基于空间各向图像预处理及三维重构效率分析

主要研究将二维图像预处理和二维种子填充方法向三维推广,并对三维图像预处理和三维种子填充的方法进行了重构效率的分析比较,探讨了三维种子填充中扫描方向、堆栈建立的合理性选择,由此得出最佳三维种子填充的程序实现方法,为细小组织的三维重构和器官切割仿真手术提供技术支撑。     

基于像素-亚像素级形态分析的路面三维图像裂缝自动识别算法

为了准确有效地检测路面裂缝,为路面性能评估、路面养护管理、路面结构和材料设计提供数据支撑,针对1 mm/像素路面三维图像提出了基于像素-亚像素级形态分析的裂缝自动识别算法。首先,应用Canny算法和区域生长算法检测候选裂缝目标并进行融合处理,得到融合分割图像;然后,提取并重构像素级与亚像素级图像骨架;最后,融合像素-亚像素级骨架图像,综合利用形态学算子和轮廓长度、圆度、扁平率等连通域形态特征提取裂缝目标。基于150张路面三维图像(992像素×992像素)对笔者算法和另外5种既有算法进行测试,结果显示,笔者算法获得了较高的准确率(均值90.45%)和召回率(均值96.49%),F均值由高至低分别为:笔者算法(90.72%)、种子并行生长算法(39.65%)、GAVILáN算法(33.46%)、各向异性测度算法(30.32%)、Canny检测(25.85%)和OTSU分割法(5.85%)。算法适用性分析表明,笔者算法较适用于细小裂缝图像识别,种子并行生长算法、GAVILáN算法和各向异性测度算法有利于宽而明显的裂缝识别,而Canny和OTSU通常可作为裂缝识别算法中的一个图像处理环节。     

基于各向异性测度的路面三维图像裂缝识别

为准确而完整地识别路面裂缝,提出了基于1 mm/像素的路面三维图像裂缝自动识别算法．该算法主要包括各向异性测度计算与自适应优化阈值分割、深度验证和多分辨率去噪处理3个部分．首先,针对路面图像像素特征,基于0°、45°、90°和135°四个方向的线性邻域的均值和标准差计算每个像素的各向异性测度（表征方向性的强弱）,并应用最大类间方差法确定最优阈值,将路面图像分为强方向性和弱方向性像素两类;其次,根据半径为d的正方形邻域深度均值设定阈值,用方向性强且深度低于或等于该阈值的像素形成初步的裂缝图像;最后,将裂缝图像划分为多个子块,设计去噪模板对裂缝图像进行滑动窗口去噪处理,获得最终裂缝图像．基于166幅含有各类裂缝的三维路面图像（2048×2048像素）进行测试分析,结果显示,本文算法获得了较高的准确率（均值91．57％）和召回率（均值81．29％）,最终以84．26％的F1均值优于种子识别算法（F1均值69．19％）、Canny边缘检测（F1均值8．15％）和OTSU分割（F1均值5．11％）．     

沥青路面表面纹理三维高精度激光非接触式检测

为实现沥青路面纹理构造高精度自动检测,借助三维激光技术实现路面纹理三维重构,提出模拟铺砂的沥青路面构造深度测量方法. 首先采用高精度三维激光扫描仪获取雅康高速公路沥青路面0.1 mm精度三维高程数据,同时人工铺砂法获取对应区域的宏观构造深度值;其次通过数字图像处理技术实现重构沥青路面三维云图并进行数据噪声处理;最后设计四连通多种子组合填充算法,实现在滤波后的三维路面纹理云图上自动铺砂并获取路面纹理宏观构造深度值. 研究结果表明:模拟铺砂测量方法与人工铺砂法测量的平均构造深度（MTD,M)的平均绝对误差为0.052 mm,两者相关系数为0.96. 研究成果验证了用非接触式路面纹理测试替代现有的接触式路面摩擦性能测试的可行性,为道路交通安全网级监测与管理奠定基础.      

融合边缘检测与区域生长的交通图像分割方法

在交通监控中,如何从复杂的背景中分割运动物体是至关重要的一步,针对车辆的运动阴影对图像分割产生的不利影响,提出了一种新的融合边缘检测与区域生长的彩色图像分割算法,算法同时考虑了图像的彩色信息和空间信息.该算法首先对彩色图像边缘检测,并根据检测结果设置种子像素;再基于颜色相似性生长准则,结合边缘检测结果,对每个种子点进行区域生长;最后,利用区域合并算法对剩余的像素进行合并.实验结果表明该算法很大程度上克服了阴影给图像分割带来的不利影响.     

μC/OS-II中的中断机制分析与改进

详细的分析了μC/OS-II的中断机制,并提出将中断堆栈从任务堆栈分离出来,同时提出对通用寄存器进行有选择保存的改进方案.它大大减少了中断服务的内存需求、缩短了中断响应时间,提高了系统实时性.     

μC/OS-Ⅱ中的中断机制分析与改进

详细的分析了μC/OS-Ⅱ的中断机制,并提出将中断堆栈从任务堆栈分离出来,同时提出对通用寄存器进行有选择保存的改进方案.它大大减少了中断服务的内存需求、缩短了中断响应时间,提高了系统实时性.     

一种寻求多条最短路的新算法——生长路径法

为了寻找栅格状轨道交通运输网络中任意两个节点间的全部最短路径,根据数据结构中堆栈数据“后进先出”的原理,提出了生长路径法,它将从起点发出的初台最短路径压入堆栈,并利用边的编号和路径长度对堆栈内的路径进行生长和判断,合格的路径进栈,不合格的路径剔除,直到堆栈内所有的路径都生长至终点为止,利用这种算法可求出无负向边的有向网络中任意两节点间所有的最短路径。     

径向基函数在图像修复中的应用

提出了径向基函数的图像修复算法．由用户手工标记出要修复的区域，算法自动计算修复区域的轮廓并沿法向扩张，确定合适的径向基函数重构区域，并将该区域内图像上的每个点的像素值看成高度场中该点的高度值，这样一张图像就张成了以像素值为高度的三维曲面，从而将图像修复问题转化为三维散乱数据点的曲面重建问题．该算法能正确，稳定地处理各种破损区域。     

模腔注射填充的全矢量显式算法

为满足注射成形模拟工业应用的实际需要，基于已有的模拟注填充显式算法，提出并实现了一种新的全矢量化显式算法，对于各类注射填充的模拟问题，此算法避免了压力场的全局求解，矩阵操作仅在单元一级进行，通过反馈修正，各时间增量步满足不可压缩条件，由于避免了所有的全局耦合求解，计算代价与节点的自由度近似成正比，可实现填充模拟过程的高效运算，容易实现并行计算，通过新算法的填充模拟结果与MINI单元的三维模拟结果比较，证实了该算法的有效性。     

基于三视图的三维线框模型生成算法

依据画法几何学和工程制图的投影原理,介绍了一种基于三视图的线框模型快速生成算法。算法首先根据三视图的二维节点信息生成空间顶点,然后根据二维节点间的连接关系和投影原理来直接确定空间顶点间的连接关系,最后消除空间冗余元素并连接具有连接关系的三维顶点形成空间线框模型。     

基于法矢量的三角形折叠简化算法

文中提出一个基于三角形折叠的简化算法,此算法利用三角形顶点的邻接三角形折叠前后的单位法向量变化大小来判定三角形三个顶点中的关键顶点,并将两个非关键顶点向关键顶点进行折叠以达到简化效果。实验证明,完整的简化算法可以在保持模型外观的同时有效的降低模型的规模。     

Model-based gait representation via spatial point reconstruction

This paper proposed a novel model-based feature representation method to characterize human walking properties for individual recognition by gait. First, a new spatial point reconstruction approach is proposed to recover the coordinates of 3D points from 2D images by the related coordinate conversion factor (CCF). The images are captured by a monocular camera. Second, the human body is represented by a connected three-stick model. Then the parameters of the body model are recovered by the method of projective geometry using the related CCF. Finally, the gait feature composed of those parameters is defined, and it is proved by experiments that those features can partially avoid the influence of viewing angles between the optical axis of the camera and walking direction of the subject. Foundation item: the National Natural Science Foundation of China (No. 60675024)     

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汽车的自适应巡航控制是一种先进的辅助驾驶系统,可实现在高速公路和城市交通的全部速度范围内的辅助驾驶.但目前对车辆自适应巡航控制算法的控制效果的检验一般是通过仿真曲线给出,该方式不够直观.本文基于OGRE图像引擎,搭建了一个效果逼真的三维驾驶仿真平台,该平台能够模拟任意的开车情景,直观有效地检测车辆的自适应巡航控制算法.最后设计了一种最优pd控制算法,实现了车辆的自适应巡航控制,并在此三维仿真平台上得到验证.实验证明,该三维仿真平台能够模拟任意的开车情景,直观有效地检验车辆自适应巡航控制算法.     

公路路基施工中过湿土的处理对策研究

公路路基工程中很容易遇到用过湿土作为路基填料的情况,如果不对其进行必要的处理,将给公路路基的稳定性带来很大的影响。鉴于此,结合过湿土的特点,探讨公路路基工程中过湿土处理对策,以期为同行提供参考和借鉴。     

超软地基无砂垫层真空预压施工技术应用

以软基工程施工为例阐述了真空预压施工。在新吹填土上部铺一层土工布增加浮托力,然后打设排水板,排水主管和支管均采用波纹滤管,支管间距与排水板布设一致,主管与支管用三通或四通连接,形成框架形排水管路,实现无砂垫层真空预压处理超软黏土。施工实践和质量检验表明,采用无砂垫层真空预压技术处理超软地基后的承载力满足后期市政建设及厂房建设要求。     

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。