基于边缘方向图的建筑物直线特征提取

从建筑物图像中提取直线是视觉导航、特征识别和遥感影像处理等很多应用中的关键步骤。针对复杂建筑物图像,提出了一种基于边缘方向图的直线特征提取算法。该算法在Canny边缘的基础上,提出边缘方向编码策略,能过检测9×9局部窗口内的直线,将边缘拆分成直线、曲线和点的组合,生成了一种新的直线检测辅助图像——边缘方向图,并通过分析边缘方向图中连续线边缘的方向分布,结合直线误差判别准则和稀疏直线拟合识别直线。实验结果表明:该算法的直线检测性能优于Hough变换和相位编组等经典方法,对建筑物图像的直线检测准确率高,误判率、漏检率低,算法稳健性强。     

基于Hough一维变换的直线检测算法

针对标准Hough变换直线检测存在的问题,提出了一种基于Hough一维空间变换的直线检测算法。对图像进行边缘检测,将互不连通的边缘进行分组;利用Hough一维空间变换对边缘组进行直线检测并编组,降低了算法和空间复杂度;通过对直线组进行精确处理,解决了过连接、端点确定和检测精度存在的问题。实验结果表明:该算法有效地解决了标准Hough变换算法中存在的问题,降低了误检率和漏检率,提高了直线检测精度,能够实现对不同类型影像数据的直线检测处理。     

基于局部方向编码的遥感影像平行边缘识别

针对高分辨率遥感图像中道路、建筑物和水域等的特征识别难题,提出了一种基于边缘局部方向信息的平行边缘自动识别算法。该算法首先定义平行边缘由一系列相互平行的短直线组成;然后提出了交叉点共线约束的8-邻域边界追踪和9-像素滑动窗口内直线检测算法,实现了边缘连续线条局部方向信息编码;最后通过分析连续线条结构及方向编码规律,提出了主元分析及方向一致性判别准则进行平行特征识别。实验结果表明,该算法能够有效提取高分辨率遥感图像中具有最近邻关系的平行直线和曲线特征,平均识别准确率在95%以上,但算法执行速度有待提高。     

根据边缘梯度方向的十字丝目标快速自动检测

根据图像中直线轮廓边缘点的灰度梯度方向一致的特性,提出了有向线段的概念并给出了限制性定义,将直线检测转化为有向线段的检测提高了检测精度和可靠性。将十字丝轮廓抽象成两组相交的有向线段,提出了一种基于随机Hough变换(RHT)的十字丝自动检测算法。实验结果表明该算法对十字丝目标的灰度、大小、形状变化具有鲁棒性,达到了十字丝目标的快速识别。     

局部牛顿插值法提高多狭缝自准直仪准确度

根据多狭缝自准直仪目标物形状特征及光电探测器成像特点,通过边缘检测算法确定经过高斯滤波处理的CCD图像的像元级边界.在此基础上应用局部牛顿插值法对CCD图像边缘位置附近进行亚像元细分,实现亚像元边缘检测;再结合最小二乘直线边缘拟合法进一步提高图像边缘检测准确度.经验证,该算法可达到0.13″的定位准确度.     

局部牛顿插值法提高多狭缝自准直仪准确度

根据多狭缝自准直仪目标物形状特征及光电探测器成像特点,通过边缘检测算法确定经过高斯滤波处理的CCD图像的像元级边界.在此基础上应用局部牛顿插值法对CCD图像边缘位置附近进行亚像元细分,实现亚像元边缘检测;再结合最小二乘直线边缘拟合法进一步提高图像边缘检测准确度.经验证,该算法可达到0.13″的定位准确度.     

基于机器视觉的工件尺寸和角度的测量

针对一款手机U盘芯片的二维尺寸的测量问题,提出运用图像处理的方法,实现手机U盘芯片长度和偏角的非接触式测量。通过COMS工业相机采集到U盘芯片的背光图像,在边缘检测的基础上,用Hough变换检测和定位U盘芯片边缘直线。针对在一条边上Hough变换对应检测到多条直线的情况,本文提出采用直线参数平均法拟合边缘直线,从而获得较精准的边缘位置。通过对已知尺寸的标准块进行相机标定,由此计算出精确的U盘芯片的尺寸和倾斜角度。实验表明：该算法能够满足工程上较高精度的检测要求。     

高能闪光照相中Sobel算子的边缘检测方法

针对高能闪光照相中投影图像的特点,对数字图像处理中具有代表性的Sobel边缘检测算法进行了分析,发现该算法存在检测出的边缘粗和人为进行阈值的选取会造成边缘点的误判的缺点;为此提出了一种阈值确定方法和基于最大梯度的定位准则算法。改进的算法实测结果表明：该方法有效地解决了Sobel算子检测出的边缘过粗的问题,得到的边缘较细,定位精确,提高了边缘检测精度,可用于高能辐射照相中的边缘提取。     

一种改进的Sobel图像边缘检测算法

边缘检测在数字图像处理和计算机视觉中有着重要的应用。对数字图像处理中具有代表性的Sobel边缘检测算法进行了分析。针对该算法存在检测出的边缘粗且对噪声极其敏感的缺点,提出了一种改进算法。该算法对实际图像中出现的边缘类型进行了数学模型描述,然后把连续型的边缘模型作为研究对象,重新构造了对图像边缘方向进行检测的模板。针对Sobel边缘检测基于一阶导数极大值或二阶导数零交叉而带来的边缘定位准确度不高的缺点,对图像梯度图进行了细化处理。仿真结果表明:该算法对图像噪声干扰有较强的抑制能力,提取的边缘定位准确、结构细腻。     

一种基于梯度的直线段检测算法

针对传统直线段检测算法计算量大、鲁棒性差的不足,本文提出了一种在数字图像中检测直线段的算法.图像梯度对于检测图像中的边缘结构具有重要意义,算法首先求取图像梯度的模值和方向;然后根据梯度模值伪排序结果采用梯度区域增长方法扩张方向一致的邻域像素,得到的连通像素区域作为直线段候选区域;最后用外接矩形描述候选区域,其长轴和短轴可作为直线段判定标准,满足判定标准的长轴就是所求的直线段,并用MATLAB对图像进行仿真实验.结果表明:本文算法耗时8.87 s检测出了108条直线段,与传统算法相比,不但耗时降低了17%,而且检测出的直线段增加了16%.     

Simulation of Spin-3/2 Blume-Capel Model on a Cellular Automaton with Heating and Cooling Algorithm

The spin-3/2 Blume-Capel model is studied using the heating and cooling algorithms improved from the Creutz cellular automaton (CCA). The calculations are done on various sizes of the simple cubic lattice in the 0≦D/J≦5 parameter region. The phase diagram of the model and temperature variation of the thermodynamic quantities are obtained. We confirm the existence of a critical end point within the heating calculations. However, in contrast to the heating
calculations, we do not obtain the first-order line at low temperature with cooling algorithm calculations. The results are compared with those of other theories.     

High-speed complex conjugate resolved retinal spectral domain optical coherence tomography using sinusoidal phase modulation

We demonstrate high-speed complex conjugate artifact (CCA) resolved imaging of human retina in vivo using spectral domain optical coherence tomography. This technique utilizes sinusoidal reference mirror modulation to implement high-speed integrating buckets acquisition and a quadrature projection reconstruction algorithm in postprocessing. This method is illustrated experimentally using sets of four integrating bucket phase scans, acquired at 52 kHz, for DC suppression of 73 dB and complex conjugate suppression of 35 dB. Densely sampled (3000 A-scans/image, acquired at 4.3 images/s) full-depth in vivo images of optic nerve head show CCA suppression for most image reflections to the noise floor.     

基于可能性信息质量合成的双模态红外图像融合算法选取

针对双模态红外图像在融合时异类差异特征两两合成出现信息冗余导致所选择的融合算法相互冲突,造成融合效果差甚至失效的问题,提出了一种基于可能性信息质量合成的双模态红外图像融合算法选取方法。首先计算双模态红外图像多融合算法下不同差异特征的融合有效度,利用可能性框架得到对应的可能性分布向量子集;其次计算向量子集的信息量和可信度,并对多个向量子集进行加权合成;然后构建基于信息质量的排序函数,得到每种融合算法下的非支配子集;最后构建多融合算法得分函数的联合分布对多种融合算法优化选择。实验结果表明,将基于质量来整合多个差异特征的方法运用于双模态红外图像融合算法选取中,所选出的融合算法在加权综合指标上高于其他算法均值55%以上,证明了本文方法的有效性和合理性;由多组实验算得本文方法平均耗时10.083 s,在时间效率上也符合实时图像融合应用的工程需求。     

高光谱图像分类的ReliefF-RFE特征选择算法构建与应用

高光谱图像具有波段连续、维数高、数据量大、相邻波段相关性强的特点,可为地物分类提供更为丰富的细节信息。但是,数据中存在大量冗余信息与噪声,在图像分类中如直接利用其所有波段特征而不进行有效分析与选择,将会导致较低的计算效率和较高的计算复杂度,分类精度亦可能随着波段维数增加而出现先增后减的“休斯（Hughes）现象”。为快速地从高达数十个甚至数百个波段的高光谱图像中提取出具有较好识别能力的特征子集,从而避免“维度灾难”,将过滤式ReliefF算法和封装式特征递归消除算法（RFE）相结合,构建了ReliefF-RFE特征选择算法,可用于高光谱图像分类的特征选择。该算法根据权重阈值,利用ReliefF算法快速剔除大量无关特征,缩小并优化特征子集的范围;利用RFE算法进一步搜索最优特征子集,将缩小范围后的特征子集中与分类器关联性小、冗余的特征进行递归筛选,进而得到分类性能最佳的特征子集。采用Indian pines数据集、Salinas-A数据集与KSC数据集等3个标准数据集作为实验数据,将ReliefF-RFE算法的应用效果与ReliefF和RFE算法进行对比。结果显示,在3个数据集中,应用ReliefF-RFE算法的高光谱图像分类平均总体精度（OA）为92.94%、F-measure为92.81%,Kappa系数为91.94%;ReliefF-RFE算法的平均特征维数是ReliefF算法的37%,而平均运算时间则是RFE算法的75%。由此表明,ReliefF-RFE算法能够在保证分类精度的同时,克服过滤式ReliefF算法无法有效减小特征之间冗余以及封装式RFE算法时间复杂度较高的缺陷,具有更为均衡的综合性能,适用于高光谱图像分类的特征选择。     

A novel three-dimensional imaging method by means of coded cameras array recording and computational reconstruction

In this paper, we propose a novel three-dimensional imaging method by which the object is captured by a coded cameras array (CCA) and computationally reconstructed as a series of longitudinal layered surface images of the object. The distribution of cameras in array, named code pattern, is crucial for reconstructed images fidelity when the correlation decoding is used. We use DIRECT global optimization algorithm to design the code patterns that possess proper imaging property. We have conducted primary experiments to verify and test the performance of the proposed method with a simple discontinuous object and a small-scale CCA including nine cameras. After certain procedures such as capturing, photograph integrating, computational reconstructing and filtering, etc., we obtain reconstructed longitudinal layered surface images of the object with higher signal-to-noise ratio. The results of experiments show that the proposed method is feasible. It is a promising method to be used in fields such as remote sensing, machine vision, etc.     

Impact of different software implementations on the performance of the Maxmin method for diverse subset selection

Besides the choice of an automated software method for selecting 'maximally diverse' compounds from a large pool of molecules, it is the implementation of the algorithm that critically determines the usefulness of the approach. The speed of execution of two implementations of the Maxmin algorithm is compared for the selection of maximally diverse subsets of large compound collections. Different versions of the software are compared using various C compiler options and Java virtual machines. The analysis shows that the Maxmin algorithm can be implemented in both languages yielding sufficient speed of execution. For large compound libraries the Java version outperformes the C version. While the Java version selects the same compounds independent of the virtual machine used, the C version produces slightly different subsets depending on the compiler and on the optimization settings.     

一种空间自适应的多光谱遥感影像端元提取方法

针对现行的凸锥体分析方法提取多光谱影像端元数目的有限性,提出了基于空间全局聚类分析的多光谱遥感影像端元自适应提取方法。该方法首先通过主成分分析对多光谱遥感影像进行降维处理,去除波段间的相关性;然后根据空间光谱间相似性,采用经典的空间聚类算法ISODATA对影像全局聚类,合并聚类后小斑块,实现影像自动分块;最后根据分块对象地物类型分布的复杂程度和散点图特征分析,自适应确定端元数目,再通过沙漏算法迅速地提取端元。通过TM影像端元提取实验表明该方法能够有效的提取多光谱影像的端元;同时克服了端元数目限制,提高了端元提取的精度,为多光谱遥感影像端元提取提供了新思路。     

基于数学形态学的金字塔图像去噪

提出了一种自适应提升拉普拉斯金字塔变换与数学形态算子相结合的图像去噪方法.首先对图像进行分解,采用自适应提升拉普拉斯金字塔,然后利用自适应提升拉普拉斯金字塔变换后系数能量的分布特性以及尺度内和尺度间的依赖性,结合数学形态算子的特点,利用数学形态算子对变换系数进行处理,使得重要变换系数与非重要变换系数分离,分别对两个不同的子集采用不同的阈值进行处理后,再将两个子集合起来,进行逆变换重建.实验结果表明,该算法具有良好的去噪效果,同时保留了图像的细节信息,获得了较高的图像信噪比.     

Mn-CCA-CPC浊点萃取火焰原子吸收法测定水环境中锰

使用浊点萃取的方法分离富集水环境中痕量的锰离子,创新性地使用钙羧酸(CCA)与阳离子表面活性剂氯代十六烷基吡啶(CPC)为络合剂与锰离子形成更稳定的三元络合物,以TritonX-114为萃取剂浊点萃取分离富集水环境中的痕量锰,同时采用火焰原子吸收法进行测定,建立了测定水环境中痕量锰的新方法。对影响浊点萃取的主要因素如pH、TritonX-114的用量、CCA用量、CPC用量、NaCl用量、共存离子影响、加热温度、加热时间、离心时间、冰浴时间进行了优化。在优化的实验条件下,Mn2+-CCA-CPC体系分离富集锰有很好地效果,能够很好的克服基体干扰,浊点萃取体系在锰含量0.3～1.5 mg·L-1时呈现良好的线性关系。方法的灵敏度为1.939 mg·L-1,精密度为0.39%,检出限为(3σ)0.27 μg·L-1。测定自来水与井水中的锰含量的结果为33.5和64.5 μg·L-1,同时做加标回收实验,回收率在99.1%～101.5%之间。符合国际标准,因此该方法能够成功应用到水环境中的锰含量的测定,结果令人满意。     

Consistency of the wave function equations of channel coupling array theory

In a previous article, Austern has claimed that certain wave function equations of an approximate form of the channel coupling array (CCA) theory of n-particle scattering are probably inconsistent. By imposing the relevant boundary conditions, ignored in Austern's work, the CCA equations are shown in fact to be consistent. Comments comparing CCA and the well-known CRC method are also included.