动态规划在运动图像分析中的应用

对运动图像序列中的目标进行运动跟踪和估计,可以分别采用变形模型和弹性配准的方法,两问题的求解均可归纳为成本函数的最优化问题。提出了应用动态规划算法求解离散成本函数最优化的方法,把问题分解成多个子问题分别求解,并存储子问题的解以避免重复计算。该方法不仅可保证解的全局最优性,而且计算量小,有利于实现实时处理。在对临床X射线冠状动脉造影图像序列的实验中得到了满意的结果,匹配大约2000个点的血管骨架只需要一秒钟左右的时间。对运动场已知的模拟图像的实验证明运动估计误差小于1个像素(1像素=0.3mm)。

基于高速摄像下圆锥螺旋挖藤清土土壤运动图像分析

对于我国北方地区葡萄种植情况来说,葡萄果园入春时期挖藤清土是葡萄生产种植过程中一项重要的农艺要求。本文借助高速摄像技术及图像处理技术对圆锥螺旋挖藤清土装置土壤运动规律进行研究,分析了土壤颗粒特征目标运动,为进一步研究设计圆锥螺旋式入春葡萄挖藤机提供实验依据。

图像运动分析在汽车被动安全研究中的应用

图像运动分析法,是电测量系统-图像系统实时同步采集和图像序列运动分析二者相结合的研究方法。图像运动分析法在汽车被动安全研究领域里占有举足轻重的地位。本文阐述了图像运动分析法的原理和优势;探讨了电测量系统-图像系统同步采集的实现方法;介绍了清华大学碰撞试验室自行开发的电测量-图像同步采集系统和图像序列分析系统的方案和具体实现。最后,通过一个具体的例子介绍了电测量-图像同步采集和图像运动分析在汽车被动安全性和其它相关领域的实际应用。

汽车碰撞试验序列图像运动分析方法

为了精确测量汽车碰撞试验过程中汽车车身位移变化量以及速度、加速度等运动参数,建立了序列图像运动分析系统。通过对AVI视频文件格式的解析编程和利用图像编码标志技术,实现图像格式的自动转换以及标识点的自动跟踪和匹配,提高了图像系统的自动化操作;同时系统利用光为媒介,达到加载系统和图像系统同步采集和控制的目的。利用该序列图像运动分析系统,可以实现碰撞试验过程的定性和定量分析。试验结果表明此图像分析系统的有效性。

三维图像运动分析在汽车乘员保护中的应用研究

以安全气袋在不同折叠方式下的展开特性规律为研究对象,通过对静态点爆试验的三维图像运动分析获得了典型安全气袋展开的基本规律,并验证了数值模拟计算结论的可靠性,对安全气袋的折叠方式进行了优化设计。经过三维图像运动分析技术对新型折叠方案的分析,表明新设计的折叠方式的各项展开指标均达到了较高的要求,能够有效提高安全气袋的防护效果,减小对离位乘员的伤害。

几种运动生物力学分析系统的研究

本文通过查阅文献,对国内外常用运动生物力学分析应用系统进行研究。对目前几种运动图像分析、三维测力台、步态分析等系统进行介绍,并将几种运动图像分析系统进行简单比较,对如何选用运动生物力学分析系统提供有益的借鉴,同时对目前国内的运动生物力学分析系统的现状做简单总结,并提出了希望。

一种视频图像中运动目标检测方法研究

针对序列图像中的运动目标检测问题,在独立分量分析的基本理论和算法的基础上,提出采用基于正交对称矩阵的快速定点算法对实际视频图像中的运动目标进行运动检测的方法。实验结果表明:该方法不仅能检测运动轨迹,还能提取运动目标的轮廓,并判断运动方向,是一种有效的运动目标检测方法。

基于背景前景分割的全局运动估计算法

文章提出一种直接对压缩视频码流进行全局运动估计的新算法。为了提高估计精度和计算效率,提出一种新的视频背景前景分割方法,该算法利用运动矢量和AC系数实现背景与前景分割。基于分割的结果,采用背景宏块的运动矢量进行全局运动参数估计。实验验证了提出的全局运动估计算法的计算效率和精度。

融合运动和统计特征的静态目标检测

为了解决大部分时间处于相对静止状态目标的智能监控,提出一种融合运动和统计特征的静态目标检测方法.该方法采用行列错位减图像的帧差来提取目标运动特征,根据目标模型和候选区域的统计特征匹配检测目标,利用运动特征和模板的相似性度量动态更新模板.通过积分图优化特征提取及对强光抑制,提高了算法的实时性和鲁棒性.

一种新的全局运动估计算法

全局运动估计是计算机视觉、视频处理等领域广泛采用的手段之一。该文提出一种直接利用压缩视频码流进行全局运动估计的新算法。就运动模型而言,采用了复杂性与准确性较好均衡的六参数仿射模型。为了提高估计精度和计算效率,文章首先提出一种新的视频背景前景分割方法,基于分割的结果,采用背景宏块的运动矢量进行全局运动参数估计。然后,根据参数估计误差的统计特性,一部分运动矢量会当作局外的样值而被剔除,利用剩余的运动矢量中重新估计参数可以提高估计精度。实验验证了提出的全局运动估计算法的计算效率和精度。

基于卫星图像数据的大范围风场重建

在机载气象雷达早期开发中,数值天气模型是一个非常重要的环节,而天气模型中风场的准确性直接影响整个模型的准确性。为解决数值天气模型中的连续图像运动分析问题,提出一种基于运动场Helmholtz分解的低维流体运动估计方法。通过少量涡流粒子和源粒子的演化,得到光流场的低维参数化表达,即非旋转量和螺旋量基函数的线性组合,其中基函数由格林核梯度构成,系数值和基函数参数通过最小化代价函数获得。实验结果表明,与传统光流法相比,该方法的计算速度快了近4倍,风场更为准确地反映了实际的天气状况,在风场反演中更为可靠。

汽车碰撞的计算机模拟分析

本文通过采用CAE和图像运动分析技术,对汽车碰撞的计算机模拟分析。

复杂背景下运动人体的提取

为了提取复杂背景下的运动人体目标,采用了改进的图像差分法提取前后两帧的人体区域,结合单帧静态边缘图像,提取动态人体的边缘.为减少成像系统噪声的干扰,图像差分前和差分后均采用基于统计特性的维纳滤波.从简单到复杂背景下的人体动目标提取的结果表明,该方法具有一定的有效性和鲁棒性.

利用Zernike矩对心脏超声图进行光流场计算的邻域优化算法

本文针对心脏超声图的特性 ,介绍了一种计算二维光流场的邻域优化算法 ,通过对Zernike矩的正交性、旋转不变性等特性的分析 ,论证了Zernike矩在心脏超声图中作为运动不变特征的优越性 ,从而将传统光流场计算中的亮度不变假设推广到了亮度各阶Zernike矩不变 .另外 ,由于Zernike矩计算了像素点附近其余像素的贡献 ,使得单个像素点引起的误差对特征的影响大大减小 。

我国整车正面碰撞首试成功

严格按照国际和美国安全法规,首次国产汽车整车正面碰撞试验日前在京试验成功。 这次碰撞试验是由北京吉普汽车有限公司委托清华大学汽车研究所黄世霖教授领导的汽车被动安全性研究室主持进行的。该试验室对BJ2020S汽车的车身。

基于嵌入式控制的乒乓球自动化发球系统设计

为了使乒乓球运动员可以更好地学习乒乓球技术,乒乓球自动化发球系统是当前乒乓球训练过程中的主要辅助训练设备。针对原有乒乓球自动化发球系统对于集中性控制能力较差的问题,从整体出发设计了一种新型可控发球设备,即基于嵌入式控制的乒乓球自动化发球系统。根据优化后系统硬件框架,对发球装置进行优化设计,索尼(SONY)Alpha 7R作为图像采集设备并在其中安装CMOS传感器,RM Cortex-M1,ARM Cortex-M3两款处理器作为设备中央控制芯片实现系统中其他设备功能。引用均值滤波技术以及PID控制器,改善乒乓球图像采集模块与乒乓球发球控制模块使用功能,实现乒乓球运动角度分析及发球角度控制的系统设计需求。结合硬件与软件设计结果,基于嵌入式控制的乒乓球自动化发球系统设计完成。构建系统测试环节,经测试结果验证此系统对于发球集中性的控制能力优于原有系统。在日后的训练过程中可使用此系统辅助运动员完成训练过程。