高铁扣件的自适应视觉检测算法

为了实现高铁缺陷扣件的准确、快速和自动化检测，提出一种基于图像处理技术的高铁扣件自适应视觉检测算法. 针对高铁扣件图像的特性，使用改进的LBP (local binary pattern)算子提取扣件的显著特征；在扣件特征图的基础上，采用模板匹配算法得到扣件区域在原始图中的精确位置，进而得到扣件子图并用扣件的位置信息校验定位结果；以相邻两个扣件子图的差值作为判断依据，如果差值大于预设的阈值，相应的扣件则被判断为缺陷扣件. 将该检测算法应用于高铁工务部门提供的真实扣件图. 研究结果表明:本文提出的自适应扣件检测算法在雨天的表现最差，检出率为96%，误检率为0.50%；在晴天的表现最好，检出率为100%，误检率为0.22%；在不同天气、光照、环境下的综合检出率为99%，综合误检率为0.33%.      

融合式空间塔式算子和HIK-SVM的交通标志识别研究

在交通标志识别问题上,提出了一种基于融合式的空间塔式算子和直方图交叉核支持向量机(HIK-SVM)的分类方法.在该方法中,通过提取图像的灰度塔式词袋直方图(Gray-PHOW)特征、颜色塔式词袋直方图(Color-PHOW)特征和塔式边缘方向梯度直方图(PHOG)特征来对交通标志的外观、颜色和轮廓信息进行描述.通过提取空间塔式直方图特征,能很好地对图像各种特征的空间分布状况进行描述.提取到图像的外观、颜色、轮廓和特征的空间分布信息后,对其进行融合,最后得到的融合式的空间塔式特征具有很强的鲁棒性.将该融合式特征送入HIK-SVM进行训练和分类,取得了极其高的识别效果.     

基于高斯混合部件模型的铁路扣件检测

针对采集图像中铁路扣件存在形状的变化、扣件图像的光照差异较大和扣件被异物局部遮挡的问题,根据对可变形部件模型算法和高斯混合模型的研究,提出了高斯混合部件模型算法. 结合扣件图像边缘特性及改进的Roberts算子计算图像梯度,将归一化后的方向梯度直方图特征作为高斯混合部件模型算法的底层特征,根据扣件形状划分部件,部件之间的相对位置采用星型连接方式度量,运用余弦相似性度量部件中方向梯度直方图特征的相似度,部件模型使用高斯混合模型并采用期望最大化算法迭代求解. 将高斯混合部件模型算法应用于扣件检测中,最终平均检测效果为漏检率3.16%、误检率9.80%、正确率90.27%.      

驾驶人手机通话行为中基于图像特征决策融合的手势识别方法

为鲁棒检测自然环境中驾驶人的通话行为, 提出了一种驾驶人手机通话手势的识别方法。运用Adaboost算法检测驾驶人面部区域, 在YC_gC_r色彩空间中分别对面部肤色亮度分量和色度分量进行稀疏网格间隔采样, 由此建立了肤色的高斯分布模型; 针对驾驶室光照强度的不均匀性, 提出了肤色分量的漂移补偿算法, 建立了适应光照变化的在线肤色模型, 以准确分割左右手部肤色区域; 运用HOG算法获取手部肤色区域的2 376维HOG特征向量, 运用PCA方法将HOG特征降至400维; 同时提取手部肤色区域的PZMs特征, 并采用Relief算法筛选出权重最大的8个PZMs特征向量, 建立了融合PCA-HOG特征和Relief-PZMs特征的通话手势支持向量机分类决策。试验结果表明: 基于PCA-HOG特征的手势识别率为93.1%, 对光照变化的鲁棒性较好, 但易受到手部与头部转动的干扰; 基于Relief-PZMs特征的手势识别率为91.9%, 对于头部与手部姿态的耐受度较好, 但光照鲁棒性较差; 基于PCA-HOG和Relief-PZMs多元特征融合方法的手势识别率达到94.5%, 对光照波动、手部与头部转动等干扰条件具有较好的适应性。      

基于Gabor变换和灰度梯度共生矩阵的人耳识别研究

人耳识别作为一种新兴的生物特征识别技术,具有其自身独特的优势。提出一种基于Gabor变换和灰度梯度共生矩阵的人耳身份识别方法。首先,利用Gabor变换和灰度-梯度共生矩阵融合提取人耳图像的纹理特征,然后采用K-NN分类器对特征进行分类。该方法用USTB人耳图像库做测试。实验结果表明介绍的提取人耳图像的纹理融合特征的方法优于只采用Ga-bor变换提取特征或是只提取灰度梯度共生矩阵的二次统计特征的性能。在明氏距离测度及K=1时,交叉验证识别率达到81.77%。     

一种改进的LBP特征实现铁路扣件识别

为了提高铁路扣件基于视觉的自动化检测精度,提出了一种改进的LBP （local binary pattern）编码算法. 该方法为了避免基本LBP对噪声敏感问题,根据不同邻域的不同噪声强度,结合测量误差服从高斯分布的原则,计算邻域内像素均值和偏差;根据偏差大小,自动设置阈值,实现自适应噪声抑制. 为了避免基本LBP表达邻域差分关系不完整的缺陷,提出了利用邻域内随机采样的方式得到采样点对,通过比较随机点对的差分关系得到LBP编码. 对在晴天、阴天、雨天等不同天气条件下的铁路扣件图像上进行实验,并与原始以及其他改进LBP进行比较. 结果表明,本文的算法具有更高的检测准确率,晴天提高了3.32%,阴天提高了3.27%,雨天提高了4.10%,能够满足铁路扣件自动化检测的需要.      

具有亚像素精度的冗余特征机器人视觉伺服控制

为克服机器人视觉伺服系统对位姿估算及标定精度的依赖性,结合前期特征识别和后期视觉伺服控制,提出基于冗余特征的机器人视觉伺服控制方法.首先,针对图像处理计算密集的问题,从加快特征提取运算速度考虑,研究了矢量数据的递归贪婪压缩算法;其次,从提高图像空间测量精度考虑,研究了基于向量正交性的亚像素特征提取方法,并结合合作目标形状,给出基于多边形形状拟合的目标识别实验性准则;最后,基于图像视觉伺服理论和任务函数方法,直接以具有亚像素级的冗余图像特征作为反馈信息,建立了机器人视觉伺服控制模型,并进行了视觉伺服验证试验.理论分析和实验结果表明,本文提出的视觉伺服控制方法能够在复杂的环境下快速稳定地提取伺服特征,并对标定误差和深度估计误差具有一定的鲁棒性.      

面向交通工具金属材料的缺损识别算法

金属作为现代交通工具重要设备的主要材料,其缺损情况对交通工具的安全性具有重要意义.为了实现对金属设备的缺损情况进行自动识别,提出一种基于深层卷积神经网络的视觉检测算法,该算法着重于工业缺陷识别.设计了一种沙漏型特征融合模块和金字塔特征细化模块,兼顾准确率和速度,有效提升基于金属图像的缺损部位定位和分类效率,借助计算机平台训练判别模型实现自动检测.算法在公开图像数据集上取得了先进的测试结果,并在移动端设备中实现高效运行.     

基于投影和质心运动特征的人体行为识别算法

介绍了一种基于投影和质心运动特征的人体行为识别算法。首先用带重叠的等长时间窗口将原始视频进行分割,用时间差分法检测图像运动部分;其次对二值化后的图像进行水平投影和垂直投影,每组投影特征用主成分分析提取主成分,然后对融合位置与速度向量进行识别;最后使用网上视频库进行试验。试验结果表明:该算法在识别率和计算量方面具有良好的效果。     

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.      

多形态几何约束的道路障碍物检测新方法

针对道路监控固定图像传感器采集的交通视频图像,开展动态场景下障碍物的检测研究。通过道路感兴趣区域的建立,提取停止车辆和遗撒物的共同特征,提出多态几何约束的障碍物检测算法,实现障碍物的检测;通过对仿真视频和实际道路采集的视频进行实验,结果证明该方法对障碍物检测的鲁棒性高,实际的检测效果较基于混合高斯模型的背景差分法的结果更好。     

基于小波脊频级联特征的雷达辐射源信号识别

为识别复杂体制雷达辐射源信号,提出了一种基于小波脊频级联特征提取的信号识别方法.该方法采用新的小波原子和脊线检测策略提取信号的脊频特征,并提取其级联特征作为信号识别向量.仿真结果表明,采用级联特征能有效地识别辐射源信号,当信噪比为5 dB时,识别率达95%以上.与传统小波和现有方法相比,所提出的方法具有更好的信号识别效果.     

基于HOG-Gabor特征融合与Softmax分类器的交通标志识别方法

为了提高交通标志识别的正确率和实时性,提出了一种基于HOG-Gabor特征融合与Softmax分类器的交通标志识别方法。采用Gamma矫正方法提取HOG特征,采用对比度受限的自适应直方图均衡化方法提取Gabor特征,基于线性特征融合原理,将提取的HOG和Gabor特征向量直接串联,得到刻画交通标志的融合特征向量,采用Softmax分类器对融合特征向量进行分类,采用德国交通标志识别基准(GTSRB)数据库测试了所提方法的有效性,比较了基于单特征与融合特征的交通标志识别效果。试验结果表明:在图像增强过程中,针对HOG特征,采用Gamma矫正方法的分类正确率最大,为97.11%,针对Gabor特征,采用限制对比度的直方图均衡化方法的分类正确率最大,为97.54%;采用Softmax分类器的最小分类正确率为97.11%,耗时小于2s;针对HOG-Gabor融合特征,采Softmax分类器的识别率高达97.68%,因此,基于HOG-Gabor特征融合与Softmax分类器的交通标志识别方法的识别率高,实时性强。     

基于引导滤波和积分投影算法的轨道扣件定位

精确定位是实现轨道扣件缺陷计算机自动检测的基础,为此提出了一种改进引导滤波去噪和灰度积分投影结合模板匹配算法的轨道扣件定位方法.首先,通过具有良好边缘保持能力的改进引导滤波算法对轨道扣件图像进行去噪;其次,利用改进Canny算法在Opencv平台对扣件图像进行边缘检测,实现轨道扣件图像边缘检测的自适应性;再次,采用灰度积分投影算法结合先验知识粗定位扣件区域;最后,通过模板匹配算法精确定位轨道扣件.仿真实验表明:所采用的算法具有较好的定位能力,可以准确地定位轨道扣件区域,为进一步的扣件识别提供了可靠的基础.     

基于动态阈值和分层检测的图像缺陷识别算法的研究与应用

针对高精度印刷图像的质量检测中的检测速度和检测精度问题，本文提出了一种基于动态灰度阈值和分层检测的高精度印刷品质量检测的实时的图像缺陷识别算法，算法考虑到人的视觉感官特性，首先将所用的灰度阈值对采集到的印刷品图像进行缺陷的初卞识别和标定，然后再按照高精度图像检测要求采用分层检测的方法进行搜索，解决了以往图像检测缺陷识别中的检测效果和速度不理想的问题，经过在有度印刷图像的质量自动化检测系统中的应用，算法的速度和效果得到验证。     

基于单目视觉的运动行人检测与跟踪方法

为了有效检测与跟踪城市交通环境中的行人,提出了一种在摄像机静止情况下基于单目视觉的运动行人检测与跟踪方法。检测阶段通过自适应背景模型快速提取背景图像,用动态多阈值方法二值化差分图分割运动行人;跟踪阶段引入灰色模型作为行人运动模型,预测行人运动,融合行人多种特征建立目标匹配模板,对行人连续跟踪。通过单个行人通行和多个行人同时出现这两种交通环境下的视频图像对本方法进行了验证,单个行人通行时,跟踪的正确率为95%;多个行人同时通行时,识别每个行人并分别跟踪的正确率为87%。     

基于改进Faster R-CNN的高铁扣件检测算法

针对高铁无砟轨道中扣件发生松动，导致高铁扣件发生偏移或丢失的问题，提出一种基于改进Faster R-CNN的高铁扣件检测算法。在特征提取网络中引入可变形卷积，构建可变形残差卷积块，使特征提取过程更加集中于扣件区域，实现扣件状态的精确提取；并采用Alpha-IoU作为目标回归损失函数提高高铁扣件的回归精度。实验结果表明，该算法提高了高铁扣件的检测精度，相比于其他算法，能更准确地进行扣件定位和状态检测。     

基于图像分析的滚动轴承表面缺陷识别技术研究

系统介绍了滚动轴承表面缺陷视觉检测系统的检测原理及流程,着重分析了表面缺陷二值图像的几何特征和形状矩特征、BP神经网络的各参数选择以及实验结果．实验证明本系统用于滚动轴承表面缺陷检测具有可行性,采用神经网络识别可使表面缺陷分类正确率达到88％．     

基于离散小波变换和人类视觉系统的数字水印算法

通过对人类视觉系统(HVS)的亮度特性、频域特性、图像类型特性的研究,提出一种基于离散小波变换和人类视觉系统数字水印算法,将秘密信息嵌入到小波变换不同的方位系数中.实现了水印信号在图像信息中的嵌入与提取,达到隐藏秘密信息的目的.实践证明该算法能提高水印的不可见性,同时具有很强的鲁棒性.     

道路场景中交通标志的检测方法

为在车辆视觉导航中能快速识别道路场景中的交通标志,通过提取标志的特征颜色与识别标志的特征形状来实现交通标志的检测。将道路场景RGB空间图像转换为HSI空间,利用色调与饱和度融合的办法来提取道路场景中标志的特征颜色区域,二值化后排除噪声并通过投影法得到正确的标志区域,实现交通标志的定位。以红色禁令圆形交通标志为例,提出一种改进的Hough变换方法来识别标志域内的几何特征——圆形标记。通过对不同条件下20幅含禁令标志的道路场景图像的检测试验,发现本方法对交通标志颜色提取定位与几何特征图形识别的正确率都达到100%,且平均检测时间为245ms。分析结果表明:该方法能够快速、准确地确定标志区域,同时对禁令标志几何图形识别具有较强的实时性和鲁棒性。