一种提取物体线形骨架的新方法

提出了一种提取物体线形骨架的新方法.该方法首先计算物体距离变换的梯度,从而得到一个矢量场.距离变换的梯度对提取物体线形骨架具有重要意义,可据此获得物体内部的关键点,其中每一个关键点代表了物体的一个凸部分.之后,用搜索梯度最短路径的方法连接关键点,得到物体的线形骨架.本文方法得到的线形骨架能很好地反映物体拓扑和形状特征.并不易受边界噪声干扰.此外,本文方法克服了基于距离变换的骨架提取算法的固有缺点,获得了具有良好连通性的骨架.因此,基于本文方法得到的骨架能用于物体识别和匹配等领域.对大量二维、三维物体的实验取得了令人满意的效果.

基于数学形态学的图像处理方法

从图像的描述方法出发 ,在二值形态变换的基础上 ,通过引入图像的阀集合和本影 ,导出了多值形态学基本形态变换建立的方法 ,并揭示了二值形态学与多值形态学在结构算法上的相互联系 .在图像处理的形态学方法上 ,提出了基于形态变换的图像边缘提取、多种形态梯度、形态骨架表示方法 ,以及具有去噪和形态平滑功能的开。

基于人类视觉特性的梯度骨架标记提取算法

针对分水岭算法预处理阶段的标记提取问题,提出一种基于人类视觉特性的梯度骨架标记提取算法。通过标记梯度图像的谷点组成贯通整幅梯度图像的骨架,在不同彩色空间中根据背景亮度自动选取阈值,并从骨架中剔除大于该阈值的鞍点,使骨架离散为各自连通的小骨架群,将每个小骨架作为独立标记。实验结果表明,该算法能够解决传统算法参数选取困难的问题,在抑制分水岭算法过分割边缘的基础上获得更好的分割结果。

优化的梯度最短路径骨架提取算法

计算二维图像的距离变换图,在距离图的基础上求出梯度图,综合0°、45°、90°和135°4个方向的梯度图,形成新的包含所有潜在骨架点的梯度图.通过预设的阈值消除大部分非骨架点;利用轮廓法、拓扑细化得到"细"中脊线.最后,利用"细"中脊线构建最短路径算法所需的邻接矩阵,大大地减少骨架提取算法的运行时间.

基于细分的网格模型骨架驱动变形技术

针对传统骨架驱动变形方法中模型细节特征不能得到有效保持的问题,提出一种基于细分的骨架驱动网格模型变形方法。首先,对网格模型待变形区域基于截交线进行局部骨架提取和控制网格构建,分别建立骨架与控制网格以及控制网格所对应细分曲面与待变形模型区域之间的关联关系;然后,将基本函数作用下的自由变形方法应用于骨架变形,通过骨架变形驱动控制网格变形,将变形前后控制网格所对应细分曲面的变化信息转为网格模型泊松梯度场的改变;最后,根据改变后梯度场重建网格模型。实例表明,该变形方法针对不同网格模型均可以得到较好的编辑效果,且细节信息在变形后都得到了有效保持。与传统骨架驱动变形方法相比,该方法除具备交互操作简单直观的优势外,同时能够更好保持变形模型几何细节特征,更为适合具有丰富几何细节的复杂模型的变形编辑。

拟合复杂形状主骨架的颜色渐变填充

针对复杂形状的颜色渐变填充无法较好拟合形状的延伸方向问题,提出了形状主骨架颜色渐变填充算法(SMSCGFA)。引入骨架路径视觉显著性评价向量,针对主骨架设计了整体优选及局部几何优化相结合的方法,对复杂形状抽取主骨架进行简化;骨架提取时结合了基于约束Delaunay三角剖分(CDT)的三角形中线法骨架提取和基于骨架二叉树的骨架路径双栈跟踪提取;对主骨架进行颜色渐变计算,通过局部的主骨架颜色信息,完成形状整体沿延伸方向的颜色渐变填充。实验验证表明,采用该方法后,骨架路径的优选比可达5.5%,消除了较多的骨架冗余分枝;与颜色线性渐变填充相比,基于骨架的颜色渐变填充,拟合形状延伸变化趋势较好。

基于非线性偏微分方程的灰度图像骨架线提取方法

基于变分法提出用于计算灰度图像梯度矢量场的非线性偏微分控制方程,利用图像梯度矢量场的拓扑性,可实现骨架线的提取。该方法的主要优点是它的简单性,可直接应用于灰度图像,不需要任何的分割处理。把提出的方法应用于牛顿环干涉条纹中,并与广泛使用的分块二值化细化算法和极值跟踪法进行了比较,实验结果表明了本方法的良好性能。

基于距离变换的蚁群搜索骨架提取方法

针对基于距离变换的骨架提取方法连通性不足的问题,提出了一种基于距离变换的蚁群搜索骨架提取方法。该方法根据距离变换及其梯度获得物体的潜在骨架点;通过控制物体边界曲线的多边形逼近误差,确定了对物体形状信息贡献程度不同的边界顶点,并将其凸顶点作为物体的骨架线端点,同时根据端点内角的大小排除了冗余骨架分支的端点;将距离变换的梯度、像素间的相似性和骨架线的走向三个因素设置启发式引导函数,并提出了用路径代价值来衡量搜索路径的优劣。实验结果证明,该方法获得的骨架线不但具有良好的连通性和多尺度条件可控性,而且减少了冗余骨架分支的产生,同时还可以克服一定边界噪声的影响。

梯度骨架对固液相变蓄热特性影响研究

在相变材料中添加高导热率的金属骨架可以缩短固液相变过程的融化时间,提高相变蓄热系统的平均蓄热速率。文章建立了二维含梯度骨架固液相变模型,利用有限元分析法对相变过程进行数值模拟,探讨方腔内填充不同梯度金属骨架结构对固液相变蓄热特性的影响。结果表明:与不填充金属骨架的纯石蜡固液相变过程相比,填充金属骨架后,传热方式以金属骨架的导热为主;在不同的骨架数量条件下,均为正梯度骨架结构的完全融化时间最短、平均蓄热速率最快,且骨架数量越多、孔隙率越小,正梯度骨架结构的平均蓄热速率越大;由于正梯度骨架结构强化了远离加热源测相变材料的换热过程,因此对相变换热过程的强化效果最好。

基于手绘草图骨架特征的三维目标检索方法

随着人们对三维数据使用需求的日益增加,网络上三维目标数据亦迅速增长,传统的基于关键词的检索方法难以满足三维目标的检索需求。因此,针对三维目标检索问题,提出了一种新的基于手绘草图骨架特征的三维目标检索方法。首先,采用有向梯度直方图(HOG)作为特征描述三维目标的骨架信息,使用支持向量机实现三维目标分类检索;其次,手绘三维目标草图并获取其HOG特征在训练好的三维目标数据库中进行检索;最后,采用查全率进行客观评价获得三维目标检索结果。仿真实验结果表明,提出的基于手绘草图骨架特征的三维目标检索方法具有较好的检索性能。

基于关节空时特征融合的人体行为识别

针对现有人体行为识别技术存在的准确率不高和易受环境干扰等缺点,提出一种基于空时特征融合的人体行为识别方法。通过OpenPose提取人体骨骼关节的位置信息用于构造空时融合特征,该特征综合各类行为的空域和时域信息,使得特征表示更具区分度。利用核化主成分分析算法进行特征维度缩减,利用XGBoost算法进行特征分类,获得识别结果。该方法在Multiview Action 3D数据集上进行测试,得到了94.52%的识别率,较现有的其它许多人体行为识别方法表现更好。

梯度骨架-翅片结构强化传热的模拟研究

添加金属骨架是提高相变材料热性能的有效途径之一。为了探究含金属骨架相变方腔内部因对流而导致融化不均的问题,采用有限元方法,数值模拟了4种骨架(均匀骨架、梯度骨架、均匀骨架-翅片、梯度骨架-翅片)的融化过程。结果表明:4种不同结构的金属骨架中,梯度骨架-翅片结构具有最优的传热特性,翅片的存在提高了方腔内部相变材料的融化速率,缩短了融化时间;添加翅片还可以改善复合相变方腔内部温度的均匀性;以添加均匀骨架腔体为基准,含梯度骨架-翅片结构复合相变方腔的蓄热率提高了24.83%;翅片结构参数也影响相变方腔的传热特性,当翅片层数为2层、间距为4 mm、厚度为0.4 mm时,梯度骨架-翅片结构具有较好的传热特性。

具有曲线形结构的物体边界和骨架的提取

用各向同性扩散得到梯度矢量流场的能量,并获得初始边界和骨架点(无须任何初始化);最后利用蛇模型演化这些初始点,当模型能量达到最小时演化停止.最终的点即为所需要的边界和骨架.该方法能同时得到物体的边界和骨架,改进了曲线结构强度图的计算,减少了计算量.采用人工图像和实际图像验证了该方法的有效性.

基于视觉辐条图案识别方法的蓝宝石引晶机制研究

工业生产蓝宝石晶体过程中,引晶步骤有着至关重要的地位。引晶必须在温度梯度较小,温度分布趋于稳定的条件下进行。目前,工业生产蓝宝石主要依靠人工经验操控籽晶杆实现引晶操作,但是人工引晶操作的准确性不高会导致成品品质不佳、资源浪费。为此,本文提出一种基于蓝宝石视觉辐条图案识别方法来检测蓝宝石熔体状态自由液面状态,从而实现一种高效率引晶的机制。此方法利用经典骨架化算法细化辐条图案,Harris算子实现特征信息的提取,提取的特征信息放入运动轨迹模型中判断熔体稳定性,分析液面温度分布稳定性从而实现引晶。结果表明,此算法具有有效性,蓝宝石晶体引晶效率大大提高,生产出的成品良率也有提升,可有效指导蓝宝石的工业生产。

Transmembrane Ca^(2+) gradient and human erythrocyte cell skeleton

The cytosolic free Ca2+ in erythrocytes is around 10-6 mol/L, whereas the extracellularCa2+ concentration is about 10-3 mol/L. Thus it results in 1000-fold transmembraneCa2+ gradient across erythrocyte membrane. Our previous results have shown

含梯度孔密度骨架石蜡方腔相变传热特性

多孔骨架的孔密度对改善金属骨架复合相变储能材料的传热效果具有重要意义,本工作采用有限元方法,利用三种不同的孔密度对金属骨架进行梯度孔密度优化,制备五种不同方向及梯度的金属骨架,研究了侧壁面加热情况下不同方向梯度孔密度排布的传热特性。结果表明,纵向负梯度孔密度骨架传热效果最佳,在此基础上优化梯度分布,得到了采用三段梯度时的最佳工况,即纵向负梯度二工况。纵向负梯度结构改善了方腔内部流动形态,兼顾了骨架导热和流动传热的影响,从而增强了对方腔角落熔化死区的传热效果,达到了提高温度均匀性的目的。纵向负梯度二骨架相较于均匀骨架完全熔化时间缩短了8.2%,尤其在液相率达到0.9之后,相较于横向负梯度和均匀方腔的熔化速率分别提高了29%、14%。采用纵向负梯度工况时的相变储热速率相较于横向和正梯度分别提高了17%、11.6%。本研究提出的采用多段梯度孔密度金属骨架制备复合相变材料,有助于在定孔隙率不增加骨架体积的情况下,加强复合相变材料的储能效率,为更好地利用能源提供理论依据。

不同梯度尼龙骨架对相变材料传热过程的影响

在纯相变材料中分别加入7种不同梯度的尼龙骨架,建立7种复合相变材料(XZ正梯度、XZ负梯度、均匀无梯度、X正梯度、Z正梯度、ZX正梯度、ZX负梯度)的三维模型,通过数值模拟方法研究不同梯度尼龙骨架对相变材料传热过程的影响。采用有限元法模拟矩形腔内石蜡的相变过程,分析加热过程中复合相变材料的液相率分布、温度变化、内部温度均匀性。结果表明:含尼龙骨架的矩形腔与纯相变材料相比,尼龙骨架起到阻碍自然对流的作用,隔热效果更好;沿次对角线方向孔隙率依次增大的尼龙骨架更有利于增强相变夹层的隔热效果;沿次对角线方向孔隙率依次增大的尼龙骨架升温最慢且内部均匀性最差,适合作为墙体内相变夹层中的梯度骨架结构。

梵高风格的笔触骨架线绘制方法研究及应用

将虚拟的数字图像转变为实体艺术作品的需求随着社会发展与日俱增,而梵高作为传奇艺术家,其风格被无数人效仿。利用基于笔刷的图像风格化技术,设计了一种模拟梵高绘画风格的笔触骨架线绘制算法,生成表示笔触抽象轨迹的图谱,用于油画、刺绣等真实艺术作品的辅助创作,提出的辐射方向梯度插值方法较好地模拟了梵高水波纹状的笔触方向布局。

基于梯度的低对比度X线图像分割方法

在医学骨折诊断领域,X线图像是骨折诊断的重要手段,X线图像中骨骼组织的精确分割为后续的诊断提供了重要依据。为此,文中首先利用Sobel边缘检测算子得到X线图像的梯度图,然后利用灰度图像单目标跟踪算法,提出了一种基于梯度的多目标分割算法,经过三轮跟踪获得了骨骼组织的精确定位,实现了医学骨科X线图像的骨骼分割。最后,将分割结果与边缘检测和阈值方法的分割结果进行了比较。试验结果表明,该方法对低对比度图像能够得到好的分割效果,比较适合医学骨科X线图像的骨骼分割。

线结构光光条中心亚像素精确提取方法

线结构光三维测量中,光条中心点提取的精度直接影响系统最终测量精度。针对现有光条中心提取方法获得的条纹中心存在折线缺陷的问题,提出了一种基于曲线拟合的线结构光光条中心的亚像素提取方法。该方法通过腐蚀细化获得光条基本骨架,采用均方灰度梯度求取骨架上每一点的法线方向,利用加权灰度重心法获得光条中心初始点,应用分段3次多项式曲线拟合获得光滑的光条亚像素中心坐标。实验结果表明:该方法可以改善光条中心的折线缺陷,提高中心线提取的精度。