算法、ART-NN算法和VO算法进行比较。结果表明VO-CDRNN算法的平均相对误差和均方根误差分别为0.44%和0.68%,重建结果均优于其他算法。

基于虚拟视野的结构光条纹投影像素精准映射方法

针对像素尺寸差异、相位误差等导致相机与投影仪同名点像素坐标匹配错误、有效像素点缺失问题,提出一种基于虚拟视野的改进包裹相位-坐标映射方法。首先,对不同重叠视场下的条纹信息进行分析,确定较优投影模式;其次,设计两组高低频率的横纵条纹,提取低频相位极值计算虚拟投影视野、高频周期对真实和虚拟视野逐级编号,实现视野小范围匹配;最后,改进包裹相位坐标映射方法和相位差阈值判别准则,逐编号求解投影像素坐标,获得像素间的精准映射关系。实验结果表明,相位中相同像素区间的包裹相位均方根误差,相较于连续相位降低了78.6%。在平面和复杂表面实验中,有效像素数量相较于传统匹配增长了9.21倍和9.43倍,像素误匹配坐标比例由传统相位匹配的80.55%、59.4%降低至14.26%、12.56%,为自适应条纹测量技术中像素同名点匹配提供了可行的解决方案。

基于图元状态切换的配网现场作业安全监控系统

传统的安全监控系统受到配网作业现场分散以及故障抢修不及时的影响,存在监控效果不佳的问题。为此,提出了基于图元状态切换的配网现场作业安全监控系统。在设计安全管控子系统的基础上,利用移动智能终端将操作记录回传至控制主机,并通过设计滤波器电路减弱电容、电阻值对滤波器性能的影响。使用模数转换器对数据进行模数转换处理,并构建图元状态切换模型,通过设置图元节点显示位置和线条查找虚节点,最后设计了现场作业安全监控流程。实验结果表明,该系统的监控延迟时间与实际延迟时间相差0.1 s,具有精准的监控效果。

虚拟像素显示均匀性及相关问题的分析和应对

针对虚拟像素显示均匀性表现的一些问题,本文通过分析典型虚拟像素和真红绿蓝像素亮度中心的形成,对比了虚拟像素显示器与真红绿蓝像素显示器像素亮度中心分布的特点。在典型虚拟像素显示器中,红、蓝子像素数量少于绿子像素。低空间频率分布的红、蓝子像素对均匀分布的绿子像素亮度分布的调制造成虚拟像素亮度中心分布均匀性下降,并影响显示均匀性表现效果。本文提出采用不均匀分布的绿子像素排布,通过红、蓝子像素的亮度调制实现虚拟像素亮度中心均匀分布。初步的傅里叶分析和视觉对比表明,新虚拟像素显示均匀性表现效果符合预期。

利用最大圆盘提取作物行骨架的改进算法

作物行骨架线提取的精准度是农业机械自动导航的关键,针对传统作物行骨架线提取算法存在的连通性差、无法保持单一像素以及存在冗余像素等问题,提出一种利用最大圆盘提取作物行骨架的改进算法。首先采用预处理操作对作物行图像进行二值化处理,然后对二值作物行图像进行细化,在细化过程中通过引入欧氏距离寻找其中点的方法保持骨架的连通性,同时采用追踪扫描的方法有效地对冗余像素进行剔除,提高骨架的拓扑结构能力。实验结果表明,该方法对成行作物具有很好的适应性,且提取的骨架线更准确,与传统的算法相比,采用本文算法提取的骨架拟合后的导航线误差相对较小,能满足实际应用需求。

视频电子警察前端系统的软件设计改进

分析了以往电子警察前端系统优缺点的基础上,提出了改进方案:在视频检测区设置2至4个视频虚拟线圈进行车辆的检测,每个线圈中取部分样本像素作为检测闯红灯车辆的依据.该改进方案提高了检测速度,具有实用性,在实际使用中,可根据现场情况对虚拟线圈的划分个数和检测区域进行调整,从而能取得更好的效果.

基于NiosⅡ的LED虚拟像素显示屏控制器的设计

根据LED虚拟显示屏的要求和特点,利用片上系统和可编程片上系统的设计方法,提出LED虚拟显示屏控制系统的完整设计方案。在LED时序发生器的设计中专门提出了一种改进型的D/T转换技术,无需任何预先数据处理,只用一个函数控制所有像素点的亮度。结果表明,设计方案解决了LED虚拟显示屏由于像素分时复用而带来的控制系统速度要求提高的问题,保证了屏幕的刷新速率,同时还降低了真彩显示系统的复杂性,能够保证画面的有效实时显示,具有较强的实用性。

一种基于联合表示的图像分类方法

在图像分类识别中,对于同一目标的不同图像,其训练样本和测试样本在同一位置的像素强度通常不同,这不利于提取目标图像的显著特征。这里给出一种基于稀疏表示的联合表示的图像分类方法,此方法首先利用相邻列之间的关系得到原始图像对应的虚拟图像,利用虚拟图像提高图像中中等强度像素的作用,降低过大或过小强度像素对图像分类的影响;然后用同一个目标的原始图像和虚拟图像一起表示目标,得到目标图像的联合表示;最后利用联合表示方法对目标分类。针对不同目标图像库的实验研究表明,给出的联合方法优于利用单一图像进行分类的方法,而且本方法能联合不同的表示方法来提高图像分类正确率。

基本图元像素级实验系统的设计与实现

本文使用正方形虚拟像素代替普通像素点,基于Visual C++的MFC框架开发了一套计算机图形学实验系统,实现了像素级直线、圆、椭圆的光滑着色、走样及反走样图形的动态绘制.该系统通过放大像素来实现基本图元的可视化绘制,弥补了传统实验方法的不足,提高了计算机图形学实验效果.

中药饮片加工模拟系统中碰撞检测技术研究

中药饮片加工模拟系统的设计实现基于虚拟现实技术,而碰撞检测是虚拟现实得以实现的关键技术之一。中药饮片加工模拟系统设计对AABB包围盒碰撞检测算法进行改进,提出基于最大像素分割的包围盒算法。实验表明,基于最大像素分割的包围盒算法减少了碰撞检测的误差,提高了模拟系统人机交互的沉浸感。

动态图像显示屏虚拟组合像素技术及其算法实现

针对图像信息显示屏的动态图像显示效果,提出了一种全新的具有虚拟组合的像素排列方法,按照该排列方法,1个具有M×N个物理像素的动态显示屏可以得到约8×M×N分辨率的显示效果。通过实验研究还提出了一种算法及其逻辑结构,能将计算机输出的图像原始数据根据相应算法予以处理后,得到与屏幕上相对应像素的组合值。显示屏数据的提取和处理是流水线结构,处理是实时的,且通过此算法处理后图像带宽减少了2/3,图像的显示效果提高了近8倍。

基于三维虚拟现实技术的图像重建方法研究

由于传统图像重建方法获取到的重建图像比较模糊,为了提高重建图像的质量,提出基于三维虚拟现实技术的图像重建方法。在三维虚拟现实技术的基础上,根据相机的成像原理,计算相机光学部分可以识别的最大距离,通过计算场景画面的最小识别距离实现图像的降质分析;利用三维虚拟现实技术训练图像的检测样本,预测出样本图像的像素值,通过公式描述了图像的提取过程,完成了图像边缘信息的提取;最后在三维虚拟现实技术的基础上,构建了图像重建算法,实现了基于三维虚拟现实技术的图像重建。实验结果表明,基于三维虚拟现实技术的图像重建方法得到的重建图像质量较高。

基于APICloud的室内装潢虚拟设计方法研究

针对传统室内装潢虚拟设计中建模虚拟图像效果差的问题,提出一种基于APICloud的室内装潢虚拟设计方案。采用先进的云端一体技术进行虚拟模型的数据采集,使用属主建模方法进行建模,提高了建模的效率;引进Mip-MAP算法进行数据计算,提高了室内装潢虚拟图像的像素;通过与纹理图案映射算法相结合,提高了室内装潢虚拟图像的逼真度和空间感,有效地解决了建模效果差的问题。为了验证所提方法的有效性,设计了仿真实验,结果表明,提出的基于APICloud的室内装潢虚拟设计方案能够有效地解决建模虚拟图像效果差的问题。

虚拟中国人女性一号宫颈的任意剖面显示的研究

目的:研究中国数字化女性虚拟人宫颈的剖面显示问题.方法:根据图像数据特点,从所获得的女性骨盆数据中提取出女性宫颈数据,然后通过计算机相邻两层图像之间像素对的相同程度来对其进行平移配准,最后利用C++Builder语言编程实现剖面显示.结果:使用文中提及的方法对图像进行配准处理,我们发现在配准搜索过程中出现局部相似性最大的情况,从而使得搜索提前结束.结论:我们建议采用基于最大互信息量配准的方法,通过统计方法来表达图像像素的相似性特征,并利用优化算法有效克服局部极值,以便提高图像显示的精度,从而较好地应用于虚拟人体的其他部位的剖面显示.

基于虚拟仪器的圆度仪的研究

在总结国内外圆度检测技术的发展及研究现状的基础上,提出了基于虚拟仪器采用CCD摄像方式来获取机械零件圆度检测信息的方法。对采集到的零件图片进行图像处理,得到零件的圆度特征信息,从而精确快速的检测出零件圆度误差和相关几何尺寸和形位公差,通过与标准件或设计要求的比较,判断出被测零件的圆度是否合格。实验表明本虚拟圆度仪,非接触测量,速度快,准确度高。

结合虚拟单像素成像解卷积的双边照明光片荧光显微技术

光片荧光显微术(light-sheet fluorescence microscopy,LSFM)采用薄片光束从侧面激发样品,在垂直于光片方向上进行成像,具有成像速度快、光学层析能力强以及光漂白和光毒性低等优点,适用于对较大活体生物样品进行高质量、长时间三维动态观测.然而,传统高斯光束LSFM存在分辨率低和成像视场小的问题.本文在双边照明LSFM的基础上,结合虚拟单像素成像解卷积技术,提出了一种大视场高分辨双边照明LSFM,实现了视场和分辨率的同时提升.设计和搭建了双边照明LSFM,开展了荧光珠和转基因斑马鱼样品的三维光切片显微成像实验,实验结果证明了系统的三维高分辨成像能力,对于大视场、高分辨LSFM的发展和应用具有重要意义.

一种彩色平板显示器像素复用的虚拟显示算法及实现

提出一种基于阵列型彩色平板显示器像素复用的虚拟显示算法。利用本算法,可以在不改变原来平板显示器阵列结构的情况下,使白色分辨率在水平方向上提高3倍。针对现有的384×240平板显示阵列,用FPGA设计控制电路,实现256级灰度显示。仿真结果表明:FPGA设计的控制电路,能够在阵列型彩色平板显示器件上实现超分辨率显示,水平分辨率由原来的384提高到1 152。

基于虚拟门的人流统计方法研究

提出了一种基于虚拟门的人流统计方法,首先检测虚拟门的前景目标和计算运动矢量,然后对像素大小进行归一化,最后累加像素得到进出虚拟门的行人数目.实验结果表明,该方法对垂直视角和倾斜视角的人流统计有效.

基于F-P标准具的透射物镜焦距测量方法

研究了一种基于F-P标准具的透射物镜焦距测量新方法。单色光经F-P标准具后产生的系列圆锥光束作为测量的标准光束,系列圆锥光束圆锥角能从有溯源性的小数重合法准确定出,具备自校准特性。该标准光束通过待测物镜在焦平面处成像为规律已知的同心圆环,由同心圆环计算获得透射物镜焦距值。理论推导了透射物镜焦距测量模型;搭建了测量实验装置,以汞灯绿光作为光源,采用面阵器件实现同心圆环数据采集;重点采用虚拟像元内插与细分技术,结合圆半径回归方法对测量数据进行处理。实验中,结合汞灯两条黄光谱线,用小数重合法确定F-P标准具间隔d,用以焦距的溯源;详细分析了焦距测量不确定度分量并进行了不确定度的计算合成。实验获得,用面阵虚拟像元间距w＇作单位的透镜焦距测量结果的相对扩展不确定度为0.031%。讨论了测量实验改进与像元间距w定度的方案设计,可望将焦距值的相对扩展不确定度降低到0.020%以下。

仿真假体视觉下躲避静态障碍的任务研究

为了探讨在虚拟场景中仿真假体视觉下躲避静态障碍时的情况,文中利用Unity游戏引擎搭建静态障碍物的虚拟场景,通过着色器(Shader)屏幕后处理进行像素化,在分辨率为48×48像素情况下,利用被试操作键盘和鼠标控制软件内的玩家(Player)完成相应避障任务。选取25名被试者分别进行像素点缺失、像素点大小、高对比度等一系列的避障实验,任务过程中记录任务完成时间、跳失误、碰撞、掉出等,并对数据进行分析。结果表明,所有失误中跳失误发生次数最多,其次是碰撞。在正常条件下,提高对比度和像素点大小对减少失误有帮助;在像素点缺失的情况下,提高像素点的大小能够帮助被试躲避障碍;同时提高对比度和像素点大小避障效果最好。被试在假体视觉的环境中不能准确判断自己到障碍物之间的距离,距离过远或过近都会造成避障失误,可通过提高障碍物和背景的对比度以及光幻视点大小减少失误。文中研究可为人工视觉假体系统的设计和开发提供前期的理论储备。