基于线性方向特征的高分辨率遥感图像道路提取研究

当前高分辨率遥感图像自动识别技术的关键就是图像的特征提取。针对传统道路提取自动化程度较低,提取精度不高等问题,提出一种基于线性方向特征的道路自动提取算法。首先,利用图像光谱特征进行图像预处理;其次,运用傅里叶变换在频率域上进行Gabor滤波,通过优化滤波器的尺度、频率和方向参数达到识别道路线性方向特征的目的;再次,通过图像二值化并采用形态学的图像后处理方法提纯道路。以南京主城区QuickBird遥感影像为实验数据,选取3块具有典型特征的区域完成道路提取。研究结果表明3块区域道路提取的平均精度达到95.67%,合理地验证了该算法对于高分辨率遥感图像复杂的城市道路提取具有一定的可靠性。     

GIS数据约束的海岸带SAR图像多尺度分割

针对海岸带区域地理信息系统(geographic information system, GIS)矢量数据和合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像所表达信息的不同,探讨多尺度GIS矢量数据约束下的高分辨率SAR图像多尺度割. 在县级GIS矢量数据约束下,利用分形网络演化分割方法对高分辨率SAR图像进行分割,得到第1层分割结果. 然后在省级GIS矢量数据约束下,对第1层分割结果进行聚合,得到第2层分割结果. 该方法既能实现GIS矢量数据约束下的高分辨率SAR图像多尺度分割,获得满足GIS矢量数据约束和根据后向散射特征聚合的多尺度分割结果,又能消除瞬时SAR图像海岸线不确定的不足. 利用一幅天津地区的SAR图像进行实验,证实了该方法是一种有意义的图像多尺度分割方法,且得到的分割结果可用于有特定需求的图像分析和统计.     

一种结合全局和局部特征的图像描述生成模型

针对局部特征的图像描述模型存在的不足之处,提出了一种结合局部和全局特征的带有注意力机制的图像描述生成模型.在编码器-解码器结构框架下,在编码器端利用InceptionV3和VGG16网络模型分别提取图像的局部特征和全局特征,将两种不同尺度的图像特征融合形成编码结果.在解码器端,利用长短期记忆网络将提取的图像特征翻译为自然语言,借助微软COCO数据集进行模型训练和测试.实验结果表明:与基于局部特征的图像描述生成模型相比,该方法能够从图像中提取更加丰富完整的信息,生成表达图像内容更加准确的句子.     

基于卷积神经网络和投票机制的轨道板裂缝检测

现有的检测方法对轨道板细微裂缝和夜间拍摄的裂缝图像存在误检和漏检的现象,为此提出了一种基于卷积神经网络的改进方法。将特征图分组后用注意力机制强化各组向量的特征表达,以动态聚合弱分类器预测结果的方式得到最终的裂缝置信度。借助投票机制有效降低最终的预测偏差,提升模型的鲁棒性。实验结果表明：该改进方法在减少模型参数的情况下,在裂缝数据集上的准确率提升1.6%,在CIFAR-10数据集上的准确率提升2.8%。     

结构表面裂缝宽度的数字光测法研究

结构表面裂缝不仅会影响结构的美观,还可能影响到结构的正常使用与耐久性,当裂缝宽度达到一定的数值时,还引起使用者的不安且危及结构的安全。针对采集到的裂缝图像特征,介绍了采用裂缝定量分析法进行图像处理的方法,并利用图像处理的优势,通过编制的图像处理程序快速计算出研究区域每一点的裂缝宽度及其方差。计算结果表明:该定量分析法处理裂缝图像效果好、数据稳定且简单易行.相关的计算结果可为实际工程的安全可靠性评估提供较准确的基础数据。     

基于SIFT特征检测的图像拼接

针对图像拼接方法中存在的特征提取精度低,以及拼接后存在的拼接裂缝和"GHOST"现象等问题,基于SIFT特征检测的图像拼接.通过采用图像特征点提取和匹配有较强的稳定性和精确度的SIFT特征检测算法,且通过采用较低复杂度的动态规划算法找到最佳缝合线,最后对拼接后的图像通过泊松融合进行平滑处理来完成图像的拼接,并采用自行拍摄的图像进行仿真实验.仿真实验结果表明,基于SIFT特征检测的图像拼接方法具有较高的稳定性和特征提取精度,同时具有较低的特征点提取误差,并对图像拼接中存在的拼接裂缝和"GHOST"现象有很好的抑制作用.     

一种基于四叉树划分的改进ORB算法

原ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)算法提取的图像特征点经常出现"扎堆重叠"现象,其分布较为密集且缺乏尺度不变性,因而容易造成图像特征点误匹配的问题.为了解决该问题,提出了一种基于四叉树划分的图像特征点提取算法.首先对图像建立尺度金字塔,然后使用四叉树划分图像并限制划分深度.用加速...     

非穿戴指势手指三维定位

根据小波变换在时域和空域均具有优异的局部化特征,基于背景差分,利用小波多尺度特性进行小波多尺度 变换,提取视频运动对象并抑制阴影. 根据手指在图像中的空间位置关系,基于阈值分割与色彩信息融合方法,提取手 指区域. 融合手指指尖特征点、指势手指的手臂中心轴线及其外极线的多几何约束的立体匹配策略,采用求解反对应方 法,确保手指特征匹配的正确性. 实验验证了文中所提方法能有效定位指势手指的三维信息.     

面向对象的机载LiDAR数据建筑物提取

基于LiDAR数据,提出一种由粗到细的面向对象的建筑物自动提取方法.首先通过机载LiDAR数据构建出归一化数字表面模型(normalized digital surface model, nDSM),利用首尾两次回波高程计算出归一化差值(normalized difference, ND),并采用形态学运算消除边缘特殊回波点.基于nDSM和ND数据,依据建筑物的高程及穿透性信息,用阈值分割法进行建筑物粗提取.结合nDSM和ND数据以及强度信息,对粗提取得到的备选建筑物采取多尺度分割,合并亮度值相差较小的邻近分割结果对象,达到对分割结果的优化处理.最后利用目标对象的亮度、形状、面积和空间关系等特征,完成建筑物的精提取.实验结果表明,该方法可得到较高精度的建筑物信息,是基于机载LiDAR数据提取建筑物的新思路.     

基于改进ORB特征检测的多视角图像拼接

针对多视角图像拼接方法中存在的实时性较差,以及拍摄图像是存在运动物体产生的拼接裂缝和"GHOST"现象,提出基于改进ORB特征检测的多视角图像拼接.通过对ORB算法的改进使得图像的特征点提取和匹配有更高的实时性和稳定性,且通过采用较低复杂度的动态规划算法找到最佳缝合线,最后对拼接后的图像通过泊松融合进行平滑处理,从而对多视角图像中存在的拼接裂缝和"GHOST"现象有很好的抑制作用.     

面向对象的无人机影像地物分类

为了对农村用地进行有效分类,本文选取面向对象的分类方法,利用某农村的无人机航摄影像提取其土地类别信息。首先对无人机获取的原始影像进行预处理;然后对研究区反复进行分割实验,选取最优的分割尺度,在不同层次进行最优尺度地物分割;最后根据地物矢量、光谱、形状等特征差异,对最优分割尺度层上的地物进行最适宜的分类规则的建立,进而在每一层提取土地利用信息。利用单一尺度分割分类进行对比实验,选取734个样本进行精度验证,研究结果表明：多尺度多层次分割分类的总体分类精度可达84.20%,kappa系数为0.806 2;单一尺度分割分类总体精度仅为77.11%,kappa系数为0.721 4。由此可见,本文研究所采用的数据和区域内的类别的分类精度更高。     

一种快速鲁棒的车辙检测方法

提出了一种基于激光三角法的快速路面车辙检测方法. 采用横向投影确定激光线的范围,并通过分段直线拟合去除激光线范围内粗差,然后用贝塞尔曲线对激光线进行拟合,快速稳定地提取出激光线. 为了提高测量精度,提出了基于不规则三角和标定点网格测量点的物方坐标反算方法. 对试验路段的检测结果表明,该方法能以每秒80次的采样频率进行车辙测量,检测结果与人工检测结果吻合较好,可作为路面车辙测量工具用以代替人工检测.     

自动图像拼接中的一种特征提取和匹配方法

在比较目前特征提取和匹配的几种方法比较的基础上,提出了一种基于改进特征提取和匹配的拼接方法,使得图像拼接的质量和速度得到提高。该算法首先利用改进的尺度不变特征变换（scale invariant feature transform,SIFT）特征提取方法获得图像特征点,其次利用近似最近邻匹配进行特征匹配并引入随机抽样一致性（random sample consensus,RANSAC）算法去除误匹配对,最后根据匹配的特征点对得到图像间的变换参数进行拼接和融合。该算法具有很强的鲁棒性,允许图像有缩放变换、旋转变换,不受图像噪声、色差的影响。经实验证明,该方法可实现高质量快速的拼接系统。     

基于正交矩混合不变量的离焦模糊图像配准

摘要： 针对同时遭受离焦模糊退化和几何形变的图像,提出一种基于Legendre正交矩不变量的图像配准方法.采用Harris特征点探测算法提取图像特征点,然后构造Legendre正交矩的模糊和几何混合不变量作为衡量尺度以获得特征点的对应关系,通过该对应关系估计形变参数完成配准过程. 实验结果表明该方法能有效解决该类形变图像的配准问题,与其他方法相比能获得更准确的结果.     

DT-MRI数据集的一种拓扑可视化方法

引入了扩散张量磁共振数据集的拓扑可视化方法.将扩散张量磁共振薄层的3D扩散张量投影为2D,仅考虑平面内的扩散.对这个2D张量场进行拓扑分析,提取出对应的拓扑结构.矢冠轴位上的胼胝体、丘脑等脑组织拓扑结果表明,拓扑方法可以精确且综合地表现出脑组织的根本结构.与简单的纤维跟踪相比,基于拓扑的可视化结果更加清晰,用简单的点和线表示扩散张量场的复杂结构,能够突出场的连通性.     

利用边缘密度特征提取高分辨率遥感影像中的居民区

居民区相对于其他区域具有更明显更丰富的边缘特征. 根据这一特点,提出一种利用边缘密度特征差异
进行高分辨率遥感影像居民区自动提取的方法. 该方法首先利用Mean Shift 算法平滑原始影像,然后检测平滑影
像上的边缘并拟合成直线段,最后利用影像中的边缘密度分布构建空间投票矩阵,并结合Ostu 阈值分割方法提取
居民区. 实验表明：该方法可用于提取场景比较复杂的影像中的居民区,且具有较高的准确率和鲁棒性.     

一种基于四叉树划分的改进ORB算法

原ORB （oriented FAST and rotated BRIEF）算法提取的图像特征点经常出现“扎堆重叠”现象，其分布较为密集且缺乏尺度不变性，因而容易造成图像特征点误匹配的问题。为了解决该问题，提出了一种基于四叉树划分的图像特征点提取算法。首先对图像建立尺度金字塔，然后使用四叉树划分图像并限制划分深度。用加速分段测试的特征（features fromaccelerated segment test，FAST）算法通过多个检测阈值对划分后的图像进行特征点检测。检测完毕后，根据划分出的子块总数和提取的特征点总数对划分出来的各个子块设置自适应阈值，提取ORB特征点。操作完成后通过采取非极大值抑制的方法筛选最佳特征点，并使用改良后的二元鲁棒独立基本特征（binary robust independent elementary features，BRIEF）算法计算得出特征点的描述符，最后进行特征点匹配。实验结果表明，本文算法提取的图像特征点较原ORB算法提取的效果在均匀程度上得到了明显地提升，冗余重叠的特征点数量减少，且在特征点提取速度方面较原ORB算法的提取速度提高了30%以上。     

应用聚类进行移动机器人定位

提出一种基于激光测距雷达的移动机器人定位新方法. 对每帧扫描数据进行聚类,对前后帧扫描数据按类进行匹配,获得两种匹配类,即完整匹配类和非完整匹配类. 对完整匹配类,取它们的两对端点以及质心作为匹配点;而对非完整匹配类,只取两对端点作为匹配点. 采用随机采样一致性算法剔除匹配点集中的外点,用非线性最小二乘法估计机器人运动参数,从而确定出机器人的当前位姿. 在静态和动态室内环境下进行的实验验证了该文提出方法的有效性.     

结合图像质量评价参数的多尺度分解融合策略

图像多尺度分解的融合策略是提升融合图像质量的关键. 为了充分利用图像多尺度分解过程中的信息,提出了利用图像质量评价参数进行图像融合的策略. 该策略主要分为两部分：在近似图像融合的策略中,利用上一分解层图像信息对应的显著性特征来构造当前层图像融合所需的权重;在细节图像的融合策略中,则引入空间频率、对比度来确定细节图像的选取. 实验表明,该文所提出的融合策略与目前常见的融合策略相比,所获得的主观视觉效果和客观参数评价效果均较好.