基于光照不变图像的阴影图像道路及导航线提取算法

针对有阴影情况下的道路及导航线提取问题,提出一种基于光照不变图像分割和投票函数的阴影道路图像道路及视觉导航线提取算法,该算法利用正交分解法获取彩色光照不变图像,并对其进行分割,通过构造的投票函数及道路判别准则提取道路区域,扫描道路定位点后对其进行最小二乘拟合提取导航线。该方法不需要大量样本进行学习。实验结果表明,所提算法与现有两种算法相比,在检测精度和速度上均具有明显优势,并且算法复杂度较低。算法能够有效地解决阴影环境下道路及导航线的提取问题。     

复杂工况下视觉AGV导航标识带中心线的提取研究

针对光照不均匀、导航标识带破损、少量杂物干扰的复杂工况条件下,对视觉AGV采集到的路面导航标识带图片进行特征提取,采用灰度化、中值滤波进行了图像预处理,研究了Otsu法和迭代法等动态阈值分割算法以及形态学在图像分割中的应用,并对预处理图像作了分割对比实验。然后对分割后的图像进行边缘提取,分析了基于最小二乘法和Hough变换算法的直线拟合原原理,提出了Hough算法下基于边缘线的中心线拟合算法,并作了直线拟合对比试验。实验表明,复杂工况下,采用基于形态学和Otsu算法相结合的方法对图像进行分割,得到的二值图像边界更完整,效果更好,基于Hough变换算法较最小二乘法能更精确有效地提取出导航标识带中心线及其方程。     

基于ARM的视觉导航AGV图像处理方法研究

为了实现更加简单高效的标识线图像的检测与处理,提出了一种优化的基于ARM的视觉导航AGV标识线图像处理方法。首先对采集到的图像进行灰度化处理并使用Otsu算法对图像进行阈值分割;然后采用优化的中值滤波算法进行图像滤波并使用高效的边缘提取策略获取路径边缘特征;最后采用角度判断的方法剔除错误点并使用最小二乘法拟合成路径的中心线。实验结果表明,该方法有较高的准确率和较好的实时性,可以满足工业生产中的实际需求,适用于基于嵌入式系统开发的视觉导航AGV。     

基于机器视觉的农田作物行检测

为了快速有效地提取作物行,提出了基于机器视觉的农田作物行检测方法.图像预处理过程中,用中心线检测算法代替垂直投影法获得作物行信息;直线检测中提出了一种基于随机方法的新算法.该算法首先在由图像定位点构成的数据空间中随机选取两个不同点,这两点决定一条直线;然后在一定的距离容忍度下,得到一个沿直线方向的条形区域,并在此区域内搜索定位点的个数;最后根据阈值规则,判断该直线的真实性.针对大量不同生长时期、不同光照条件下麦田图像的处理,结果表明,一幅图像的处理时间约为120 ms,能够快速准确地提取作物行.对比该算法与霍夫变换和随机霍夫变换,证实了它具有节省内存、速度快、抗干扰等优点.     

基于DM6467的视频图像增强系统研究

针对雾气环境下实际图像亮度/对比度不佳的情况,提出了整体灰度拉伸和局部对比度增强算法,改善了图像的亮度和对比度。采用基于暗原色先验的图像去雾算法来去除视频监控中常常遇到的雾霾影响。为了消除块效应,将图像分成最小的块,即对每个像素提取暗原色,并采用邻近相似性原则修正暗原色,MATLAB仿真表明,改进后的算法可以很好地去除图像中的雾气。最后,完成了基于达芬奇DM6467的图像增强算法软件开发,实现了4路视频的输出、切换和图像增强。增强后的图像,其SSIM指标可提高50%以上,该系统可以有效地去除雾气对图像的影响,满足图像去雾增强的需要。     

基于累积梯度的裂缝提取算法

受光照条件和噪声影响, 采用摄像方法检测裂缝时, 常用的边缘提取算法适用性较差。为此, 提出累积梯度算法用于计算裂缝边界。首先采用自适应二值化方法和图像形态学操作得到掩模图像。将掩模图像作用于原始图像, 得到扩充的裂缝区域图像。对该图像进行迭代膨胀, 对图像灰度值相加得到累积灰度值, 再用膨胀前后2幅图像的累积灰度值相减其差值最大时为累积梯度, 并将膨胀前的图像作为提取的裂缝。实验结果表明该方法能够在复杂背景下提取得到裂缝。     

基于纹理分割和Top-Hat变换的合成孔径雷达与可见光图像增强融合

针对目前合成孔径雷达(SAR)与可见光图像融合结果目标信息缺失、对比度不高的缺点,提出了一种基于纹理分割和top-hat变换的图像增强融合算法。将SAR图像灰度共生矩阵的熵纹理特征图进行阈值分割,提取SAR图像的感兴趣区域(ROI);并对SAR和可见光图像进行非下采样Contourlet变换(NSCT)分解,低频系数采用基于区域的融合规则,在感兴趣区域内选择SAR的低频系数。对低频系数进行top-hat变换得到显著化的图像亮、暗细节特征,并加入到低频系数上形成低频合成系数;高频子带系数采用局部方向信息熵显著性因子取大的融合规则;对融合系数进行NSCT逆变换得到最终的融合图像。实验证明了本算法的有效性。     

多尺度窗口的自适应透射率修复交通图像去雾方法

基于传统暗原色先验原理的图像去雾算法存在的"halo"效应,且图像中明亮区域存在颜色失真现象,针对此问题,本文提出了多尺度窗口的自适应透射率修复交通图像去雾方法。首先,利用新的8方向边缘检测算子求取图像中景深突变区域,根据暗通道先验理论和前一步求得的景深突变区域,在景深变化较大区域使用5×5的窗口,景深变化较小区域则使用15×15的窗口得到暗原色估计图。同时,针对暗通道先验原理对近景部分存在白色区域时透射率估计不准确的问题,引入了自适应透射率修复方法,通过引导滤波器得到边缘增强后的暗原色图像,并利用其与原暗原色图像的纹理差对近景区域的透射率进行修正,完成图像去雾。实验结果表明:双边滤波和梯度双边滤波两种算法均存在halo现象,并且在包含白色物体的明亮区域色彩失真严重,客观评价指标失去意义;相比于引导滤波,本文去雾算法的各项指标均有所提高,其中平均梯度平均提高了8. 305%,PSNR平均提高了12. 455%,边缘强度因子平均提高了7. 77%。本文算法有效解决了复原图像中"halo"效应现象和明亮区域颜色失真现象,去雾效果最优。     

基于改进暗原色先验和颜色校正的水下图像增强

水下图像成像过程与雾天图像类似,但传统的去雾方法用于水下图像处理效果欠佳。针对水下捕获图像存在颜色衰减严重和蓝(绿)色基调的问题,提出了一种基于改进暗原色先验和颜色校正的水下图像增强方法。结合光在水下的传播特性,对空气中的暗原色先验去雾算法进行改进,在求取水下暗原色通道和图像背景光时考虑红色通道的逆通道;提出先采用改进的水下暗原色先验法去除后向散射光,再通过白平衡算法对增强后的水下图像进行颜色校正的方法。实验结果表明,相比于传统算法,本文的方法在处理后向散射严重的水下图像时,可以获得更高的清晰度和对比度。     

基于非线性偏微分方程的灰度图像骨架线提取方法

基于变分法提出用于计算灰度图像梯度矢量场的非线性偏微分控制方程,利用图像梯度矢量场的拓扑性,可实现骨架线的提取。该方法的主要优点是它的简单性,可直接应用于灰度图像,不需要任何的分割处理。把提出的方法应用于牛顿环干涉条纹中,并与广泛使用的分块二值化细化算法和极值跟踪法进行了比较,实验结果表明了本方法的良好性能。     

一种基于双目视觉技术的运动线缆空间位姿测量方法

为了测量柔性运动线缆的空间位姿,提出了一种基于双目视觉的中心线匹配法,可以对长径比较大的柔性线缆类零件的空间位姿进行光学测量。通过运动估计方法提取ROI(感兴趣区域),对ROI进行二值化处理,再通过细化算法提取区域的骨架作为中心线,结合极线约束寻找中心线上的匹配点对,重建中心线上点列并拟合空间中心线。建立了实验系统,通过实验测试表明,该方法平均测量误差为0.09mm,证明了实验方法的正确性和可行性。     

基于二维直方图和模糊熵准则的阈值化方法

图像分割是图像分析、识别和理解的基础。图像分割主要是指将图像分成各具特性的区域并提取出感兴趣目标的技术,其研究多年来一直受到人们的高度重视;阈值化法是图像分割的一种重要方法,在图像处理与识别中广为应用;针对图像分割中细节往往被忽略导致后续处理困难的问题,基于模糊关系和最大模糊熵原理提出了一种阈值化方法,对二维直方图进行模糊分割;为了获得图像分割中的细节,提出的方法根据最大熵原则自动确定模糊区域和门限,进而获得二维模糊熵和遗传算法最优解,最后获得图像细节;通过对不同灰度水平和颜色类型图像进行实验比较,实验结果表明提出的方法优于二维非模糊方法和一维模糊熵分割法,得到该方法在图像分割中获得细节的结论。     

基于OTSU多阈值分割算法的激光线扫点云数据表达及精简方法研究

激光线扫方式获取的点云数据量庞大,不利于点云数据的存储、处理与分析。为了对激光线扫点云数据进行有效精简,提出了一种基于OTSU多阈值分割算法的激光线扫点云数据表达及精简方法。基于点云数据坐标与图像灰度值的映射,采用OTSU多阈值分割算法进行区域分割,并将分割后的各区域进行边缘提取及细化处理。根据原映射关系将细化的二值图像重新以点云方式表示,即得到精简的点云数据。在保持原有点云数据关键信息完整度的基础上,可有效地精简点云数据。实验结果表明:基于OTSU多阈值分割算法可有效地精简点云数据,同时能够有效地去除扫描过程中的背景干扰数据,具有较大的适用性和实际应用参考价值。     

一种提高可见光遥感图像黑极性舰船目标检出率的方法

针对遥感卫星和高空无人机在海上航拍的可见光遥感图像中黑极性舰船目标检出率低的问题,提出了一种基于暗原色先验和恒虚警率原理的舰船目标检测方法。这种方法先对目标图像进行预处理,得到其暗原色图(Dark Channel Image,DCI);再将DCI作为二维恒虚警(2-D CFAR)检测法的输入,以局部统计灰度均值和方差作为目标检测特征,通过选择合适的目标判定阈值及目标空间分布信息完成疑似目标定位;疑似目标集合可以有效地被舰船目标特征矢量进行检验,根据得到的结果判定虚警是否去除,最后得到最终目标检测结果。实验结果表明,该方法对于可见光遥感图像中的舰船目标有较为准确的检测效果,总检出率可达96.07%,并且对人眼视觉不易判别的黑极性目标有着类似“放大镜”的作用,对黑极性舰船目标的检出率可达86.71%,较大地提高了可见光遥感图像中黑极性舰船目标的检出率,对优化黑极性目标检测方法创新有一定的指导意义,也为暗原色先验原理的应用提供了新思路。     

基于灰度信息的动场景视频序列中运动对象的提取

提出了一种基于视频序列灰度信息的运动对象提取方法。该方法采用改进的Sobel算子提取边缘图像,依据边缘信息将视频图像分割为不同的灰度连续区域。在各灰度连续区域中,选取特征点进行匹配获得特征点对。根据特征点对合并灰度连续区域,获得全局运动参数。采用具有自适应帧间隔的帧差交集法,获得图像中运动对象区域。结合灰度信息和运动信息,分割出运动对象。实验结果表明,该算法可以有效地将运动对象从视频序列中提取出来。     

基于暗原色先验的遥感图像去雾方法

针对雾天条件下获得的遥感图像清晰度、对比度和色彩保真度下降,继而影响遥感图像后续应用的问题,考虑到遥感图像数据量大、景深变化小、几乎不含有天空区域的特点,提出一种改进的基于暗原色先验规律的遥感图像快速去雾方法。在保证去雾效果的前提下,对原暗原色先验去雾算法做出了针对性的改进,采用直接求取每个像素点r、g、b三个颜色通道强度值的最小值来获取图像的暗原色图,该方法大幅降低了算法的复杂度,避免了繁重的计算。实验结果表明,改进的去雾算法能够快速有效地去除雾对遥感图像的干扰,提高图像清晰度,还原景物真实色彩,处理时间仅为原算法的2%,可以满足遥感图像实时处理的要求。     

基于双阈值视觉注意模型的图像关注焦点检测

 图像关注焦点（FOA）检测是基于人眼视觉关注模型的图像感兴趣区提取的关键技术。为了更加精确、合理地搜索图像关注焦点,提出一种基于双阈值视觉关注模型的FOA检测算法。算法首先提取图像的亮度、颜色、方向和离散矩变换（DMT）特征,生成各个特征对应的特征图;然后将各特征图合并为一张包含多种特征的显著图;最后根据显著图的灰度直方图建立静态阈值与动态阈值,确定图像关注焦点的位置与数量。实验结果表明：新算法在图像关注焦点检测的准确性上较Itti模型有更为优秀的表现,更符合人眼视觉的关注习惯。     

基于大气多散射模型和超像素分割的图像去雾

通过分析大气粒子对光线的多次散射作用,利用大气点扩散函数作为卷积核,基于暗原色图像复原理论,建立了基于多次散射的雾天成像模型,并以函数形状相似性为依据,利用广义高斯分布定量估计出大气点扩散函数核函数在图像域下的相关参数.针对传统暗原色理论以固定大小图像区域估计透射率的不足,提出了基于超像素分割获得景深一致的图像分块方案,通过区域合并,获得更为精准的天空检测效果;基于暗原色先验理论分别估计天空和非天空区域的透射率,并对天空区域的透射率进行修正,不但减少了天空色彩失真,同时也消除了复原结果的光晕现象.本文从主观和客观两个方面将所提出的去雾方法和其他算法进行了对比,结果表明,本文提出的去雾算法能够在较短的运行时间内获得对比度较高、细节信息丰富的去雾结果,具有较好的鲁棒性.     

基于人眼视觉注意和图像聚类分析的ROI提取方法

针对Itti的视觉注意模型不能很好地反应区域的边界和形状问题,提出了一种改进的自底向上(BottomUp)的视觉注意模型。在经典的Itti模型基础上,用小波变换取代了高斯金字塔分解,改进了初始视觉特征的合并策略以得到图像的视觉显著图,结合彩色图像聚类分析方法完成图像的感兴趣区域自动提取。实验结果表明,自动提取的感兴趣区域更符合人眼的实际观察效果,在复杂背景下的提取效果大大优于传统的感兴趣区域提取方法。     

基于开运算暗通道和优化边界约束的图像去雾算法

将有雾图像分割为非天空区域和天空区域,对于非天空区域,提出一种优化的暗原色先验思想,即开运算暗通道算法;对于天空区域,引入具有保边去噪的双边滤波算法,提出一种改进的边界约束算法.运用两种算法分别估计两个区域的透射率,然后利用大气物理散射模型复原各区域,最后合并两个无雾区域得到去雾图像.实验结果表明,该算法很大程度提高了有雾图像尤其是含天空的有雾图像的图像对比度,改善了颜色失真问题.