基于三维虚拟路面的裂缝自动检测算法

为了在考虑路面三维特征的基础上快速、准确、完整地识别裂缝,基于三维虚拟路面提出了裂缝自动并行识别算法。首先,对1 mm/像素的路面深度图像进行消隐处理和光照模型处理建立三维虚拟路面,通过4个角度的立体投影产生4幅投影图像(Ω1~Ω4);然后,分别对Ω1~Ω4进行降维处理、裂缝识别(包括强度验证及对称性检测)和裂缝连接,获得阴影区裂缝图像Ωs1~Ωs4及反光区裂缝图像Ωr1~Ωr4;最后,有效融合Ωs1~Ωs4及Ωr1~Ωr4的裂缝信息并进行深度验证和滑动去噪处理,获得裂缝图像。基于255张图像(4 096×2 048)的测试显示:算法具有较高的准确率(平均80.34%)和召回率(平均83.89%),以80.47%的F值优于ADA3D算法;此外,并行框架有利于程序并行化,能有效提高运算速度。     

基于双路神经网络融合模型的高速公路雾天检测

高速公路天气状况实时监察对于高速行车安全具备重要意义,然而气象检测只能对大范围区域的气象情况进行预报,不能满足高速行车各个路段气象情况实时检测的需求. 为此,提出一种基于双路神经网络融合模型的高速公路雾天检测算法. 该算法基于双路深度神经网络融合模型,提取雾天图像的可视深度图以及暗通道图像两种视觉特征,并利用深度神经网络进行建模,获得初步分类结果;然后,再利用均值融合层进行分数融合. 为了全面评测该算法的性能,构建了一个覆盖多个省份高速公路的视频监控雾天数据集（express way fog detection dataset,EWFD）,该数据集能够全面涵盖国内高速公路的天气情况,并在该数据集上做了全面的分析对比实验. 实验结果显示,本文所提出的双路神经网络融合模型的雾天监测算法取得了93.7%的准确率,与国际前沿的检测分类算法101层残差网络（ResNet-101）相比,本文提出的算法准确率提高了10%以上.      

改进的单尺度Retinex图像去雾算法

传统的单尺度Retinex算法无法同时兼顾图像细节和颜色保真度,也无法凸显景深不同的雾天图像中远处景物的细节信息.针对此问题,提出了一种改进的单尺度Retinex算法对以上问题进行改善.首先,对原始雾天图像取反后进行改进的单尺度Retinex处理;然后将处理后的图像再取反后在HSI空间中对其饱和度分量进行拉伸.其中,改进的单尺度Retinex算法中运用可自适应调节的S型函数Sigmoid代替其中的log函数改善图像处理过程中的展宽效果.将输出结果图与原图相比,其对比度、信息熵、标准差都有所提高.仿真实验结果表明,所提算法对于雾天浓度不均匀的图像细节及颜色保真度尤其是图像远景的细节信息取得了较好的效果.     

基于红外图像增强算法的混凝土内部缺陷检测研究

由于混凝土的不良导热性能,传统红外检测方法分辨率低、缺陷特征不明显.针对上述问题,研究了结合红外热像和增强图像算法的混凝土内部缺陷检测方法;开展了混凝土中不同深度、大小的缺陷的红外检测试验,并采用时域拟合与限制对比度直方图均衡算法相结合的方式对红外检测图像进行处理;对比了处理前后的热像图缺陷识别效果.试验结果表明:算法应用后缺陷识别所需温差从0.3℃降至0.1℃,边缘细节得到优化,提高了红外图像混凝土内部缺陷检测的精度和实用范围.该方法拓展了红外热像在混凝土无损检测中的应用范围.     

单幅雾霾天气交通监控图像去雾处理技术

针对交通视频监控系统在恶劣雾霾天气下获取的图片质量受损,无法正确识别车辆信息的 问题,首先总结了已有图像除雾技术的研究成果,对比分析了全局直方图去雾处理法、同态滤波 去雾处理法、多尺度Retinex(MSR)去雾处理法3 种算法。然后,采用这3 种方法对雾霾交通图片 进行处理,并根据图像纹理特征统计量对处理后的图像效果进行了客观评价。仿真结果表明,3 种算法中,采用多尺度Retinex(MSR)处理法最能提高雾霾图像的质量,能有效地恢复和增强图像 信息,使图像的近景和远景得到均衡。最后,基于Matlab 设计了GUI图像去雾系统,逐一验证了 3 种算法的处理效果,结果表明该系统能够有效地提高交通视频监控系统图像的清晰度,可在一 定程度上优化雾霾天气下的交通图像质量。     

增强半虚拟现实座舱技术

为提高半虚拟现实座舱中用户视觉真实感与人-座舱交互性能,提出了一种增强半虚拟现实座舱技术,将手图像实时融合到虚拟座舱环境中,使用户能实时看到自己的真实手。通过肤色检测算法实时分割摄像机采集图像,应用改进的自适应加权立体匹配算法与视图变形算法对图像进行视点校正,通过虚实匹配与虚实融合将手图像无缝融合到虚拟环境中,为用户提供增强虚拟环境中的可视化图像。测试结果表明:增强半虚拟现实座舱技术方案中触觉与视觉反馈真实,在头盔式虚拟环境中用户交互能点击到的最小方块边长为8mm。采用增强半虚拟现实技术方案完成座舱内典型交互动作的时间比传统数据手套方案与半虚拟交互方案平均分别降低约50%与18%,极大提高了人-座舱交互性能,可有效增强虚拟现实座舱系统实用性,并降低开发成本。     

基于图像叠合的工程机器人立体视觉系统

立体视觉系统为遥操作工程机器人增加了视觉反馈.在对三目摄像机获取的3幅图像进行图像叠合的基础上,对比分析、求解3幅图像的视差来获取物体的视差图与深度图,进而获取物体的真实坐标,以利于三维物体重新构建.实验结果表明,利用叠合后的图像进行处理、计算,能够准确地实现三维物体的定位.     

图像处理技术在计算机辅助病理分析系统中的应用

基于红细胞的自动病理分析,介绍图像处理技术在计算机辅助病理分析系统中的应用以及系统的软件组成.使用该系统可以方便地从血细胞图像中识别出畸变细胞,并与后台数据库中的信息进行匹配,从而实现计算机辅助病理分析.分析了如何获取医学图像,如何对数字图像进行坐标归一化等处理,如何计算红细胞的病理特征量从而实现对畸形细胞的标记等一系列算法,同时,提出了对现有的图像边缘检测算法的改进.     

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.     

简化的图像三维重建算法

提出了一种简化的图像三维重建算法，该算法利用灰度信息的相似性测度自动寻找两幅图像对应点，再根据双目成像几何模型计算图像的深度信息．给定了相似性测度，两幅图像的匹配可以描述为一个最小化的问题．在实际应用中利用区域对应、唯一性控制等机制以增强算法的精确度和稳定性．     

基于RFID技术的仓储系统工作流建模研究

RFID技术的发展为提高物流仓储系统的效率带来了机遇。仓储系统在应用RFID技术后信息系统中的工作流发生了根本的变化,因此该系统的工作流模型具有很重要的理论和实际意义。通过对应用RFID技术的仓储系统流程进行分析,使用有向图工作流建模理论建立仓储系统工作流模型,并在此基础上分析工作流模型中的各工作状态变化和信息流方向,可为采用RFID技术仓储系统信息化建设提供帮助和支持。     

单幅图像融合参考模型的三维人脸重建

基于单幅图像的三维人脸重建以其数据获取简易而具有广阔的应用前景.本文提出了一种融合参考模型的方法实现基于单幅图像的三维人脸重建,其主要思想是以球面调和函数表示图像的光照模型,从而建立图像的光照信息与深度信息之间的解析关系;进而可基于参考模型的深度信息获得输入图像的近似光照系数,再根据近似所得的光照系数恢复其深度信息.该法不仅可完全自动化地实现,而且因不需要多个人脸模型的信息而优于基于统计模型的三维重建;由实验中对不同库中人脸图像及真实采集的人脸图像进行重建的结果发现,本文提出的重建方法是切实可行的.     

一种虚拟样机系统设计与研究

在介绍虚拟样机原理和分类的基础上，提出一种基于场景图的虚拟样机系统结构，同时讨论了该系统实现中样机描述与模型生成、场景图动态拆分和组合、人机交互、样机零部件模型准备等几个关键技术和处理方法，用这种方法开发出基于PC机的虚拟样机系统．．     

基于内存文件系统的分布式文件服务器Cache系统

分布式文件服务器在虚拟机平台上的应用越来越普遍,但现有的文件服务器Cache系统不适合在虚拟机上使用。利用内存文件系统管理Cache中的信息,并设置Cache中文件的大小阈值,使Cache系统间歇性使用,从而有效地解决了这一问题。试验结果表明,基于该设计思想实现的Cache系统性能优异,维护简便,可以达到预期的使用效果。     

虚拟环境内部的数据变换和融合研究

虚拟环境（ＶＥ）是一个融合了多维信息数据以产生沉浸感,投入感的仿真环境,为交互ＶＥ中的虚拟对象,需经过一系旬的几何变换,研究了ＶＥ中各种坐标系的几何变换过程,重点探讨了手空间,立体视觉与虚拟空间的数据融合,保证了人机交互的协调性,而且,就上述理论环境,给出了具体的实例,验证了ＶＥ内部的数据融合了关系。     

基于Hopfield神经网络的遥感图像超分辨率识别算法

提出基于Hopfield神经网络的遥感图像超分辨率目标识别算法，它是利用模糊分类技术进行模糊分类，然后用分类结果约束Hopfield神经网络的方法．通过实验，可知Hopfield神经网络在学习样本少时．也能够输出分辨率相对较高的地物目标信息．因此．基于Hopfield神经网络的遥感图像处理方法，能够提高遥感图像的目标分辨率．使其目标特征信息更清晰．     

一种复杂产品虚拟装配动态模型可见性计算方法

针对复杂产品模型较大、小型零部件多的特点,提出一种动态装配对象可见性计算方法.该算法将装配结构树表达为层次包围盒场景图,在实时绘制时结合视锥剔除和细节剔除,采用改进的快速查询策略实现虚拟装配对象的可见性判断和剔除.实验结果表明,该方法能高效地剔除动态装配对象中的细小像素个体,使虚拟装配复杂动态场景的实时绘制效率得到明显提高.     

条带测深系统中使用多子阵的海底探测技术

介绍了一种建立在与相位信息相联系的分离孔径方法的基础上的、用于多波束测深声纳的海底探测方法。作为分离孔径方法的推广，多子阵可用于估计海底回波的到达方向（DOA），应用图像变换从相位信息中计算海底的深度。利用计算机仿真及研制的多波束条带测深仪记录的数据进行处理，结果表明，这种方法改善了非镜向区域的海底检测性能，有效提高了边缘波束的测深精度，解决了幅度检测法在大入射角时测量误差较大的问题。     

干湿循环条件下碾压膨胀土的裂隙发展规律

为探讨公路工程中膨胀土路基裂隙的开展过程和演化规律,设计并开展了室内模拟试验,初步获得压实膨胀土中裂隙的发育过程及随干湿循环作用次数的变化规律.运用MATLAB的图像处理功能,对开裂试样进行了定性描述和定量统计分析.分析结果表明:初始状态下,试样中产生的裂隙细微短小,裂隙率较低;首次干湿循环作用后,试样裂隙率大幅提高,且开裂宽度和深度急剧加大;但经随后几次干湿循环的作用,裂隙的增长率逐步减小并趋于稳定.研究结论对指导膨胀土路基施工有一定意义.