基于特征点匹配的图像配准算法精度提升方法研究

图像配准是多种图像后续处理的基础,较为常见的有图像融合,图像拼接、图像的三维重建等,这些后续操作都需要在一个好的配准前提下才能完成,因此,对于图像配准精度改进的研究具有很重要的实际应用价值。对基于特征点匹配的图像配准算法提出了几个配准精度提升的方法,这些方法分别针对特征检测精度的提升和特征匹配精度的提升来达到图像配准精度提升的目的。     

图像配准中几种特征点提取方法的分析与实验

研究了图像配准中常用的几种特征点提取方法。基于图像配准对特征提取方法的特殊要求,提出了一组量化的特征提取方法评价因子,能用于合理评价各种方法的性能、优点与缺点,为这些方法的改进提供指导性意见和比较依据。通过大量的实验,利用评价因子比较和分析了上述的几种常用特征提取方法的优缺点、适用环境,并提出改进建议。     

一种基于场景轮廓特征的三维地形重建方法

为了提升双目视觉系统三维重建的准确性和实时性,提出了一种基于区域分割和匹配的方法。针对实际场景中存在大面积灰度相近区域的现象以及稠密三维重建存在实时性差的问题,采用分水岭算法提取区域轮廓进行三维重建;针对轮廓边缘的误匹配问题,建立区域匹配和边缘点匹配的双重约束条件进行优化匹配;根据平行轴双目立体视觉模型进行三维重建。结果表明:采用轮廓特征进行匹配因其匹配点数大为减少,匹配用时提高了90%;由于采用了双重匹配策略,匹配和重建的准确性得到了保证。     

基于特征点自动匹配的红外图像配准研究

在模糊和含噪声的红外图像配准中,利用角点检测实现特征点的选择,在提高角点提取效率的同时又保证了角点提取的精度。根据互相关的双向匹配实现对应特征点的自动匹配,然后由对应的特征点对估计出仿射变换的参数。实测的数据和计算结果表明,这种方法对于双波段红外图像的配准是有效的,而且有利于后续的图像融合。     

基于三维激光扫描和BIM的构件缺陷检测技术

为了自动检测建筑构件的在生产及运输过程中产生的缺陷,提出了基于三维激光扫描和BIM模型的建筑构件检测方法。首先利用三维激光扫描仪获取构件对象的实际点云,并通过弦高偏差法实现点云去噪,同时基于BIM搭建构件的三维模型,通过stl文件将模型对象转换为期望点云。然后分别利用PCA算法和基于K-D树的ICP算法实现点云的初始配准和精配准。最后利用局部均方根值评估构件的误差大小,并通过基于霍夫变换的线性回归分析方法实现了误差量化。通过实例验证了所提算法的可行性与准确性。     

一种基于Canny边缘的红外与可见光图像配准算法

针对异源传感器在图像配准时如何精确地找到相应的匹配特征问题,结合红外图像与可见光图像的特征,利用2种传感器对同一场景成像时具有一定的边缘轮廓相似特性,提出了提取图像的Canny边缘,在边缘轮廓上根据边缘曲线上像素点的位置夹角的相似性寻找对应匹配点,通过仿真和实验数据与真实值的比较验证算法的有效性和配准的精度.     

基于CT切片特征匹配的三维体重建

详细描述了医学解剖学切片图数据读取,特征提取和特征匹配.引入了解剖数据读取方法,叙述了切片匹配的两个过程:特征提取和特征匹配.提出了一种新的有效的特征匹配方法.所有切片图象在匹配之前首先进行了预处理(如滤波、二值化、细化等过程),特征是分区域进行提取的.匹配方法分两步,首先按照对应特征点之间距离的方法匹配特征点,然后用矩的方法进行切片之间匹配.体重建过程中还使用了三维等值面和插值方法.实验结果证实这种特征匹配方法不仅快速而且准确.     

基于图像处理技术的电能表外观检测系统

为适应智能电能表自动化检定的要求,设计了由图像处理技术完成外观检测功能的系统,实现了外观检查的自动化,解决了人工检测方法工作量大、效果不佳的问题。系统采用高性能CCD相机完成图像采集,确保图像信息丰富完整。利用图像平滑去噪、形态学处理等技术完成图像的预处理,大幅降低后续比对的难度。运用基于高斯金字塔的混合配准算法完成图像配准,最终实现待检图像与模板图像之间匹配程度的检测。该方法检测时间短,正确率高,已成功应用于省级计量中心电能表自动化检定线,满足生产需求。     

无人飞行器视觉SLAM特征检测和匹配算法研究

近几年图像局部特征检测和描述在机器人视觉中得到了广泛的应用,鲁棒的、快速且高精度的视觉特征检测和描述算法对飞行器进行实时的位姿估计和地图构建具有决定性意义。本文针对四旋翼无人飞行器平台的RGB-D传感器同时定位与地图构建(SLAM),讨论FAST、STAR、SIFT和SURF等检测算法和ORB、FREAK和SURF等匹配描述符的性能,对不同的特征算法进行对比评估出最合适的特征检测方法和匹配描述符。最后,基于Eclipse与OpenCV平台进行了实验,实验结果表明FAST检测和FREAK描述符比其他方法更适用于四旋翼飞行器在板视觉SLAM,且能基本满足实时性。     

基于小波变换的脑部医学Demons图像配准

非刚性配准是医学图像处理的一个重要研究方向。针对Demons衍生出的一系列经典的配准算法在医学图像应用上计算复杂、方向信息不足问题进行了研究。基于光流场模型的Demons算法依赖图像灰度梯度是图像发生变形,当缺乏梯度信息时,力不能确定,因而容易造成误差,并且该算法仅适合于单模态图像配准。为此本文提出了一种基于小波变换理论的频域Demons配准处理方法(B-Demons)。该方法利用小波变换能够对各个尺度、方向和位置实现较好定位的优势,通过高频、低频的图像变换反映出图像的特征信息。实验结果证明了算法的有效性和鲁棒性。     

基于立体视觉的空间运动分析

利用摄影测量方法和计算机视觉技术得出了一套完整的、由双目立体序列图像确定场景中目标运动信息的方法与步骤。讨论了双目立体视觉系统的在任检校,相关系数和松弛法相结合基于点特征的物体运动、立体匹配,运动前后三维特征点的对应,以及利用能减少待定变量、降低计算复杂性、提高算法精确性的反对称矩阵分解算法求解运动参数(R和T)等问题。给出了从一组真实图像中获取目标运动参数的计算结果。     

基于快速骨架提取的三维目标识别

针对三维目标识别问题,提出了一种基于快速骨架提取的方法。根据骨架所反映的目标拓扑结构,建立了不同目标局部结构之间的对应关系;而在对应的局部曲线段上,采用基于曲线配准的方法进行匹配;以各个局部匹配的成本之和评估不同目标的相似性.这种方法在目标出现一定程度的视觉变形时仍具有较好的识别效果,同时避免了基于曲线方法的匹配目标的局部,而忽略局部之间相互的空间组织的缺点所造成的误匹配.算例结果表明这种算法对于三维目标有较好的识别效果.     

基于快速骨架提取的三维目标识别(英文)

针对三维目标识别问题,提出了一种基于快速骨架提取的方法。根据骨架所反映的目标拓扑结构,建立了不同目标局部结构之间的对应关系;而在对应的局部曲线段上,采用基于曲线配准的方法进行匹配;以各个局部匹配的成本之和评估不同目标的相似性.这种方法在目标出现一定程度的视觉变形时仍具有较好的识别效果,同时避免了基于曲线方法的匹配目标的局部,而忽略局部之间相互的空间组织的缺点所造成的误匹配.算例结果表明这种算法对于三维目标有较好的识别效果.     

基于彩色结构光的自由曲面三维重建方法

彩色结构光三维重建过程中,系统的非线性耦合以及待测曲面的拓扑结构等均会对结构光解码产生影响,从而导致调制条纹漏检和颜色码误识别.为解决这一问题,提出一种基于彩色编码结构光的三维重建方法.利用YUV颜色通道对调制条纹进行滤波差分投影处理,通过调制条纹的波形分布提取中心特征线;利用颜色聚类方法精确获取调制条纹的颜色码信息值...     

基于插值算法的立体显示的图像合成与嵌入式实现

在多视点自由立体显示中,针对柱透镜光栅参数与显示器像素不匹配造成的串扰问题,提出利用图像插值的合成方法对图像进行缩放处理。以9视点为例,提出缩放比例系数k,实现双线性插值算法的改进。嵌入式样机测试结果表明,该方法能够满足显示器像素宽度与柱透镜参数的完全匹配,串扰度从13.55%降低到1.40%,降低了12.15%,图像分辨率明显提高,立体显示效果更好。     

基于Unity 3D的霍尔效应实验虚拟仿真平台设计与实现

基于Unity 3D设计了霍尔效应实验虚拟仿真平台.该平台利用3ds Max构建三维模型,并将生成的FBX文件导入Unity 3D资源管理器,使用C#语言编写脚本,控制相应模型实现各种状态的动态响应,在Windows平台上运行实现霍尔效应实验.该虚拟仿真实验平台可激发学生的兴趣,提高学生的实验技能,改善教学效果,同时,解决了目前实验教学中普遍存在的硬件资源不足、仪器设备易损坏等诸多困扰.     

基于二值化调制度层析的快速在线三维测量算法

提出了一种基于二值化调制度层析的快速在线三维测量算法.对物体调制度信息进行层析分析,有效提取反映物体形状特征的层析信息,并将该双准确度层析信息进行二值化,以该二值化层析信息为模板,进行像素匹配,可实现快速在线三维测量.为验证该算法的可行性和有效性,进行了实物测试实验,该算法与提取调制度特征区域实现像素匹配的方法进行对比测试.实验表明,该算法具有很好的测量准确度,有效地调高了测量速度.     

激光光刀法三维测量系统中的光谱匹配问题

用激光光刀法三维工业测量系统在室外进行大型堆场体积测量时，太阳幅射形成强烈的背景噪声，严重影响激光光刀图像的对比度，甚至湮没掉光刀图像。通过埘太阳光谱特性、大气吸收特性、被测物体的反射特性、光学成像系统的透过特性及CCD图像传感器的光谱响应特性的分析，提出了激光波长的选择与CCD光谱响应特性的匹配原则，并给出了相应实验结果。     

基于物体特征有效提取和离散点三维重建的3D扫描系统原型研究

针对3D扫描技术的近期发展情况,以及市场关于被摄物体特征有效提取的迫切需求,通过系统的对照相机和投影仪测量的方法与计算,利用离散点三维重建算法、标准化算法详细分析了,作为3D扫描原型系统的关键技术,并深入的对三维坐标重复演算的过程,进行了实践研究与计算,论证了基于投影光编码技术的3D扫描仪原型系统,在物体特征有效提取和离散点三维重建中完全可以高效应用;同时,使用焦距标准化运算、逆向倾角变形运算、逆向扭曲变形运算三种方法,综合论述了物体特征有效提取和离散点三维重建过程的相关内容,测试了原型系统对真实文物的扫描情况,展开了该原型系统可应用于不同材料,不同种类物体的扫描,并能有效的进行数字化物体特征识别的研究结论。     

剂量引导精确放射治疗中三维评价算法设计及实现

针对临床剂量学验证中二维评价方法只能反映每张平片上剂量分布情况, 并根据剂量引导精确放疗系统中三维剂量验证需求设计算法实现对三维剂量分布的比较。 根据公式, 在Visual C++控制台下实现剂量偏差、 位置偏差及γ分析三维评价算法。 设计两个计划进行算法验证: 计划1为方野照射等效水, 用于验证算法的正确性; 计划2为适形野照射仿真头模, 用于验证算法的实用性。 结果表明, 计划1中, 对剂量偏差,容许值范围内通过率为100%; 对位置偏差和γ分析, 容许范围内通过率为100%,容许边界值处为100±7.7%。 计划2中, 3种算法通过率分别为88.35%、100%和95.07%。 这说明该算法可用于剂量引导精确放疗系统中实现三维剂量分布的评价。