增强现实技术及其应用

增强现实是把计算机产生的虚拟物体或其它信息合成到用户看到的真实世界中的一种技术。实现虚拟信息与真实景象的正确匹配或有机结合是每个增强现实实用系统都必须完成的一项重要任务,它的具体实现依赖于计算机硬件和软件系统的相互配合及协调。该文介绍了增强现实的概念,增强现实技术的系统组成以及它的应用。在对理想意义上的增强现实系统所需具备的性能和已有研究成果所能提供的性能分析比较的基础上,该文提出了一些增强现实技术中还需要深入研究的问题。     

基于局部熵的高度场三角格网化研究

不规则三角格网表示以其优越的性能在地形高度场数据的简化中得到了广泛的应用.在不规则三角格网生成的过程中,插入点的选取是关系到最终简化后的地形逼近质量好坏的关键.由于我们通常对原始格网上的每一个点给出一个重要性度量,并以该度量值作为插入点选取的依据,因此重要性度量值计算方法的选取成为研究的重点.本文在对传统重要性度量方法的性能比较和分析基础上,提出了一种基于局部熵的重要性度量方法.实验结果表明,基于局部熵的插入点选取方法在各项性能上均优于局部误差估计的方法,并且有效的克服了以往方法中的"短视性"问题.     

地形导航中的3D地形跟踪方法

地形跟踪技术是飞行器自动导航的基础，激光成像雷达可以高精度实时获取前视距离像和3D地形图，从激光成像雷达所成前视距离像中可以识别飞行器前下方的地形（包括障碍物），人而为飞行器毛皮地形跟踪提供基础，在飞行器惯性作用下，研究了飞行器自动障碍物回避方法，推导了飞行器与规划航迹之间的3D空间关系，以飞行器自动障碍物回避为基础，建立了飞行器沿规划航迹飞行的地形跟踪方程。在参考地形图上进行了仿真实验。结果表明，3D地形跟踪方法，能够很好的满足飞行器自动导航的要求。     

基于低秩矩阵恢复的SAR图像相干斑抑制方法

针对合成孔径雷达(SAR)图像相干斑噪声的特点,提出了一种基于低秩矩阵恢复的SAR图像相干斑抑制算法。该算法首先对SAR图像进行对数变换,将SAR图像相干斑乘性噪声转化为加性噪声;然后对变换后图像等步长遍历提取图像子参考块,利用局部块匹配技术寻找子参考块的相似块组建相似子集,合并数据集中所有相似子集,构建近似低秩的矩阵;再通过低秩矩阵恢复算法将矩阵分解为低秩矩阵部分和稀疏矩阵部分;最后将低秩矩阵部分逆变换回图像块,基于图像块灰度值对图像的每个像素进行加权重构,生成相干斑抑制后的SAR图像。实验表明,文中所提出的算法能够有效抑制SAR图像中的相干斑噪声,同时很好地保留了边缘细节特征。     

二维平面内的增强现实虚实配准问题研究

增强现实是把计算机产生的虚拟物体或其它信息合成到用户看到的真实世界中的一种技术。实现虚拟信息与真实景象的正确匹配或有机结合是每个增强现实实用系统都必须完成的一项重要任务。文中在对二维平面内增强现实应用研究分析的基础上,重点讨论了图像分析技术在虚实配准问题中的应用,提出了一种基于数值背景表达的快速虚实配准策略,以提高虚实配准过程中场景特征点提取的精度和速度。     

基于Seam Carving的海天线检测算法

海天线在远距离舰船目标检测中具有重要参考价值。目前,主要的海天线检测算法有直线拟合法、基于加权信息熵、Hough 直线检测等,这些算法不同程度地存在运算量较大、应用场合受限等缺点。文中通过研究Seam Carving 原理,将该原理运用到图像中最高能量线的检测,通过计算图像中各点的梯度幅值,采用动态规划技术搜索最高能量线,实现了海天线的检测。实验结果表明,该算法不仅具有较高的检测率,同时具有适用范围广、运算量小、实时性强等特点。     

基于超像素时空显著性的运动目标检测算法

针对复杂背景下运动目标检测存在的背景干扰、目标分割不完整等问题,利用目标静态灰度特征和运动特征,结合目标运动连续特性,提出了一种基于超像素时空显著图的运动目标检测算法。首先对图像基于简单线性迭代聚类算法(SLIC)进行超像素分割,以初始超像素为节点、以运动特征差异性为边建立图结构对超像素区域进行合并,得到最终超像素图像,可以有效解决传统超像素分割方法过分割而导致目标被分为多个部分的问题;然后分别利用目标静态特征对比度和运动特征对比度,得到静态显著性图和运动显著性图,并融合得到最终的时空显著性图;最后利用恒虚警处理技术,结合运动连续特性实现目标的检测,可以有效减少虚警目标。实验结果表明,该算法针对复杂背景具有良好的鲁棒性,并且可以比较完整的保留目标的信息。     

非定标的虚实注册方法

增强现实是把计算机产生的虚拟物体或其它信息合成到用户看到的真实世界中的一种技术。实现虚拟信息与真实景象的正确匹配或有机结合是每个增强现实实用系统都必须完成的一项重要任务。它的具体实现依赖于计算机硬件和软件系统的相互配合及协调。在对基于位置跟踪和相机定标技术的传统虚实注册技术分析的基础上，讨论了仿射变换在增强现实中的应用，并提出了在全局仿射坐标系下获取像相对深度参数的一种新方法。     

基于熵特征的快速格网逼近

不规则三角格网表示以其优越的性能在地形高度场数据的简化中得到了广州应用。在不规则三角格网生成的过程中,插入点的选取是关系到最终简化后的地形逼近质量好坏的关键。由于通常将在每一个点上计算得到的重要性测度作为插入点选取的依据,因此重要性测度准则的选取成为研究的重点。文中在对传统重要性测度计算方法的性能比较和分析基础上,提出了一种基于局部熵的重要性测度计算准则。实验结果表明,基于局部熵准则的插入点选取方法在各项性能上均优于传统的方法,并且有效地克服了以往方法中的“短视性”问题。     

前下视红外图像中复杂地面背景下的目标定位

对于地面背景较复杂条件下的目标定位问题,目标模板匹配算法是一种有效的方法。将隐马尔科夫统计模型引入到目标模板匹配,并结合离散余弦变换,给出了一种图像相似性测度。采用真实的中波红外图像验证了该相似性度量的性能。实验结果表明,该测度适用于红外图像的模板匹配问题;且该相似性测度对噪声不敏感,优于常用的以相关系数为测度的方法。