用图像相关系数和图像方差分析电阻层析测量反演算法的性能

根据不同两相流流型下获得的电阻抗层析测量结果,用图像相关系数和图像方差两个技术参数分别考察了线性反投影算法(LBP)、改进牛顿-拉夫逊类算法(MNR)、基于遗传算法的LBP-MNR-GA组合算法的反演能力。仿真表明,LBP对简单流型有较快和较好的反演能力,MNR反演复杂流型的能力比LBP强,LBP-MNR-GA组合算法的反演能力最强。

基于图像局部方差的亮度矫正下番茄表面缺陷检测方法

目的:解决番茄表面缺陷颜色复杂多变、纹理变化不规则导致的缺陷提取不准确的问题。方法:提出一种考虑亮度矫正下基于图像局部方差的番茄表面缺陷分割方法。在采用直方图阈值分割方法分割花萼与茎疤以及领域像素加权和替代原像素的方法完成亮度矫正的基础上,将番茄表面灰度图像划分成若干图像块,使用图像像素方差对各图像块的颜色进行表征,将缺陷区域与健康区域区分开。使用SVM模型对番茄表面缺陷区域面积占原图中番茄面积的比例进行检测。结果:考虑亮度校正后对番茄缺陷区域提取准确率提高了27.74个百分点,在此基础上,与全局阈值、动态阈值、区域生长算法相比,基于图像局部方差的缺陷提取方法能够实现番茄表面缺陷的准确定位与完整提取,以缺陷面积比为输入的高斯-SVM模型对番茄表面缺陷检测的精度达96%。结论:考虑亮度矫正下,基于图像局部方差的SVM缺陷提取方法适用于番茄表面缺陷检测。

一种基于图像灰度和方差信息的图像分割方法

针对C-V方法对非二值图像分割不理想,运行效率不高的问题,提出一种改进的C-V方法。在C-V方法只运用图像灰度信息的基础上,加入基于图像局部方差的信息,并且设置加权参数k,通过k来控制基于图像的灰度信息和方差信息的驱动力在整个图像分割驱动力中的比重,使得改进C-V方法能利用图像区域灰度信息和区域方差信息对非二值图像进行分割,同时应用隐式方案的数值实现方式对改进方法进行数值实现。图像分割实验结果表明,该方法能够更为准确地提取非二值图像边界,减少迭代次数。

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。

基于序列光圈拍摄的逆光图像重建方法

逆光图像因背景光远强于前景导致前景阴暗模糊造成图像观感不佳。而在当前逆光图像研究中多数为对单一的前景灰暗背景正常的逆光图像进行还原处理,且处理效果难以控制。针对上述问题,提出一种基于序列光圈的逆光图像还原方法。该方法首先通过调节相机光圈获得一组由背景过曝前景清晰逐步转换至背景清晰前景灰暗的逆光图像并将其分为前景可用图像与背景可用图像。然后使用改进的图像阈值分割算法进行逆光图像可用部分提取,并使用基于轮廓拟合的图像拼接算法将各前景可用图像提取部分分别与各背景可用图像提取部分拼接得到非逆光图像。最后,通过图像逆光度分析与信息熵综合的筛选方法,将拼接得到的非逆光图像进行筛选,得到最终结果图像。该方法相较于传统逆光图像重建方法,不但提高了处理结果的可控性,而且在保留更多原有图像的细节的同时降低了颜色失真。

考虑局部方差互信息和梯度一致性的改进SFIM遥感图像融合方法

全色图像和多光谱图像由于光谱和空间尺度上的差异,融合结果容易出现光谱失真或空间失真。如何同时实现两个尺度上的对齐,是提高融合效果的关键。传统的SFIM(Smoothing Filter-based Intensity Modulation)遥感图像融合方法可以保证光谱尺度上的一致,但在衡量空间尺度一致上还不够精确。针对此问题,本文提出了一种基于局部方差互信息的空间尺度对齐方法,并在平均梯度一致性的约束下进一步改进SFIM方法。该方法首先对多光谱各波段线性拟合生成多光谱强度图像,并对高分辨率全色图像进行高斯低通滤波,改变滤波参数循环计算2幅图像的局部方差图像间的互信息,当互信息最大时,高斯滤波参数为最佳滤波估计参数;然后,用该高斯滤波器卷积高分辨率全色图像,得到与多光谱图像空间尺度一致的低分辨率全色图像;之后,高低分辨率全色图像间比值处理得到细节图像,以高分辨率全色图像平均梯度为基准,引入调节系数控制细节图像的注入量;最后,细节图像、调节系数与多光谱图像相乘得到融合图像。为验证本文方法的有效性,在IKONOS和Quickbird两种数据集的植被区、建筑区和混合区3个不同场景六组图像开展融合实验。实验结果表明,对于KONOS数据,本文方法3组实验在光谱保持指标SAM上均位于第二,信息量EN有2组第一,对于Quickbird数据,本文方法3组实验在SAM、EN和AG3个指标上均为最优,具有较好的光谱保持能力和信息丰富程度;空间信息保持指标SCC值虽非最佳,但与SCC值最佳的AGSFIM方法相比,4组实验的SAM、EN和AG这3个指标整体明显优于对方,而与SCC值相近的GSA或SFIM方法对比,本文方法在6组实验中其他3个指标的也均优于对方,平均提升了13.39%、39.52%和34.03%。同时,本文方法在目视效果上也有较为不错的表现,融合真彩色图像与原始真图像彩色差异较小,图像清晰度基本近似全色图像。融合场景方面,本文方法对于植被为主或混合区域,光谱保持优势明显,图像信息量较为丰富;以建筑为主的场景,融合结果的光谱、信息的丰富程度和清晰度也具有不错效果。

基于灰度分析的路面裂缝图像分类算法研究

为了应对传统人工调查方法已不能适应当今道路养护管理发展需求的问题,从提高路面图像分类检测效率的需求角度出发,设计基于图像掩膜的去噪增强算法,采取路面图像的灰度作为分类特征,并且设计路面图像子块灰度方差的最值之差、一幅路面图像中子块图像方差的最值之差超过阈值的子块图像数量,以及子块图像灰度熵的最值之差为特征的分类算法,并引入神经网络进行路面图像的分类.实验结果表明,相对于中值滤波、均值滤波、偏微分方程、掩膜增强算法,所选取的图像去噪增强算法能够保留路面图像中的细微裂缝;且图像分类算法具有高检测率,零误检率,能够实现大规模路面图像的快速、准确分类.此外,所建立的分类算法能够保证分离出的完好图像中,不会掺杂路面裂缝图像,可以降低后续对路面裂缝图像处理的工作量,且其能为公路养护管理的决策提供依据.

改进双线性插值医用图像分辨率提升算法

目的:设计一种医用图像分辨率提升改进算法。方法:分析图像分辨率提升常用的双线性插值算法不足,引入图像局部色彩方差和改进的全变分模型,突出图像的颜色信息和细节信息,从视觉效果、相似度和信噪比与当前主流算法就修复结果进行分析和比较,本文算法修复后图像视觉效果得到大幅提升,相似度提高了0.08,信噪比提高了9db。结论:在临床诊断上,本文算法修复后的图像实用性更高。

金属圆柱工件缺陷的光电检测

针对金属工件外观缺陷检测存在光学照明不均、检测缺陷种类繁多、检测系统识别率不高等问题,研究了检测金属圆柱工件缺陷的方法。分析了局部二元模式(LBP)与局部图像方差强度(LVAR)的基本原理,研究了两者在金属纹理表面缺陷检测中的具体实现方法。采用LBP反应局部图形空间纹理模式,LVAR突出图像强度对比信息,然后用LVAR计算结果作为权重值来调整LBP的局部纹理提取和度量结果,实现了金属圆柱工件的自动缺陷检测。实验中采用步进电机控制工件旋转,配合线阵相机采集圆柱工件的展开图像。实验结果显示,这种方法有效克服了金属材质光照不均的缺点,对大量缺陷种类具有较高的鲁棒性,其检出率高达95.1%,漏检率为0%,满足了工业检测要求。

基于视觉认知的红外目标分割算法

研究了红外图像中目标分割算法,针对基于灰度分割算法存在的过分割或分割不足,以及对低灰度目标的不敏感问题,提出了一种基于视觉认知的红外目标分割算法。将红外图像的灰度信息转换为图像方差信息;运用单边切比雪夫不等式理论,获取目标数据分布与其k倍标准差之间的非线性关系,完成目标边缘的预分割;由形态学填充运算,得到用于目标分割的二值掩膜图像。实验表明,该算法能够有效的分割出红外图像中处于不同灰度等级下的目标信息,且误分率较低。

一种基于边缘密度与自匹配系数的匹配区选取准则

景象匹配区的选取工作是影响景象匹配系统性能的重要因素。在选取准则研究方面按照选取参数的不同,目前有基于图像方差的选取准则、基于图像独立像元数的选取准则、基于图像重复模式的选取准则、基于自匹配系数的选取准则等。首先对这些准则进行了基本介绍,然后,通过具体的选取实验,指出它们在基准图选取时存在的问题,最后,针对这些问题,提出一种基于图像边缘密度与自匹配系数的景象匹配区选取准则加以解决。通过对典型地形、地貌特征的图像进行选取实验,证明了算法的有效性。

一种基于连续跟踪的前视红外基准图制备方法研究

针对飞行器前视红外连续跟踪导航任务,对一种实用的匹配区选取与基准图生成方法进行了研究。分析了连续跟踪导航基本原理,以图像方差、连续特征检测和Frieden灰度熵为分析指标,设计了一种粗选与精选结合的匹配区选取方法。以线特征作为连续跟踪匹配区选取参数之一,利用实时图大小方格逐行扫描的方式,以图像方差为指标进行粗选,选取合适的区域进行直线特征检测;用Hough变换直线检测进行二次精选,用Frieden灰度熵进行稳定性分析,以确定可用于连续跟踪匹配区,得到跟踪导引线,并给出其定义及其参数组成。对某航拍图用所提方法获得了具备连续特征的前视红外连续跟踪导航基准图,验证了该方法在连续跟踪匹配区选取中的有效性、实用性和适应性。

鲁棒的PTZ摄像机目标跟踪算法

提出基于可旋转、变焦(PTZ)摄像机的目标实时智能跟踪算法.通过检测图像序列的方差,根据噪声和运动干扰的历史数据,建立相应的空间分布模型,实现有选择性的﹑高灵敏度的运动检测和云台控制.根据噪声的分布情况调整判决阈值,为不同区域赋予不同的检测灵敏度,提高了系统的噪声容限.自适应地调整方差的序列长度,实现系统灵敏度的大范围调整,以适应噪声、光照的快速变化和不同数量级别的运动幅度.推导长序列方差的快速算法,给出系统实时工作的例子.实验结果表明,算法工作可靠,响应迅速.

距离选通技术对后向散射抑制作用的理论分析

从辐射度学的基本理论出发,建立了单CCD像元的距离选通激光主动成像模型。而后考虑成像质量,借助单CCD像元信噪比和图像均方差误差两个指标,阐明了距离选通技术是抑制后向散射、增大成像距离、提高图像质量的有效手段。最后从模型出发,导出了距离选通技术在激光主动成像中应用时一些关键参数的选取原则:(1)尽可能减小激光脉冲宽度,以克服后向散射的影响;(2)要能够达到尽可能远的观测距离,在激光功率一定的条件下,激光占空比越大越好;(3)在激光满足一定条件的情况下,脉冲频率越高越好。

基于高程选择的SAR景象匹配系统基准图选择准则

景象匹配技术是飞行器自主精确制导的关键技术之一,随着武器系统日益精确化,影响匹配制导精度的基准图选择得到了广泛的关注。在合成孔径雷达侧视成像机理的基础上,讨论了高程起伏对SAR图像的影响,引入了图像高程方差的概念。同时,以图像匹配的准确性、稳定性、可靠性为考察量,讨论了各特征参数对匹配性能的影响。文中对真实星载SAR图像进行匹配试验的结果表明,此准则是有效的。

快速自动聚焦算法在影像精密测高中的应用

快速、有效地实现聚焦是图像法测高的焦点,选择合适的焦点评价函数和设计高效的图像自动聚焦算法是其中的关键问题。在比较研究图像评价函数的基础上,选择灰度方差作为焦点评价函数,研究了一种粗略试探和微步距精确搜索相结合的自动聚焦算法,并分析了影像聚焦精度和速度的影响因素。该聚焦算法应用于自动影像测量仪,通过对各种材质的表面在变倍镜头的不同倍率下做聚焦和测高试验,获得结果并进行了详细的比较分析。结果表明,该算法稳定、可靠、高效,测量结果精确。

基于局部区域阈值的玻璃气泡的检测

玻璃气泡检测是安全玻璃强制检测的内容之一。为了实现安全玻璃中气泡的自动检测,必须正确提取玻璃中的气泡。首先求方差图像并二值化来确定气泡在图像中所在的局部区域,在该局部区域内,可认为光照是均匀的,然后运用局部区域阈值法保留较亮的目标,从而逐个提取出气泡。提出了一种根据直方图动态确定全局阈值将图像进行二值化的方法。

基于2D-DWT和RCM的儿童面部表情识别方法

提出了一种基于二维离散小波变换(2D-DWT)和图像区域协方差矩阵(RCM)的儿童面部表情识别方法。首先,采用2D-DWT把每幅表情图像分解为低通和高通的四幅子图像,并分别把每幅子图像中的人脸区域按3种不同的方式进行子区域划分。其次,针对每种子区域划分,提取每个子图像中每个像素位置处的Gabor特征、LBP特征、一阶和二阶偏导特征,并把这些特征连同该像素处的坐标位置串联一个特征矢量,然后计算这些特征矢量的RCM。因此,每幅表情图像对应12个RCM。最后,对于一幅待识别的儿童表情图像,采用同样的方法获得12个RCM后,再采用基于广义特征值距离的度量方式建立对待识别样本的表情分类。本文采用东南大学学习科学研究中心采集的儿童表情数据库进行实验,实验结果表明本文所提出方法的有效性。

基于最短路径的大视角变换下SLAM回环检测

回环检测是视觉同步定位与地图构建中必不可少的一部分,回环的正确检测能够避免机器人的累计位姿漂移问题。但是移动机器人在定位过程中,相机视角发生大幅变化会使得相邻帧间图像的特征点匹配数目骤减,匹配精度降低,系统性能下降甚至匹配失效。基于这些关键帧进行回环检测时会因为视角的变换使得原本的相同位置误认为不同位置,减少了正确回环的判断结果,降低了系统的召回率,影响准确的地图构建。因此,提出基于图像协方差矩阵匹配的最短路径算法,以关键帧为节点,帧间协方差矩阵距离为权重,构建有向图,通过最短路径算法得到关键帧间的位置关系,再结合距离阈值确定相似位置,完成回环检测。最后,在数据集和实际场景中验证了这一算法。

一种新型多车道车流量检测算法

为了实时有效地检测道路路口车流量信息,并为交通控制和管理提供准确的交通流数据,提出了一种新型的车流量检测算法。通过利用现有的路面标记进行图像对称分割并计算图像灰度值方差,来判断有无车辆通过,进而实现车流量计算。仿真结果表明,该算法不仅简单,易于实现,而且检测准确率高,实时性好,能够有效地为智能交通灯控制提供信息数据。