一种基于改进ORB算法的双目视觉测距方法

针对传统基于特征点图像匹配算法误匹配率高和 双目视觉系统测量精度低问题,提 出一种基于改进ORB 算法的双目视觉测距方法。首先采用引导滤波对图像进行预处理,然 后将FAST 检测得到的特征点作为中心,得到围绕该特征点的区域,将该区域进行分割, 分别求出左右区域的质心坐标,根据两质心坐标进行主方向的确定;再采用Sobel 算子计 算出像素点水平和垂直梯度,比较每个像素点对之间水平与垂直梯度中的较大值,把比较 结果串成一个二值位字符串的形式,从而形成描述符,采用汉明距离进行匹配;最后在测 量阶段用二维二次函数拟合的方法获得特征点的亚像素坐标,通过三角测量原理获得对应 特征点的空间三维坐标,从而得到被测物体的尺寸。实验结果表明,本文改进算法的匹配精度较 传统ORB算法提高35.25%,同时测量的最低相对误差达到0.428%,满足测量要求。     

基于Prewitt 算子的自适应弱小目标检测

针对工业现场中复杂背景下镁熔液弱小目标实时检测的难题,从图像识别的角度提出了基于Prewitt 算子的自适应背景预测算法.该算法首先使用Prewitt 算子对原始图像进行处理从而计算出图像最大灰度差,其次根据最大灰度差与每个像素点的灰度差的差异选择背景预测模型进行处理得到背景预测图像,然后用原始图像减去背景预测图像得到残差图像,接着对残差图像作帧差运算以及阈值分割运算得到二值图像,最后使用形态学运算获取最终的目标,并将该算法与最小一乘法的检测性能进行对比.Matlab 仿真结果表明,该算法不仅可检测到弱小目标,并且检测到的目标点面积增大了60％,检测时间减少了96.92％,为图像处理技术应用于工业现场实时检测镁熔液中弱小目标奠定了基础.     

基于DSP的双层流水线在弱小目标检测中的应用

针对工业现场中复杂背景下弱小目标检测的难题,提出了一种基于DSP的双层流水线的弱小目标检测新方法.该方法以双层流水线算法为背景,以半因果支持域背景预测为辅助,以DSP硬件图像处理系统平台为核心.利用C语言编写检测弱小目标的双层流水线算法,通过DSP集成开发软件Code Composer Studio 3.3进行移植、编译、调试及优化,将调试无误的算法程序烧写到DSP中,应用于高温镁熔液中弱小目标的检测.实验结果表明基于DSP的双层流水线方法可以有效检测出弱小目标,为实现工业现场弱小目标的实时检测奠定了基础.     

基于非线性扩散与高维M-SURF描述符的双目视觉测量方法

针对传统图像匹配算法存在误匹配率高和双目视觉测量精度低的问题,本文提出一种基于非线性扩散与高维改进加速鲁棒特征(modified-speeded up robust features, M-SURF)描述符的双目视觉测量方法。首先改进非线性扩散模型中的PM(Perona-Malik)模型,使图像中边缘区域得以平滑而维持内部平坦区域不变,再将扩散后图像与原始图像进行差分运算,利用KAZE算法检测特征点;然后采用环形邻域构建描述符,在对Harr小波响应值进行叠加时,根据与其垂直方向响应值的正负号进行多区间划分,生成高维M-SURF描述符;最后采用Hamming距离匹配,利用随机采样一致性(random sample consensus, RANSAC)算法剔除误匹配并筛选出测量所需的匹配点对,根据平行双目视觉测量原理获取匹配点对的三维坐标即可完成测量。实验结果表明,本文提出算法的匹配正确率较传统KAZE算法提高24.09%,测量最小相对误差达到0.375 6%,满足测量精度的要求。     

基于频域纹理消除的结构性纹理缺陷检测方法

针对金属加工表面等结构纹理表面图像缺陷检测问题,结构纹理的存在会对缺陷（比如划痕）检测带来干扰,该文开展在频率域中消除背景纹理的方法来进行缺陷检测的研究。首先基于傅里叶变换的图像复原技术,空间域图像中的结构性纹理对应傅里叶域中高能频率分量,使用最小二乘法直线拟合操作去除,并将这些能量设置为零,经傅里叶逆变换为空间域图像。在复原的图像中,原始图像中的结构纹理区域将变为近似的均匀灰度级,但其中缺陷部分将被保留下来。再使用统计过程控制来设置阈值的方法就能从复原图像中分离出缺陷。最后在一系列的结构性纹理图像上的实验证实了所提方法可行且有效。     

基于边缘拟合的双目视觉定位与测量方法

针对双目视觉定位与测量中某些被测物体角点不明显导致检测精度不高的问题,提出一种基于亚像素边缘拟合的双目视觉定位与测量方法。利用双目系统标定的结果对拍摄的图像进行去畸变和立体校正处理;使用Zernike矩方法对预处理的图像进行亚像素边缘检测,对获得的亚像素点进行聚类和拟合,计算拟合曲线的交点;根据对极几何原理来完成左右图像中的交点的立体匹配,利用视差及三角测距原理获得被测物体的位置信息及其尺寸。实验结果表明,新的方法能较好地解决角点不明显导致双目视觉立体匹配和定位精度问题,并能提高检测效率。     

基于DSP/BIOS图像处理的弱小目标检测

以数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)平台实现图像处理的应用开发一般较复杂,不利于复杂背景下弱小目标的检测.为提高检测程序执行的高效性和稳定性,提出了基于DSP/BIOS图像处理的弱小目标检测方法.该方法以高性能数字媒体处理器DM642为核心,以DSP/BIOS内核和动态调用API函数为辅助,以工业现场复杂镁熔液中弱小目标检测为载体,并通过数字I/O口的输出信号来判断检测的目标.经过不同条件下400次实验结果表明,综合检测率高达90.5%,与单线程DSP检测算法相比,检测率提高了11.04%,检测程序的执行效率和稳定性都得到提高.     

基于DSP的两帧差分和改进半因果弱小目标检测

针对工业现场镁熔液中弱小目标实时检测的难题,提出一种基于DSP的两帧差分和改进半因果支持域相结合的弱小目标检测新方法。该方法以DSP图像处理平台为核心,DSP集成开发软件Code Composer Studio 3.3为辅助,首先采用改进的半因果支持域模型对两帧原始图像进行背景预测,背景预测图像与原始图像相减得到残差图像;其次残差图采用两帧差分和自适应阈值分割处理得到二值图像;最后对二值图像形态学处理,获得真实弱小目标。实验结果表明：在相同实验条件下,该方法对序列图像的检测性能与已有文献进行对比,可以快速有效地检测到弱小目标,同时检测到的目标面积增大1.3倍,预处理时间减少34%,检测总时间减少20%,为工业现场镁熔液弱小目标实时检测奠定了基础。     

倾斜式测量系统的傅里叶变换轮廓术研究

在传统傅里叶变换轮廓术的研究基础上,本文提出了一种倾斜式测量系统的傅里叶变换轮廓术,该技术放宽了传统傅里叶变换轮廓术测量系统的三个约束条件:CCD成像系统的光轴不需要与参考平面垂直,即有一定的倾斜度;投射系统的出瞳和CCD成像系统的入瞳中心之间的连线不需要与参考平面平行;投射系统的光轴和CCD成像系统的光轴不在同一平面内,且不交于参考平面上一点. 并且通过严格的理论分析,推导出高度与相位之间的关系式,与传统傅里叶变换轮廓术相比较,在保证一定的测量精度的前提下,倾斜式测量系统具有更强的实用性和可操作性. 关键词： 傅里叶变换轮廓术 倾斜式 测量系统 相位