基于动态流场数据的虚拟港口建模方法

为了实现港口数字化升级，提出了一种基于动态流场数据的虚拟港口建模方法；采用三维重建模型从无人机倾斜摄影影像数据中重建了港口几何特征，获取高精度三维模型；引入了基于二次误差度量的边折叠算法简化模型，以避免数据量过大致使渲染效率低的问题；分析了欧拉法数值计算过程中的高耗时环节，建立了神经网络模型学习流场演化特征，加速投影项计算得到实时变化的流场数据，通过流场数据驱动水流动态渲染，结合光滑粒子流体动力学方法表现水流与船舶、陆地的交互动态，在保证渲染实时性的同时，提高渲染真实感。研究结果表明:重建的港口三维重建模型顶点数量可达3 320 937个，重建的网格模型在Meshlab中渲染频率为78.7 Hz；经过模型简化降低90.0%的模型顶点数量后，模型顶点数量缩减为332 836个，渲染频率提升至108.7 Hz，模型简化后几何误差小于2.0%；在256×256的流场网格下，采用神经网络加速的网格流体计算方法所得水流速度场平均更新间隔约为17 ms，平均仿真精度为88.6%；通过开源图像引擎驱动流场数据和港口三维模型，平均渲染频率可达50.5 Hz。可见，该方法可有效解决高精度实时渲染中的关键问题，以达到仿真精度与渲染效率间的动态平衡，在精度损失较小的情况下实现较高精度的虚拟港口建模与实时动态仿真。      

具有可变超松弛因子的OSEM在PET重建中的应用

基于最大似然期望法(ML-EM)重建的图像质量好,但因其收敛速度太慢,而难以直接应用于临床.有序子集最大期望法(OSEM)具有较高的重建图像质量和较短的计算时间,超松弛因子(OR)有可灵活调节超松弛因子和加速收敛两种功效.文中将OSEM和OR有机地结合起来用于PET图像重建,形成可变超松弛因子的OSEM重建算法(OR-OSEM).该方法综合了上述两种算法的优点,具有可根据需要灵活改变子集数和超松弛因子的功能.计算机仿真模拟和临床PET投影数据的重建结果表明了该方法的有效性.     

基于贝叶斯决策的航空影像自动配准

为消除像点投影差对航空影像目标监测中影像配准的影响,提出了一种基于贝叶斯决策理论的像点投影差消除方法.该方法通过推导分析像点投影差的分布规律及其对影像配准的影响,设置训练样本区,提取大量特征匹配对,计算得到投影差分布参数,并基于贝叶斯决策理论构建了像点投影差消除准则.为验证其有效性,选用KIT AIS影像数据进行了实验,比较分析了投影差消除前后的配准影像结果.分析结果显示,消除后差分视觉效果得到改善,信息熵减小10%,表明本文方法可有效提高航空影像配准的精度.      

A POCS-Based Algorithm for Blocking Artifacts Reduction

Introduction Block-based discrete cosine transform(BDCT) is considered to be a basic tool in bothstill and moving image compression standards,such as JPEG, H.261/263, and MPEG, owing toits near-optimal energy compaction property andmoderate hardware complexity. However, sinceeach N×N block is coded independently, the re-constructed images would exhibit annoying discon-tinuities along block boundaries at low bit rate,which are often referred to as the“blocking arti-facts”in the transfo…     

一个基于段的体涂塑切割算法

在三维图象重建中采和对象段数据结构，可以使体数据集占用的存储空间显著减少。针对这种数据结构，本文提出一种段切割（ＳＥＧＭＥＮＴ－ＣＵＴ）算法，可以实现对体数据集进行任意复杂形状的切割。这种算法基于一个由切割段表达的切割查找表，避免了对切割边界面的冗余计算，并且直接在涂塑过程中调用。     

基于灰度投影和宏块线性搜索的电子稳像

为减轻因摄像机震动造成的视频序列失稳,提出了一种基于灰度投影和宏块线性搜索的电子稳像方法.该方法首先利用灰度投影进行粗匹配,估计当前图像相对于参考图像的偏移量;再利用块匹配结合正方形线性搜索进行精确匹配,得到较精确的位置偏移量,进而进行运动补偿实现视频稳定.实验结果表明,该方法能使稳像精度得到提高,同时与全搜索法和菱形搜索法相比,计算复杂度有所减小.     

基于结构光的多投影显示系统图像对准算法

为了解决多投影显示系统的图像对准问题,提出了一种基于结构光投影技术的对准算法.该算法通过求取等相位线的交点来建立投影机图像与相机拍摄图像间的映射关系,对于投影机图像上任一像素点,有水平和垂直2个相位值.在相机图像的水平相位展开图中找出与该点水平相位值相等的离散坐标点的位置,拟合出一条水平等相位线,同理,可以得到它的一条垂直等相位线;求出水平和垂直等相位线的交点,即为该点对应于相机图像中的像素点.该算法无需知道显示墙的解析表达式和相机的内部参数,适用于任意光滑的曲面显示墙.对准后图像与原始图像的对比实验表明:峰值信噪比达到27.904,结构相似度为0.972 4,说明该算法能有效提高图像的对准精度.      

基于帧缓存的多角度影像精细纹理映射方法

三维建筑物模型纹理映射方法通常针对单独平面选取单一影像投影,然而单张关联影像通常存在部分遮挡问题,影响纹理映射质量. 为此,本文提出一种基于帧缓存纹理绘制技术的多角度影像精准纹理映射方法. 首先将单体化精细建筑模型和倾斜摄影测量解决方案生成的三角网模型配准,再根据建筑模型空间特征进行纹理绘制基元提取;然后根据纹理绘制基元对三角网模型生成虚拟渲染相机,利用帧缓存纹理绘制方法,获取帧缓存对象并提取纹理,最后通过纹理绘制基元映射到精细建筑物模型表面,实现三角网模型到精细单体化建筑模型的自动纹理映射. 利用倾斜摄影测量数据进行实验,实验结果表明,相比传统方法,本文方法减少了14%以上的不良纹理比率,纹理空间压缩率达到14.21%,且具有更精确的纹理映射效果,能满足精细建筑模型的纹理重建需求.      

提升高精度图像弱目标视觉质量的高效压缩算法

为了实现对高精度图像进行高效压缩,同时确保重建图像的弱目标区域有较好的保真效果,提出了一种提升弱目标区域质量的基于误差优化编码的高精度图像压缩算法. 首先,使用JPEG-LS （joint photographic experts group lossless）压缩算法对图像数据进行压缩,在游程编码过程中自适应地选择需要二次编码的误差数据,并完成了基于视觉质量的非均匀量化;其次,对量化值进行数据分解,去除量化值之间的相关性,并对分解后的数据进行MQ算术编码的熵编码;图像重建时根据量化间隔重建反量化值,并设计了反量化优化和滤波优化过程;最后,将本文算法与JPEG-LS、JPEG2000 （joint photographic experts group 2000）算法进行了性能比较,结果表明:本算法能够实现高精度图像数据的高效压缩,且复杂度低,易于硬件实现,虽然引入了误差数据二次优化编码等过程,但增加编码的数据量较小,故与JPEG-LS算法的压缩速度相当,然而比JPEG2000算法的压缩速度提升4.47倍;同时有效减少了常规算法造成的信息损失,重建图像的峰值信噪比与JPEG-LS、JPEG2000相当或略低,但弱目标区域的视觉质量及保真效果更好.      

MEDICAL IMAGE SEGMENTATION BASED ON A MODIFIED LEVEL SET ALGORITHM

Imagesegmentationplaysanimportantrolein imageanalysisaswellasinhigh levelimageinter pretationandunderstandingsuchasrobotvision, objectrecognition,andmedicalimaging.Numerous segmentationmethodshavebeendeveloped.How ever,medicalimagesareoftencorruptedbyno…     

图像分块下的隧道裂缝识别方法

针对隧道衬砌表面不均匀光照、渗水和噪声等强视觉干扰,设计了基于图像分块的隧道衬砌裂缝检测算法;根据中国西部地区的地理特征和隧道衬砌的外观病害,研制开发出一种快速、自动化的非接触式智能隧道结构物外观检测系统; 以非均匀光照下隧道图像数据集为研究对象,在图像分块的基础上提出一种适用于隧道裂缝特征提取的图像识别算法;研究了电子元件产生的噪声,并分析和总结了隧道衬砌的灾害特征;根据裂缝特征和分辨率将图像矩阵划分为适当数量的区域块,根据区域块的灰度特征将原始图像划分为目标背景区、目标病害区、病害背景区和其他区域,通过最大类间方差法和局部阈值法分割得到了隧道裂缝的粗图像,在此基础上进行了粗图像裂缝特征提取;对原始图像的每个区域块进行了对比度受限的自适应直方图均衡操作和局部阈值分割,得到了细节图像;将细节图像和粗图像的重叠区域设为理想裂缝二值化图像;结合隧道结构物外观检测系统对不同方向的裂缝图像进行了二值化试验,并通过隧道裂缝定位和投影法得到了隧道衬砌图像中裂缝的位置信息和方向。研究结果表明:提出的算法对隧道裂缝识别的准确值、召回率和F值可分别达90.34%、98.78%和94.37%,既可以保证隧道裂缝的完整性,也可以在非均匀光照下最大程度地保留目标裂缝的细节,可用于处理一般灰度图像的二值化问题。      

基于粒子群算法的投影寻踪分类模型研究

投影寻踪分类模型将高维分析问题的数据投影到最佳投影方向上,将其转化为一维问题进行分析研究,其实质是一种降维处理技术,以达到在低维空间分析高维非线性数据的目的．寻找最佳投影方向是一个优化搜索过程,PSO算法可以有效地应用于投影寻踪分类模型中最佳投影方向的搜索．用最佳投影方向计算样本数据的最佳投影值,根据K-均值聚类算法对投影值进行聚类,获取聚类结果．     

自适应冗余字典学习的高光谱混合像元解混

针对线性稀疏解混模型无法准确识别真实端元造成丰度估计误差较大的问题,本文提出一种基于自适应冗余字典的高光谱混合像元解混算法.该算法根据地物在空间上的连续性,以及高光谱数据中信号成分与光谱库中物质光谱的强相关性,首先保留每个像元在光谱库上投影系数大于设定阈值所对应的光谱,将其作为与每个像元信号成分最匹配的光谱集合;然后合并该集合以构建高光谱数据的自适应冗余字典;最后利用ADMM算法求解高光谱数据在该字典上的丰度矩阵.仿真和实际高光谱数据实验结果表明,本文所提出的算法可减小丰度估计误差,在信噪比为15~35 dB时,其丰度估计准确性高于性能较优的SUnSAL算法约1~2 dB.      

基于投影寻踪动态聚类的快速路交通状态判别

为了提高快速路交通运行状态的判别精度,利用地点交通参数与交通状态之间的映射关系,提出了基于投影寻踪动态聚类模型的快速路交通状态判别方法.该方法综合投影寻踪技术和动态聚类方法构造投影指标函数,采用混合蛙跳算法优化投影指标函数的投影方向获得最佳投影方向,并利用仿真数据标定了交通状态判别阈值.结合仿真数据和实测数据进行了实验验证和对比分析.实验结果表明,投影寻踪动态聚类模型能够有效提高快速路交通状态判别精度,平均判别率为97.01%,平均误判率为0.86%,平均判别精度分别比BP神经网络模型和模糊C均值聚类模型方法提高了8.9%和4.5%.      

Stereo Matching of Planar Curves Composed of Time Stamped Points

IntroductionMatching features such as points,lines,curvesegments,etc.in stereo images is a key step forscene reconstruction.The curve matching techniquesfor spatial curve segments and planar curve segmentshave been presented.Alibhai and Zucker[1]described…     

ʵʱ�����Ŷӳ���ͼ����ϵͳ��FPGAӲ��ʵ��

针对现有交通路口车辆排队长度检测系统处理速度低、无法适用于实际复杂路口环境的缺陷,设计了一种基于FPGA的实时车辆排队长度图像检测系统.通过形态学边缘处理检测车辆的存在,对检测出的车队轮廓进行水平投影并采用一种基于信息量的车辆度量方法从投影结果中提取了排队的队尾,同时在确定排队长度时通过对算法参数的自适应调整有效消除图像逆透视效果的干扰;整个图像处理过程完全利用FPGA硬件逻辑实现,采用五级并行流水设计保证图像采集、高斯滤波、Sobel边缘检测、阈值分割和形态学腐蚀处理同步执行且同时完成,实现了对分辨率为720×576的图像25帧/s的处理速度.实验结果表明,系统性能良好,工作稳定,算法简单实用,具有较好的应用前景.     

基于CUDA快速体数据梯度计算的实时体绘制研究

在体绘制的光线投射算法中,需要传递函数确定体数据对光学属性的映射.体数据梯度是传递函数的常用参数.为了提高三维绘制精度,使用精确的三维Sobel算子进行体数据梯度幅值计算,但由于采用Sobel算子进行计算时计算量十分庞大,因此在计算统一设备构架(Compute Unified Device Architecture,CUDA)下对算法进行并行加速.在此基础上分析并研究了一种基于CUDA快速体数据梯度计算的体绘制算法,达到了梯度的实时计算.实验证明该算法能够在PC机上实现精确的序列图像实时体绘制.     

基于改进的FCM在人脑MR图像分割中的应用

为解决模糊C-均值聚类（FCM）算法在医学图像分割中存在计算量大、运行时间过长以及样本集不理想会导致不好的聚类结果的问题,提出了相应的改进算法．利用收敛速度快的K均值聚类法得到的聚类中心作为FCM算法的初始聚类中心,并将样本对于各个聚类的隶属度之和为1这一约束条件,改变为所有样本对各类的隶属度总和等于样本总数．实验表明,该方法用于人脑磁共振图像分割时,运行速度提高了近3倍,分割准确度明显得到提高．     

流线网络优化的变分不等式模型与算法

为解决具有复杂超网络特点的流线优化问题,求解以供需匹配度最大化为目标,以能力和资源限制为约束条件的流线网络优化模型,利用向量概念,对流线网络优化模型的目标函数和约束条件进行了简化和修正,将其转换为变分不等式形式,给出了基于投影算法的求解步骤,并以某市物流节点布局规划为例进行分析.案例研究表明:利用投影算法得到的区域物流网络供需匹配度为0.999 7,高于经验比较法得到的供需匹配度0.947 6,更接近实际物流需求;并验证了基于变分不等式的流线优化模型存在唯一解.     

基于混沌系统的量子彩色图像加密算法

为了提高图像安全性,将混沌系统引入到量子图像加密领域. 首先通过Chen混沌将图像按位异或;然后将彩色图像表示为量子的叠加态,通过Logistic混沌序列产生幺正矩阵对量子图像进行置乱;再次产生一个混沌序列对每个像素的红绿蓝三基色进行随机互换,达到对量子图像加密的目的;最后,在经典计算机上进行了模拟实验,结果表明加密后图像直方图更为平滑,像素平均分布在0～255范围内,图像相邻像素相关性低,加密图像红绿蓝像素相关系数平均值分别为0.001 6、0.001 7和0.003 8,并且密钥敏感性高,能有效抵抗穷举攻击和统计攻击,算法具有良好的有效性和可行性.