基于边缘梯度的散焦图像深度恢复

在散焦图像中,点的模糊程度随物体的深度而变化,因此可以利用散焦图像中点的散焦程度来估计物体的深度信息。本文提出了一种基于散焦图像中物体的边缘梯度关系来恢复图像深度图的新算法,用一个已知参数的高斯函数对图像进行再模糊,然后求出模糊后的物体边缘梯度,再与原图像中物体边缘梯度相比,再将该比值与图像的深度关联,求出图像中物体边缘处的深度,再利用后续深度插值方法和深度图优化恢复出整幅图的深度信息。这种算法仅需要一幅图像即可进行深度信息恢复,有较好的有效性。     

改进rank变换的多窗口彩色图像立体匹配算法

为克服环境变化和双目相机的差异带来的干扰,针对传统立体匹配算法在视差不连续区域存在误匹配率高等问题,提出一种在rank变换域中对彩色图像进行多窗口匹配的算法.首先对标准图像库中的彩色图像进行分等级的改进rank变换,将图像从彩色空间变换到秩空间;然后采用改进的绝对值指数方法计算像素的颜色相似性,减少噪声和光线差异的干扰;最后利用快速多窗口算法进行匹配.实验证明该文算法有较强的抗噪性,能获得实时鲁棒的匹配结果.相对于固定窗口非参数变换匹配算法在视差不连续区域匹配精度提高了18.5%.     

一种适用于图像拼接的DSIFT算法研究

针对SIFT算法在分辨率很低的模糊边缘平滑图像中提取的特征点数量过少,而且没有考虑特征点的分布情况、计算开销较大的问题,提出了一种离散尺度不变特征提取DSIFT(Discrete SIFT)算法。该算法在空间极值检测阶段引入一个滑动窗口,在窗口内对极值点的检测进行非极大值抑制,使得特征点的分布相对均匀,运算速度更快,并且保持了尺度、旋转、仿射等不变性。在特征提取前添加了降采样操作,在计算单应矩阵前添加位置信息还原的步骤,在查找匹配点的过程中引入K-D树,以及在特征点的筛选和单应矩阵的估计上采用RANSAC算法,都降低了图像配准各个阶段的时间开销。最后,通过实验验证,DSFIT算法相对SIFT算法具有更加均匀的特征点分布,保持了较高的鲁棒性,同时,在保证一定图像拼接质量的前提下极大地降低了图像配准各个阶段的时间开销。     

基于2D单应矩阵约束的图像匹配方法

针对目前普通图像匹配不精确的问题,用2D射影变换的单应矩阵约束估计算法和尺度不变特征变换(SIFT)算法结合,提出了一种适应性强,图像匹配精度高的图像匹配算法.首先对图像进行SIFT特征提取,在不同的尺度空间下提取特征角点,建立对应数据库.再对特征数据库进行初始化单应矩阵估计,剔除野值点后再用L-M(Levenberg-Marquardt)算法约束对单应矩阵继续估计,直到求出最优化的单应矩阵,最终根据优化单应矩阵生成内点数据库.     

图像复原的边界振铃效应抑制算法

针对散焦模糊图像复原后普遍存在的边界振铃问题,提出了一种基于边界加窗的图像复原算法.首先根据图像的模糊半径和图像大小确定窗口宽度,其次利用余弦函数对模糊图像进行扩展,扩展的宽度即为窗口宽度,再利用标准维纳滤波器复原加窗的模糊图像,最后对复原后图像截取原图大小.实验结果表明,提出的算法可以有效地抑制图像边界振铃,提高复原图像质量.     

基于矩保持法的散焦图像深度估计

提出了一种基于散焦图像计算景物深度的新方法。该方法不需要获得光学镜头的点传播函数,利用Ｓｏｂｅｌ算子将同一场景的两幅散焦程度不同的灰度图像转换成梯度图像。利用矩保护法计算边缘区的大小与整个图像区域大小的比ｐｃ,根据两幅图像的Ｐｃ值计算出景物的深度。实验结果表明了该方法的有效性。     

基于区域增长的自适应窗口立体匹配算法

针对基于区域的立体匹配算法支持窗口难以选择的问题, 提出一种新的自适应窗口区域立体匹配算法. 该区域增长的方法可以动态地获得形状和大小均具有自适应特性的支持窗口, 并通过区域视差范围估计、核心窗口视差近似、动态搜索步距调整等方法使算法得到改进. 研究结果表明: 该算法对于视差不连续和遮挡区域都有着良好的适应性;采用该算法获得的视差图像的准确度高达95%, 且计算时间缩短到5 s以内.     

多摄像头目标跟踪动态单应投影方法研究

动态单应投影变换算法利用各个摄像头之间的相对位置参数,并基于文中所给出的光轴辅助坐标变换方法,可以快速地计算出各个视角间单应变换矩阵的参数,通过该变换可以实现各视角图像间的快速投影.这种快速投影变换方法不需要通过匹配视角间图像的像素点对来计算单应矩阵参数,而是直接利用摄像头内部固定参数和外部相对位置参数快速计算视角间图...     

基于二维局部保持鉴别分析的特征提取算法

提出了一种二维局部保持鉴别分析（Two-dimensional Locality Preserving Discriminant Analysis,2D-LPDA）特征提取算法.该算法直接对图像矩阵进行运算而不需要将矩阵转化为向量后进行运算,较好地保持了图像相邻像素之间的空间结构关系;在LPP算法的基础上,利用训练样本的类别信息计算二维类间散度矩阵和二维类内散度矩阵,并在2D-LPDA的目标函数中引入最大间距准则（Maximum Margin Criterion,MMC）,从而求得具有良好鉴别能力的投影向量,同时还避免了小样本情况下矩阵的奇异性问题.通过在ORL人脸图像库上的人脸识别和新生儿面部图像库上的疼痛表情识别实验,验证了所提出的算法的有效性.     

基于相对模糊和边缘强化的散焦求深度方法

摘 要: 研究了由散焦图像恢复物体深度的问题,改进了Favaro等人提出的基于迭代求解热扩散方程的方法.将两幅散焦图像按照相对模糊程度的不同,划分为两个区域,证明了这两个区域的边界和图像的边缘有很高的一致性,通过强化图像的边缘,使这两个区域的边界在迭代求解热扩散方程的过程中更容易确定.模拟实验与真实实验都验证了算法的有效性.     

基于SIFT的UAV载组合宽角相机影像匹配方法

针对无人驾驶飞机UAV(Unmanned Aerial Vehicle)航空组合相机获取的大像幅影像旋偏角较大、 大尺度变化和颜色差异明显的问题, 提出基于极几何和单应约束的SIFT(Scale Invariant Feature Transform)特征多尺度LSM(Least Squares Matching)算法。该算法顶层金字塔影像采用SIFT快速匹配, 对匹配结果利用改进的RANSAC(Random Sample Consensus)算法计算影像间单应矩阵和基本矩阵; 对影像进行Harris特征提取, 根据极几何和单应约束采用双向一致性相关系数算法进行密集匹配; 通过更新单应矩阵, 设定阈值删除误匹配点; 对匹配的同名点进行最小二乘匹配获取子像素级精度。通过对具有较大旋偏角、 大尺度变化和颜色差异的3组实际航摄影像的试验对比表明, 与传统方法相比, 该算法具有较高的匹配成功率和较好的有效性。     

基于归一化椭圆权重L-M算法的单应矩阵估计

针对特征定位误差服从各向异性高斯分布时单应矩阵的优化问题,提出了一种归一化椭圆权重的烈文博戈马奎特（EW L-M）算法。该算法对目标函数添加椭圆权重的形式,使得目标函数在马氏距离的基础上兼有欧式距离优点。模拟与真实数据的实验结果表明,本文提出的方法能在更少的迭代次数下估计出更精确的单应矩阵,且对不同级别的误差表现出更强的鲁棒性。     

一种民航ASTERIX数据与远程塔台视频监控的融合

为解决远程塔台视频数据单一、离散,无法获取飞行器实时航班信息的问题,提出一种民航ASTERIX数据与机场视频监控信息融合方法。首先在相机视场内采集全球定位坐标及对应图像,利用图像单应模型,得到GPS坐标系与图像坐标系的关系矩阵;结合单应矩阵和民航数据提取的飞行器GPS坐标,计算出飞行器ASTERIX数据对应的像素坐标;同时通过视频检测跟踪方法,完成飞行器在视频中的定位;最后对飞行器在视频中运动轨迹和ASTERIX数据轨迹进行匹配,实现视频中飞行器显示对应航班信息。在典型机场开展实验,验证了本文方法不仅能精确检测飞行器位置,而且在视频中准确显示对应航班信息。     

A New Algorithm for the Establishing Data Association Between a Camera and a 2-D LIDAR

In this paper,we propose a new algorithm to establish the data association between a camera and a 2-D Light Detection And Ranging sensor （LIDAR）.In contrast to the previous works,where data association is established by calibrating the intrinsic parameters of the camera and the extrinsic parameters of the camera and the LIDAR,we formulate the map between laser points and pixels as a 2-D homography.The line-point correspondence is employed to construct geometric constraint on the homography matrix.This enables checkerboard to be not essential and any object with straight boundary can be an effective target.The calculation of the 2-D homography matrix consists of a linear least-squares solution of a homogeneous system followed by a nonlinear minimization of the geometric error in the image plane.Since the measurement quality impacts on the accuracy of the result,we investigate the equivalent constraint and show that placing the calibration target nearby the 2-D LIDAR will provide sufficient constraints to calculate the 2-D homography matrix.Simulation and experimental results validate that the proposed algorithm is robust and accurate.Compared with the previous works,which require two calibration processes and special calibration targets such as checkerboard,our method is more flexible and easier to perform.     

基于GPS/INS组合导航的改进自适应渐消卡尔曼滤波算法

基于GPS/SINS组合导航系统的模型不准确或者量测噪声多变所产生的滤波发散问题,研究了自适应渐消卡尔曼滤波对于滤波发散的抑制作用,文章提出一种利用新息协方差估计值和量测值实时自适应计算渐消因子的方法,用它调节卡尔曼滤波方程中预测误差协方差阵和增益矩阵,调整历史新息和当前新息的权重达到抑制滤波发散的目的。该算法能有效减少严格收敛判据推导渐消因子的计算量和限制条件,有效利用了当前新息值。仿真验证表明,提出的算法能有效抑制滤波发散,并且比常规卡尔曼滤波效果更佳。     

基于小波变换的遥感图像融合算法

提出了一种基于小波变换的遥感图像融合的新方法。给出了梯度滤波器的矩阵形式，改进了Petrovic提出的灰度图像融合方法，并将其应用于ETM图像融合。和两幅原图像及灰度融合图像相比，新方法是有效的，不仅较大地增强了图像的空间细节表现能力，而且很好地保留了多光谱影像的光谱信息。     

无人机视频流倾斜影像快速拼接方法

为了解决无人机视频流倾斜拍摄快速拼接误差较大的问题,提出一种局部最优的视频流拼接方法。该方法首先利用透视投影的方法将倾斜影像纠正为近似正射影像,消除大倾角影像的几何变形问题;然后利用CUDA技术加速ORB算法,快速得到帧间变换模型;在拼接时动态选取基准面,利用Levenberg-Marquardt算法优化各影像变换到基准面的绝对单应性矩阵完成视频流的序列拼接。实验结果表明:利用该方法获得的拼接影像减小了倾斜拍摄带来的误差,提高了拼接影像的质量。     

基于Harris-改进LBP的特征匹配及目标定位算法

为满足机器人伺服抓取中定位精度和实时性的要求, 提出一种基于Harris及改进局部二值模式(LBP)的特征匹配和目标定位快速算法. 首先采用Harris检测算法提取图像特征点; 然后提出一种新的特征点描述子定义方法, 先利用胡矩确定特征方向, 再根据特征方向对局部图像做标准化处理, 提取标准化局部图像LBP特征作为特征点描述子; 最后通过计算两张图像中各特征点描述子间的汉明距离实现特征匹配, 再根据匹配结果估计单应性矩阵, 定位目标在场景图像中的位置. 实验结果表明, 该算法匹配速度快、 定位精度高.     

滤光片阵列多光谱图像拼接与灰度调整算法

针对滤光片阵列多光谱图像拼接后单波段图像中地物灰度不一致问题,提出各波段重叠区域灰度均值比的均值统调算法。首先,根据各条带有效区域构建多光谱图像模板,利用平台姿态信息对多光谱图像及图像模板进行投影变换,再利用SURF(Speeded Up Robust Features)算法提取图像匹配点并计算相邻图像间单应性转换矩阵,选择中间序列图像为参考图像,对投影后的图像及其模板进行配准;其次,计算投影后各单波段图像重叠区域灰度平均值比的均值作为图像灰度调整系数,并以参考图像为基准,依次调整配准后图像灰度;最后,利用灰度调整后多光谱图像和配准后图像模板得到各单波段序列图像,通过图像拼接得到灰度一致的大区域单波段图像。理论分析与实验结果表明：该方法不仅可以有效解决滤光片阵列多光谱图像地物灰度不一致的问题,而且能够最大限度保持地物在不同波段下的光谱信息特征。     

基于多层定位的多目标跟踪算法

在遮挡频繁发生的环境中,多目标跟踪是一个难题.为解决此难题,提出了一种基于多层定位的多目标跟踪算法.该算法利用码本模型检测前景.首先计算垂直方向上的灭点,进而获得基于多层的单应性矩阵,完成多目标在多层上的定位.然后利用图割算法进行跟踪.该算法不需要相机的完全标定,提高了计算效率.实验结果表明,本算法实时性好,对多目标之间的遮挡具有很强的鲁棒性.