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交通图像处理系统需要存储或上传非正常交通状况的图像,而图像数据量大难以存储或上传,对此本文设计了一种基于FPGA的交通图像压缩系统.针对交通图像压缩的特点,采用算法复杂度相对较低的JPEG算法,并对算法进行并行化处理,使系统内各个模块并行运行,增强了系统的实时性;采用两个基于Loeffler快速算法的一维DCT变换(1D DCT)模块实现二维DCT变换（2D DCT）,并在对大量交通图像进行实验的基础上给出一套适合交通图像压缩同时适合FPGA处理的量化表,大大降低了系统对FPGA资源的占用.外场实验分析表明,系统工作稳定,压缩图像质量好,压缩比较高,实时性强,对分辨率为720×576的彩色图像具有30帧/s的处理能力,可以作为交通图像处理系统的重要组成模块.     

基于头脑风暴优化的PCNN路面裂缝分割算法

为提升裂缝检测的分割精度和鲁棒性,基于头脑风暴优化（brainstorming optimization,BSO）和脉冲耦合神经网络（pulse coupled neural network,PCNN）,提出了一种路面裂缝图像分割算法（BSO-PCNN）. 该算法采用最大熵准则作为BSO算法的适应度函数,并依据适应度值决定参与次轮迭代的个体;BSO具有强收敛性,可快速确定最优个体解;结合图像特征,获得PCNN模型的最优参数,将其代入PCNN模型实现对裂缝图像的分割. 试验结果表明:算法可在20次迭代内取得不同类型路面裂缝图像的最大适应值,从而确定最佳分割参数;与Sobel边缘检测算法、PCNN图像分割算法、基于最大熵的遗传算法（genetic algorithm based on the maximun entropy of the histogram,GA-KSW）、基于遗传算法参数优化的PCNN分割算法（genetic algorithm based on the pulse coupled neural network,GA-PCNN）相比,BSO-PCNN算法取得了0.9924的区域一致性与0.0900的区域对比度.      

基于时序融合的自动驾驶多任务感知算法

采用连续图像帧作为输入,挖掘连续图像帧之间的时序关联信息,构建一种融合时序信息的多任务联合驾驶环境视觉感知算法,通过多任务监督联合优化,实现交通参与目标的快速检测,同时获取可通行区域信息;采用ResNet50作为骨干网络,在骨干网络中构建级联特征融合模块,捕捉不同图像帧之间的非局部远程依赖关系,将高分辨率图像通过卷积下采样处理,加速不同图像帧的特征提取过程,平衡算法的精度和速度;在不同的图像帧中,为了消除由于物体运动产生的空间位移对特征融合的影响,且考虑不同图像帧的非局部关联信息,构建时序特征融合模块分别对不同图像帧对应的特征图进行时序对齐与匹配,形成融合全局特征;基于共享参数的骨干网络,利用生成关键点热图的方法对道路中的行人、车辆和交通信号灯的位置进行检测,并利用语义分割子网络为自动驾驶汽车提供道路可行驶区域信息。研究结果表明:提出的感知算法以多帧图像代替单一帧图像作为输入,利用了多帧图像的序列特性,级联特征融合模块通过下采样使得计算复杂度降低为原来的1/16,与CornerNet、ICNet等其他主流模型相比,算法检测精确率平均提升了6%,分割性能平均提升了5%,并保持了每秒12帧图像的处理速度,在检测与分割速度和精度上具有明显优势。      

基于PSO-OTSU算法的金属工件高光处理

针对在立体视觉测量系统中,因光照分布不均导致高反射率金属工件表面产生高光区域,进而影响视觉测量精度的问题,提出了一种基于PSO-OTSU算法的金属工件高光处理方法.以高反射率金属工件为实验对象,首先利用PSO-OTSU算法对高光区域进行了提取.通过与标准OTSU算法和GA-OTSU算法进行对比实验,该算法提取高光区域的结果更准确,提取时间分别缩短了78.88%和44.42%.其次利用直方图规定法对高光区域进行了处理,最后利用融合算法将处理后的高光区域与原始图像或非高光区域进行了融合,形成去高光图像.经实验证明,所提出的方法适用于多种金属工件场景图像的高光去除,且具有较好的去高光效果.     

基于图像变形的全景平滑漫游算法研究

针对目前全景漫游系统在切换视点时产生跳跃感的问题,提出了一种基于图像变形的平滑漫游算法.首先采用SIFT特征提取方法对过渡图像进行特征提取,同时采用图像区域划分的方法对特征点进行筛选,建立特征点集的映射关系;然后,构造特征点集的Delaunay三角剖分,在三角剖分的基础上,计算对应三角形区域的仿射变换参数;最后,对图像进行插值和生成中间过渡图像.实验表明该方法实现了特征点集的自动对应,提高了全景漫游系统的交互性和沉浸感,算法实用、高效,对于有诸多不确定性因素的过渡图像有较好的自适应性.     

一种基于小波多分辨率特征的彩色纹理图像检索

通过分析图像YCbCr空间的纹理与色彩特征,对色彩图像进行M带小波分解,提出了一种基于小波多分辨率特征和关系函数来计算图像相似度的彩色纹理图像检索方法.将小波分解后的16个子带系数作为图像的原始特征;运用模糊C均值算法对原始特征聚类分析,最后采用关系函数对查询图像和目标图像的模糊特征进行相似度计算,得到用户需求的图像.实验表明,该方法可以实现有效的图像特征提取,并能很好的检索出用户需求的图像.     

复杂环境基于多信息融合的车辆跟踪方法

平交路口复杂环境下基于视觉的车辆跟踪容易受到如车辆在图像上投影的尺 度变化,车辆的排队与消散过程中邻近车辆间的遮挡及分离等因素的影响.针对该问题, 本文提出了一种利用局部特征增强的Mean-shift 改进算法,利用SIFT 特征点对尺度、旋 转变化鲁棒的特性,将其与基于跟踪区域颜色特征的跟踪方法相融合实现车辆跟踪,较 好地解决了在车辆尺度、运动方向变化,以及遮挡情况下的跟踪问题.同时通过引入跟踪 车辆分离的判定条件,结合特征点聚类算法解决了相邻车辆发生分离时的判断及跟踪问 题.实验结果表明,在多种交通场景的车辆跟踪过程中,本文提出的算法有较好的鲁棒性, 定位结果更加精确.     

基于重要位平面的彩色图像检索算法

针对利用颜色特征检索图像时的不足,提出了一种基于重要位平面的彩色图像检索算法.该算法利用位平面分解的方法对表征图像视觉的信息进行分解,从中提取能够表征图像视觉信息的5个最高位平面,并计算其上的R、G、B颜色分布熵来描述图像特征.为了避免图像中像素颜色值的微小变化对位平面复杂度的影响,采用了位平面的灰度码表示方法.最后设计了以位平面距离加权和的方法进行相似性度量.仿真实验表明所提出的算法具有高效的图像检索性能.     

一种半自动的基于图像建模系统

针对目前各种类型航海模拟器的虚拟建模效率较低与真实感较差等问题,设计与实现了一种基于多幅图像及少量用户交互恢复物体三维几何模型的系统.本系统采用稳定性好的改进Har-ris算子进行角点检测,基于角点空间特征及交叉相关实现角点的初始匹配;采用基于极线约束的角点匹配快速算法完成角点的精匹配,同时引入迭代和人工辅助修正的方法解决匹配算法的退化情况.在角点匹配结果基础上进行仿射重建,通过升级矩阵实现度量重建,在OpenGL环境下绘制出物体的三维模型框架.从原图像中抽取纹理并采用多视角图像融合的方法进行纹理映射,得到"照片级"真实感的三维模型.     

一种CCD图像相关处理系统的FPGA＋DSP实现

在卫星观测系统中，CCD相机对高精度图像实时跟踪时，为得到高信噪比高分辨率的图像，必须对图像进行实时相关处理．而现有软件实现速度不高，不能实现其实时性．本文在分析图像相关处理快速算法的基础上，使用Altera的Quartus Ⅱ软件，完成了其中的核心模块——FFT算法的硬件实现，提高了处理速度；并运用DSP处理器，设计了一个基于FPGA的实时数字图像处理系统．文中给出了系统的硬件电路和软件算法模块．仿真和调试结果表明：用FPGA与高速数字信号处理算法的结合，可以满足系统对图像进行实时处理的要求．