随机并行梯度下降图像匹配方法

基于灰度的图像匹配方法具有匹配精度高等优点, 但在实时性方面还存在不足。本文提出一种基于随机并行梯度下降优化算法的快速图像匹配方法,该方法同时对匹配图像间所有的变形参数施加相互统计独立的随机扰动, 然后计算扰动前后待匹配图像间性能评价函数的改变量, 并用这一改变量对变形参数进行更新, 进行迭代运算, 最终实现快速的最优变形参数估计及图像匹配。将SPGD匹配方法用于对仿真和真实的图像序列中的目标进行跟踪,均证明了该匹配方法能进行正常匹配, 匹配精度和最小二乘方法相当, 但速度要较最小二乘匹配方法快。     

基于Fuzzy ARTMAP神经网络的景像匹配实时图选取方法

提出一种新的基于Fuzzy ARTMAP神经网络并利用图像直方图特征的快速景像匹配实时图选取方法。与已有的方法相比,该方法充分考虑了图像的边缘、亮度、对比度、信噪比等特征对影像实时图质量的影响,具有自适应聚类、收敛导速,实时性好,分类准确率高和通用性强等优点。将该方法应用于SMGS（景像匹配制导系统）进行实时图像的自动选取,可大大提高SMGS的智能性,可靠性和实时性。     

基于仿射模型变换的地磁匹配导航算法

为了提高潜航器上地磁匹配的效率和精度,通过对潜航器惯导系统误差模型的分析,提出了一种基于仿射模型变换的粗精两级地磁匹配定位方法。首先,利用基于等值线约束的相关匹配算法消除导航系统的初始位置误差;其次,采用仿射模型对相关匹配结果的轨迹进行旋转、缩放变换,通过参数扫描实现精匹配的过程。该算法在保证实时性的同时,匹配精度优于1个网格点。     

基于运动平滑性与RANSAC优化的图像特征匹配算法

针对视觉导航中现有的特征匹配算法召回率低、耗时长的问题,提出一种基于运动平滑性与RANSAC算法结合的图像特征匹配算法。首先将图像网格化,通过运动平滑性约束处理,找出误匹配率低的图像网格区域;然后,利用RANSAC算法计算出图像间近似的单应矩阵;最后,利用单应矩阵对初次匹配结果进行筛选,得到优化后的匹配结果。实验结果表明:所提出的算法在不同类型的图像匹配中,召回率平均提升了7.5%,F值平均提升了5.4%;相比较于传统RANSAC算法,运算时间平均减少了27.8%,适用于一些对实时性要求较高的场景。     

基于局部精确直方图匹配的无人机景象匹配导航色彩恒常算法

为了解决无人机景象匹配导航中实时图和基准图之间的色彩差异性问题,提出了一种基于局部精确直方图匹配的色彩恒常算法。将实时图分成一系列子块图像,根据景象匹配辅助导航系统预测的无人机位姿信息,获得实时图与基准图的粗略对应关系,考虑平移、尺度、旋转等补偿,选取基准图中与实时图子块对应的基准图子块,求解每对子块图像红、绿、蓝颜色通道色彩直方图的颜色映射关系,并根据建立的颜色映射关系,对实时图子块的三个颜色通道进行变换,从而降低实时图与基准图之间的色彩差异。试验结果表明,所提色彩恒常算法对光源颜色估计的欧拉角误差约降低到传统色彩恒常算法的20%,相比于不采用色彩恒常处理的景象匹配算法,将景象匹配平均误差降低了约70%,由于算法中引入了分块处理机制,能够克服多光源成像导致的色彩差异,具有并行计算的优势,便于工程应用。     

基于仿射不变性映射的不显著目标间接定位

图像制导过程中,对目标被遮挡或受背景干扰的不显著目标进行定位识别是当前研究的热点和难点问题。为了对这类不显著目标进行定位,基于远视距仿射不变性映射关系,提出了一种新的由显著目标到不显著目标的间接定位方法。该方法首先利用显著区域检测和匹配算法实现实时图和参考图的配准,然后利用仿射不变性建立目标平面在实时图和参考图之间的仿射变换关系,最后根据对应特征点估计参考图和实时图之间的单应矩阵,从而实现对不显著目标的间接定位。最后通过实验验证了该方法的有效性。     

基于仿射修正技术的水下地形ICCP匹配算法

ICCP匹配算法是水下组合导航系统中最为重要的匹配算法。针对传统ICCP匹配算法存在仅对水下航行器惯性导航系统指示航迹作旋转和平移的刚性变换的局限性问题,为提高水下航行器地形辅助导航系统中匹配算法的精度,分析了水下航行器惯性导航系统误差特性,建立了误差模型,提出了基于仿射修正技术的水下地形ICCP匹配算法。首先利用ICCP匹配算法对惯性导航系统指示航迹进行刚性变换,再利用最小二乘法求解仿射参数,进而对ICCP匹配航迹进行仿射修正。仿真研究表明,基于仿射修正技术的ICCP匹配算法能较好地解决传统ICCP匹配算法刚性变换的局限性,匹配精度优于传统ICCP算法,匹配误差小于数字地图网格间距的50%,同时仿射修正所耗费时间极少,所增加的时间仅为传统ICCP匹配算法匹配时间的千分之一。     

基于Hu矩的水下地形二维特征匹配辅助导航方法

相比于以单波束测深原理为基础的ICCP、TERCOM等一维序列匹配辅助导航方法,基于多波束测深系统的二维阵列匹配算法增加了原始地形信息的丰富度,可以用来提高地形辅助匹配导航系统的精度和适用性。通过归一化灰度转换,使实时扫测地形和原始数据库地形分别形成待匹配的模板灰度图和背景灰度图,采用圆窗口化搜索策略,分别计算实时图和子图的Hu矩,保证了相同地形特征的旋转不变性。通过归一化互相关算法衡量两个地形的相似性,得到匹配地形,实时的辅助主惯导修正误差。仿真表明,利用此匹配算法在实时扫测地形平坦区域和特征明显区域均能成功匹配;位置误差均在5个网格以内,能容忍的系统信噪比最小为9 d B,抗噪声能力强;Hu矩的抗旋转特性大大提高了此方法的适用性,能够满足高精度水下地形匹配辅助导航系统的苛刻要求。     

基于重力辅助导航误差分析的自适应介入匹配算法

针对现有重力导航匹配算法受测量误差和非测量误差影响匹配精度、匹配率较低而导致实践应用困难的不足,通过理论分析算法误差源,提出了一种自适应介入匹配算法。该算法通过判断等值点的特征空间特性以及最近距离和阀值的关系,对惯导位置参数进行自适应修正,极大提高了算法匹配率、搜索效率、实时性的效果。仿真实验结果表明,经自适应处理,可使算法最优匹配率达到89.6%,定位误差保持在500⁷00 m,重力图分辨率(1')降至25%左右。     

基于仿射因子补偿的改进地形匹配ICCP算法

地形匹配是水下航行器组合导航系统中重要的匹配手段,针对传统地形匹配ICCP算法仅由惯导指示航迹做平移与旋转的刚性变换进行迭代匹配的局限性,提出了一种基于仿射因子补偿的改进地形匹配ICCP算法。研究了水下地形匹配的误差特性并建立误差模型,引入了由速度误差引起的仿射变换模型与仿射因子,不同于常见的最优估计等方式,推导给出了仿射因子的解析解形式。半实物仿真试验结果表明,基于仿射因子补偿的改进ICCP算法能修正水下地形匹配过程中的仿射误差,弥补传统ICCP算法的不足。在网格为10?m的高精度水深图中,传统ICCP算法的匹配结果在10个网格精度左右,而改进ICCP算法的匹配结果可达到1~2个网格精度左右,匹配精度平均提升78%以上,且相较于传统算法耗时增加不到1%,可为地形匹配导航系统提供更好的参考信息。     

提取等倾线的数字图象处理法

本文详细介绍了应用数字图象处理技术进行图象相除和图象相减,获取没有等色线干扰的、精确定位的和倍增信息的等倾线的全场分析方法,并作了典型验证实验,为光测弹性力学的改革提供了途径和理论依据。     

两相流PIV粒子图像处理方法的研究

本文在单相PIV技术的基础上研究了两相流动PIV图像处理方法，采用摸板匹配法和灰度加权标定法对两相粒子进行了识别、区分和标定，采用灰度互相关法对区分后的单相粒子图像进行了处理，应用基于以上方法编制的Windows应用软件，首先对由美国Minnesota大学复杂流动实验室提供的两相流动粒子图片进行了处理，通过对比分析可见，应用本文所采用的方法能对两相粒子进行有效的识别和区分，然后以搅拌槽内液固两相流场为例对此方法进行了应用。     

基于可见光与红外图像特征融合的目标跟踪

针对单一图像源下目标跟踪精度不高的问题,利用跟踪状态下的目标存在于可见光与红外图像中的特征对连续自适应均值移动跟踪算法做出改进。首先选取可见光图像的“颜色梯度背投影”作为改进的目标模型,选取红外图像的“灰度梯度背投影”作为改进的目标模型;然后根据可见光序列图像和红外序列图像各自进行连续自适应均值移动跟踪算法得到的对应的qi系数判定两种图像跟踪的效果,对两种图像的权重进行自适应调整,得到这两种图像的特征级融合图像和跟踪结果。实验结果表明,对于320像素×240像素的可见光和红外图像,基于可见光与红外图像特征融合的目标跟踪算法在复杂背景下能够较准确的跟踪目标,目标跟踪精度为0.5像素,跟踪速度为30~32 ms/帧。     

用灰度选优法采集Isodyne条纹图像

本文提出了Ｉｓｏｄｙｎｅ干涉条纹图像采集的一种有效方法，即图像灰度选优法。文中论述了方法原理，软件编程框图，及在ＩＢＭＸＴ／２８６图像采集与处理系统上实现Ｉｓｏｄｖｎｅ条纹图像自动采集的实例。以此方法采集Ｉｓｏｄｖｎｅ条纹图像，实现了由Ｉｓｏ－ｄｙｎｅ线条纹图像形成一幅全场的Ｉｓｏｄｙｎｅ条纹图像的目的，解决了动态扫描条纹图像跟踪采集问题。     

INTERACTION OF A DISLOCATION DIPOLE WITH A MODE III INTERFACE CRACK

Interaction between a screw dislocation dipole and a mode III interface crack is investigated. By using the complex variable method, the closed form solutions for complex potentials are obtained when a screw dislocation dipole lies inside a medium. The stress fields and the stress intensity factors at the tip of the interface crack produced by the screw dislocation dipole are given. The influence of the orientation, the dipole arm and the location of the screw dislocation dipole as well as the material mismatch on the stress intensity factors is discussed. The image force and the image torque acting on the screw dislocation dipole center are also calculated. The mechanical equilibrium position of the screw dislocation dipole is examined for various material property combinations and crack geometries. The results indicate that the shielding or anti-shielding effect on the stress intensity factor increases abruptly when the dislocation dipole approaches the tip of the crack. Additionally, the disturbation of the interface crack on the motion of the dislocation dipole is also significant.     

INTERACTION OF A DISLOCATION DIPOLE WITH A MODE Ⅲ INTERFACE CRACK

Interaction between a screw dislocation dipole and a mode Ⅲ interface crack is investigated. By using the complex variable method, the closed form solutions for complex potentials are obtained when a screw dislocation dipole lies inside a medium. The stress fields and the stress intensity factors at the tip of the interface crack produced by the screw dislocation dipole are given. The influence of the orientation, the dipole arm and the location of the screw dislocation dipole as well as the material mismatch on the stress intensity factors is discussed. zThe image force and the image torque acting on the screw dislocation dipole center are also calculated. The mechanical equilibrium position of the screw dislocation dipole is examined for various material property combinations and crack geometries. The results indicate that the shielding or anti-shielding effect on the stress intensity factor increases abruptly when the dislocation dipole approaches the tip of the crack. Additionally, the disturbation of the interface crack on the motion of the dislocation dipole is also significant.     

位错偶极子和Ⅲ型界面裂纹的干涉效应

研究了多晶体材料中螺型位错偶极子和界面裂纹的弹性干涉作用.利用复变函数方法,得到了该问题复势函数的封闭形式解答.求出了由位错偶极子诱导的应力场和裂纹尖端应力强度应子,分析了偶极子的方向,偶臂和位置以及材料失配对应力强度因子的影响.推导了作用在螺型位错偶极子中心的像力和力偶矩,并讨论了界面裂纹几何条件和不同材料特征组合对位错偶极子平衡位置的影响规律.结果表明,裂纹尖端的螺型位错偶极子对应力强度因子会产生强烈的屏蔽或反屏蔽效应.同时,界面裂纹对螺型位错偶极子在材料中运动有很强的扰动作用.     

非标识PIV图像的模糊聚类识别方法

文中将模糊分析的原理应用于分析粒子在一幅ＰＩＶ图像中的运动情况。聚类由几个相邻的粒子开始,聚类的原则是流体运动的基本规律,随着流体的运动,粒子簇在第二次曝光时改变其形状及位置,通过模糊聚类可获得粒子运动的规律。应用聚类分析方法可改善非标识ＰＩＶ图像的处理效率,基于这种方法的粒子运动轨迹追踪算法被提出并应用于ＰＩＶ图像分析。     

Contrast Enhancement with a Nonlinear Oscillators Network

In this paper, we propose a contrast enhancement realized with a lattice of uncoupled nonlinear oscillators. We show theoretically and numerically that the contrast of a gray scale image is strongly enhanced even if it is initially very weak. An image inversion can also be obtained in real time without needing a reconfiguration of this Cellular Nonlinear Network (CNN). Finally, an electronic implementation of this (CNN) is discussed.     

高速动态图像的采集技术

本文介绍一种新的高速动态图像的采集技术,它采用红宝石双脉冲激光器作光源,利用普通的图像处理设备,对受冲击载荷作用下的模型,在应力波传播过程中,可采集到光脉冲宽度在30～50毫微秒内的动态图像.本文详细介绍了该采集系统的采图原理以及对模型加载、双脉冲激光器的触发、延时和采图之间的时序和同步关系,并给出了模型受冲击载荷后,延时为30,40,50,60,70,80,90,100μs 时的光弹性等差线条纹图的快速采集实例.