基于任意形状颗粒集合二值图像的体积估算模型

基于任意形状颗粒集合的二值图像,提出了估计其体积(或质量)的方法.首先利用发光背景台面获取的颗粒灰度图像变换为相应的二值图像,得到颗粒的边界轮廓.然后再基于其边界信息,定义与颗粒形状特征相关的描述量,并将其无量纲化.将由此定义的无量纲参变量作为回归变量建立一个多元线性回归(multiple linear regression)模型用以估计颗粒集合的扁平度,进而估算颗粒体积.回归变量的系数由随机采样的501个样本颗粒(尺寸范围为4.75～25 mm)用误差最小平方和求得.将模型应用于由具有相似统计分布特征的其他颗粒集合,并将得到的体积估计值与其体积真实值相比较,实验结果显示模型的相对误差在±2%以内.     

基于形心的灰度图像多尺度表示方法

图像的多尺度表示在多种领域有着重要应用.基于形心的多尺度表示方法能有效应用于二值图像.作者提出了应用于灰度图像的基于形心的多尺度表示方法.同样,该方法能保持源图像的对称性,并且具有形状乃至拓扑的基本保持.其次,还提出了将灰度图像转为三维二值图像进行多尺度表示的方法.实例表明,以上方法在多种领域均能有效应用于灰度图像的多尺度表示.     

基于非凸非光滑变分模型的灰度图像泊松噪声移除算法

基于非凸变分方法在图像边界结构保持和对比度保持上的优势，针对泊松噪声的移除问题提出一种新的非凸非光滑正则化模型及快速求解算法。模型由非凸Lipschitz势函数复合图像梯度信息的正则化项和非线性Kullback-Leibler数据保真项两部分构成。通过使用临近点线性化策略，将求解非凸变分模型转化为求解一系列凸变分模型，进而使用交替方向乘子法求解。同时证明了算法的目标函数值序列具有单调下降性。实验结果表明，该方法能有效消除图像中的泊松噪声，且信噪比较经典算法有明显提升。     

基于形心的二值图像多尺度表示方法

首先提出了一种新的二值图像多尺度表示方法．该方法针对人的视觉特点，从图像内物体的形心出发，通过建立局部坐标系，将图像内各物体在各自坐标系下进行较为“紧密”的收缩变换．该方法有别予以往方法，能保持源图像的对称性，并且具有形状乃至拓扑的基本保持．其次，本文又提出了图像多尺度表示的优化方案，该方案可看成评判图像表示优劣的准则，也可作为图像多尺度表示的数学描述．     

用图像筛选法求取带有随机参数之颗粒堆的质量分级曲线

对带有随机参数的颗粒堆按其质量，规格尺寸和形状进行分级而获得其分布曲线在颗粒加工工业上是一道常见的工序，通常采用的是物理筛选的方法．这种传统方法的主要缺点是耗时长、人工投入较多，不能实现过程控制中的实时反馈．采用机器视觉技术，基于图像处理法对相关颗粒图形进行分析处理，从而快速获取其规格尺寸，形状和体积等相关参数值，可以大大提高工作效率．对已经用图像处理算法获得其有关几何参数的颗粒堆，通过求得它们扁平度的分布曲线。再用概率统计的方法来确定其图像筛选结果，从而建立起与其物理筛选相关性．基于这种相关性，对其他具有相同或相似随机参数颗粒堆首先进行随机采样，然后分别进行图像筛选和物理筛选．作者在论文中阐述了图像筛选和物理筛选方法，并比较了这z种筛选方法所得的结果，证实了图像筛选代替物理筛选的可行性和有效性．     

一种基于感兴趣区域提取的医学图像检索技术

针对胸部CT扫描图像库，提出了一种基于感兴趣区域提取的图像检索方法．首先为了提取感兴趣区域，提出一种基于灰度层共现矩阵的区域增长算法，分割出病灶区域，再通过闽值算法进行边界的磨合，然后针对感兴趣区域提取形状和分布特性作为图像匹配准则的客观依据．最后，将该算法与其他底层特征算法进行比较和分析．实验结果表明，该算法能够比较有效地应用于基于内容的医学图像检索系统中．     

正交多项式线拟合及在雕刻系统中的应用

从二值图像中得到曲线轮廓，在数控雕刻业中有重要的作用。为了有效、高速地从二值图像中提取目标曲线轮廓，提出了一种新的基于正交多项式曲线拟合二值图像曲线化的算法，与传统的二值图像曲线化方法相比，它能够保证在获得更高质量的图像边界轮廓的同时，由于改进了算法而从根本上提升了速度。实验证明，输出的结果避免了通常的形变(锯齿效应和折线效应)问题。     

缺损图像的特征模板匹配方法

基于二值图像的边缘拐点特征，建立其特征模板，在此基础上讨论了缺损二值图像的匹配过程．所采用的特征模板匹配方法将图像局部特征和它们的尺度大小联系起来，使识别过程更为合理．对１７个缺损飞机图像仿真实验结果表明，这一方法取得了很好的分类效果     

基于机器视觉的番茄实时分级系统设计

针对人工检测番茄品质效率低、主观性强等问题,设计了基于机器视觉技术的适应于番茄外部品质检测的多方法融合的图像采集及图像处理系统.首先,采用颜色直方图获取番茄的颜色特征;其次,通过边界跟踪算法得到番茄的半径序列点,经过傅里叶变换与反变换处理,计算出番茄的不规则度,从而对其形状特征进行描述,同时,将格林公式变形求得番茄形心坐标,并利用圆形度计算其最大横径,以获取番茄的大小特征;最后,用基于线性判别函数和决策树的模式分类器对番茄的大小、颜色和形状特征综合进行分级处理.实验结果表明,系统分级结果基本稳定,分级精度达到92%.     

复杂外形约束下的多形态特征TPMS微通道设计方法

对复杂外形约束下的三周期极小曲面（triply periodic minimal surface,TPMS）微通道结构，提出一种基于共形映射的多形态特征设计方法。首先，将自由曲面边界映射至平面，在二维参数域上进行通道拓扑结构设计；然后，提出一种基于环的Beta生长算法，实现多种TPMS形态特征的平滑过渡；最后，将在二维参数域上设计的微通道结构逆映射至自由曲面约束下的三维空间，完成设计。实例分析表明，采用本文方法设计的微通道结构对复杂曲面边界具有较好的适应能力，能实现内部形态特征设计目标。     

带形状参数的二次三角多项式Bézier曲线形状分析

对一类二次三角多项式Bézier曲线的形状及其控制多边形之间的关系进行了研究.根据控制多边形边之间的相对位置关系,先通过计算推理得到有关空间二次三角多项式Bézier曲线奇、拐点的一个结论;再利用包络理论和拓扑映射的方法,分别得到平面二次三角多项式Bézier曲线上含有尖点、拐点、重结点和曲线为全局凸、局部凸的充分必要条件,并给出了曲线具有尖点、重结点和拐点的数值例子;最后,讨论了形状参数对形状分区的影响.     

保形分段三次多项式曲线的形状分析

构造了一种保形并且形状可调的分段三次多项式曲线,并分析其形状特征与控制多边形之间的关系.首先,通过预设基函数的性质再解方程组,构造了一组带2个形状参数的多项式基函数,其包含三次均匀B样条基函数作为特例.然后,借助基函数与三次Bernstein基函数之间的关系证明了基函数的全正性,由这组基函数定义了一种分段三次多项式曲线,使该曲线拥有一个局部和一个全局形状参数.最后,分析了控制多边形边变量之间的相对位置关系对曲线段形状特征的影响,得到了曲线段拥有1个或2个拐点,1个二重点或1个尖点,为局部凸或全局凸时的充要条件.该结论为曲线段的形状调整提供了理论基础.     

二元体相分离模型的静态分歧

运用非线性分歧理论,研究二元体相分离模型的静态分歧,给出了一个与该模型线性问题第一特征值相关的临界值。当参数超过该临界值时,二元体相分离模型有静态分歧发生,此时相应的二元体有相分离现象发生。此外,提出影响二元体相分离现象发生的主要因素是晶格间距和二元体所在区域的形状。     

二元体相分离模型的静态分歧

运用非线性分歧理论,研究二元体相分离模型的静态分歧,给出了一个与该模型线性问题第一特征值相关的临界值。当参数超过该临界值时,二元体相分离模型有静态分歧发生,此时相应的二元体有相分离现象发生。此外,提出影响二元体相分离现象发生的主要因素是晶格间距和二元体所在区域的形状。     

一种遥感数字图像匹配的合成算法

分析了传统的基于灰度和基于特征的匹配算法,提出了一种基于边缘特征和相关系数的新匹配算法.该算法首先对潜在匹配图像和模板图像利用高斯拉普拉斯(LOG)算子和梯度算子提取影像的边缘,然后提取二值化图像,最后再利用相关系数法对二值化后的边缘影像进行匹配运算,得到正确的匹配结果.该算法融合了传统算法的优点.利用该算法对上海的SPOT 5 m分辨率不同波段的卫星影像进行了匹配试验,获取了比较好的匹配效果.     

东海区海岸带景观格局变化对生态系统服务价值的影响

对大尺度、长时序的海岸带景观格局和生态系统服务价值(ecosystem services value,ESV)的研究,有利于更好地促进区域生态系统保护工作的开展。以1990,1995,2000,2005,2010,2015年6期遥感影像解译结果为基础,对东海区海岸带景观格局变化特征和ESV时空演变进行了分析,并探讨了ESV与景观格局变化二者间的关系。结果表明,1990—2015年的25 a间,受人类活动的影响,东海区海岸带农田和海域面积大量减少,建设用地面积大幅增加;在所研究的5类地貌类型中,除中起伏山地外,其余地貌类型景观面积转移都较为剧烈。25 a间东海区海岸带斑块数量、斑块密度、边界密度、shannon多样性指数等不断增加,景观破碎化、复杂化、多样化增强。农田景观的最大斑块指数、形态指数、边界密度等变化均较大。东海区海岸带ESV呈先增加后减小的趋势,其中森林景观对ESV总量贡献最大;水文调节、生物多样性维持、气候调节、土壤保持、废物处理和气体调节是东海区海岸带主要的生态系统服务功能;在空间上表现出以单位面积中、低ESV为主导的空间分布,高、极高和极低ESV分布较少。研究区ESV总量与农田和海域以及水域和建设用地面积显著相关;与斑块密度、边界密度和形态指数呈显著负相关。同时,食物生产、气体调节、气候调节、土壤保持和生物多样性维持的服务价值与景观指数间均显著相关。     

东海区海岸带景观格局变化对生态系统服务价值的影响

对大尺度、长时序的海岸带景观格局和生态系统服务价值(ecosystem services value,ESV)的研究,有利于更好地促进区域生态系统保护工作的开展。以1990,1995,2000,2005,2010,2015年6期遥感影像解译结果为基础,对东海区海岸带景观格局变化特征和ESV时空演变进行了分析,并探讨了ESV与景观格局变化二者间的关系。结果表明,1990—2015年的25 a间,受人类活动的影响,东海区海岸带农田和海域面积大量减少,建设用地面积大幅增加;在所研究的5类地貌类型中,除中起伏山地外,其余地貌类型景观面积转移都较为剧烈。25 a间东海区海岸带斑块数量、斑块密度、边界密度、shannon多样性指数等不断增加,景观破碎化、复杂化、多样化增强。农田景观的最大斑块指数、形态指数、边界密度等变化均较大。东海区海岸带ESV呈先增加后减小的趋势,其中森林景观对ESV总量贡献最大;水文调节、生物多样性维持、气候调节、土壤保持、废物处理和气体调节是东海区海岸带主要的生态系统服务功能;在空间上表现出以单位面积中、低ESV为主导的空间分布,高、极高和极低ESV分布较少。研究区ESV总量与农田和海域以及水域和建设用地面积显著相关;与斑块密度、边界密度和形态指数呈显著负相关。同时,食物生产、气体调节、气候调节、土壤保持和生物多样性维持的服务价值与景观指数间均显著相关。     

基于ICA的车牌牌照字符识别系统

介绍了基于ICA(独立分量分析法)的牌照识别系统的字符识别.为了提高字符特征提取的质量,首先通过车牌图像的预处理,然后采用了基于高阶统计信息的特征提取方法,即ICA对车牌灰度图像的字符进行识别.该系统避免了二值化对字符特征的影响,识别方法简单,结果理想.     

二值和灰度图像的直接多尺度表示算法

图像多尺度表示是图像处理的重要内容,常规的离散处理方法常依赖于坐标或网格的选取,因此处理结果很不稳定,本文提出了不依赖网格划分方法、不依赖坐标选取方式的快速、直接多尺度表示算法．应用该算法可直接得到任意指定一层（指定尺度）的图像,因而没有大多数算法因为逐层计算所带采的误差传播或误差扩散现象,同时该算法因保持处理前后图像的“整体”相似,因而能最大限度地体现形状保持乃至拓扑保持,算法计算非常简单,且不局限于特定类型的图像,可用于高要求的图像处理领域。