基于结构图像表示和微分同胚Demons算法的多模态医学图像配准

为了提高多模态医学图像的配准精度,利用参考图像和浮动图像的结构信息,提出了一种基于结构图像表示和微分同胚Demons算法的多模态医学图像配准算法.该算法由结构图像表示和图像配准组成.在结构图像表示阶段,采用Arimoto熵图像来描述参考图像和浮动图像的结构信息,首先计算2幅图像中所有像素点周围指定大小邻域的熵值,然后把计算的熵值作为熵图像中对应点的灰度值以生成2幅熵图像.在图像配准阶段,使用微分同胚Demons配准算法对2幅熵图像进行配准.基于Brainweb数据库中磁共振数据的测试结果表明:与微分同胚Demons算法和基于香农熵的Demons算法相比,利用Arimoto熵表示图像的结构信息可以进一步提高配准精度.     

光镊系统中一种亚像素位移测量方法研究

光镊系统中光阱刚度系数的快速、准确、高精度测量是光镊进行粒子定量操控的关键因素。本文给出了一种利用数字图像相关匹配的方法实现亚像素的位移测量。为提高测量精度,此方法在捕获过程中采集多幅图像并以相邻前一幅图像作为模板去匹配下一幅图像,以此类推,最后将每个增量位移场叠加作为最终的位移,同时在亚像素计算时采用较高精度的梯度法;为了提高计算速度,在整像素点匹配时,采用了动态阈值序贯相似法。最后,通过模拟仿真实验,对此算法的有效性进行了验证,结果表明本算法比普通亚像素算法快1~2倍。     

基于空间变化窗口的信息散度算法

为解决传统信息散度算法存在物体图像大小不一致以及非连续区域深度恢复精度低等问题,提出了一种新的基于空间变化窗口的信息散度算法.该算法计算两幅原散焦图像之间的单应矩阵,并利用单应矩阵重新矫正原图像以获得相同大小的散焦图像对,通过空间变化的窗口结构来估计不连续区域附近的深度.模拟实验和实际图像实验结果表明,文中改进算法可以...     

简化的图像三维重建算法

提出了一种简化的图像三维重建算法,该算法利用灰度信息的相似性测度自动寻找两幅图像对应点,再根据双目成像几何模型计算图像的深度信息.给定了相似性测度,两幅图像的匹配可以描述为一个最小化的问题.在实际应用中利用区域对应、唯一性控制等机制以增强算法的精确度和稳定性.     

基于图像灰度信息的三维曲面测量方法应用

提出一种由图像灰度信息恢复三维形状的自由曲面测量方法,以自然方式提取物体表面的形状信息,实现了系统间的信息集成。介绍了一种适合于自由曲面测量的改进光照模型及其参数的确定方法,给出了基于改进光照模型的由单幅灰度图像和单目多幅灰度图像的曲面重构算法,并用数字相机拍摄的实际图像对算法进行验证-结果表明该测量方法有效可行。     

基于改进离散傅里叶变换的实时频率和幅值测量算法

精确快速估计频率和幅值对智能电网的监测和运行至关重要;而频谱泄露会严重影响频率和幅值的测量精度。为此提出了一种基于改进离散傅里叶变换(discrete Fourier transformation,DFT)的实时频率和幅值测量算法。首先对考虑频率偏移的DFT算法进行了理论推导。然后为了减弱频谱泄露的影响,对DFT变换结果进行再次计算,给出了频率和幅值计算表达式;为了进一步提高精度,对频率值进行了二次估算。仿真结果表明,该算法能够有效减弱频谱泄露对频率和幅值测量的影响,在不同信号模型下均能得到满足要求的频率和幅值。     

一种基于小波变换的快速SIFT图像拼接算法

SIFT特征匹配算法是当前图像拼接研究领域的热点。为改进SIFT算法在图像拼接过程中特征点提取环节计算量大、耗时较长的缺点。本文在研究SIFT算法的基础上,提出一种改进的图像拼接算法。此算法先通过小波变换对图像进行预处理,减少在SIFT尺度不变特征提取过程中的数据计算量,以提高图像拼接速度。对两幅待拼接图像,分别采用经典SIFT算法和本文提出的改进算法做仿真实验,当匹配点控制系数a=0．5,经典SIFT算法在确定特征点耗时1．192891S,改进后的算法仅用了0．856712s。仿真对比试验的结果验证了该算法的有效性,同时表明该算法能够在保持图像拼接效果的基础上,提高图像拼接算法的速度和准确性。     

大型工件测量系统中的快速图像拼接方法

根据大型工件测量系统中的图像拼接特点,提出了一种改进的模板匹配与特征提取相结合的高精度快速图像拼接算法.该算法对相邻的两幅图像采用多尺度Harris算子提取特征点,在第一幅图像中根据特征点的分布确定模板块,在第二幅图像中进行模板匹配找到匹配块,再基于特征提取在匹配块内进行对应特征点的计算,完成拼接.试验结果表明,该算法...     

基于运动模糊及图像矩的2D高频直线振动振幅测量

介绍了一种新的根据图像的运动模糊信息测量高频振动振幅的方法.与现有的基于计算机视觉的振动测量方法相比,该方法仅通过计算1幅清晰参考图像及1幅运动模糊图像的前2阶几何矩即可得到2D高频直线振动振幅的解析解,降低了根据图像信息测量振幅的计算复杂程度.实验结果表明,所提出方法可有效地测量高频振动的振幅.     

基于角点特征的几何形状中心定位

图像特征点中心定位是位姿测量中求解位姿的关键．针对同一图像有多个几何形状的问题,首先利用开源计算机视觉库OpenCV对原图像进行区域分割,得到目标区域的边缘,其次将每个区域进行像素填充;然后用Harris算法进行角点检测;最后根据角点坐标再计算中心点,并将文中算法就一幅图像中有单个几何形状的情况与原始Harris和改进的Harris算法从准确率和效率上进行了比较．实验证明,这种中心定位算法不但提高了准确率和效率,而且误差可以减小到1个像素以内．     

交变励磁三维遥测定位方法研究

为了确定口服式生理参数检测胶囊进入人体消化道后的空间位置，提出了基于微粒群算法的交变励磁定位新方法．在人的体表布置2个圆柱状励磁线圈，通入时分正弦信号，同时在胶囊内封装3个相互正交的感应线圈．由定位模型建立以胶囊位置为变量的六元高次非线性方程组，运用改进的微粒群算法对其求解，由此实现胶囊位置的遥测．实验表明：磁定位方法正确可行，模型精度高，与传统算法相比，具有收敛速度快、精度高的优良性能．该方法不需要昂贵的大型专门设备，定位系统结构简单，能实现微型化和集成化，也可应用于其他非导磁环境中的位置遥测。     

PSO-QGA在移动机器人复杂路径规划中的应用

量子遗传算法具有适应性强、收敛速度快、适合于全局搜索的特点,粒子群优化算法的优点是具有记忆能力,在智能搜索的实现上可以结合个体和全局的最佳位置实现位置定位,但粒子群优化算法在搜索速度和择优能力方面还有待提升.因此提出了一种改进的路径规划算法,即利用量子遗传算法结合粒子群优化算法的记忆功能和最佳定位能力,实现对移动机器人路径规划算法的改进.通过仿真实验已经证明,改进后的移动机器人路径规划算法在稳定性和路径优化选择上都优于单纯的粒子群优化算法和量子遗传算法,并且改进后的算法更适合于复杂路径中实现优化.     

一种改进的相对定向标定方法研究

研究了三维重建技术中外方位元素的相对定向标定方法。经典的相对定向标定方法仅适用于两张像片焦距固定的情况。在经典方法的基础上,通过增加参数个数、建立新的解算方程和误差方程,并采用最小二乘法原理求解的方法,建立了一种适用于可变焦距情况下的改进的相对定向标定方法。最后通过实验和误差分析后,验证了在接近零噪声的情况下,改进的相对定向方法能适应一般场景的重建,重建误差较低。因此,该方法可以有效解决仅知其中一张像片焦距,即焦距可变的情况。     

基于同心圆轨道的锥形束CT重建算法

由于基于圆轨道锥形束 CT(com putertom ography)重建算法 (如 FDK算法 )只有在小锥角的条件下才能得到比较好的重建质量 ,因此在实际应用中时受到很多的限制。该文利用外推的思想提出了一种基于同心圆轨道的锥束 CT重建算法。利用不同半径的同心圆轨道对物体重建两次 ,并根据平方反比关系 ,利用两次 FDK算法重建结果的差异估计出真实值和重建值的差异 ,然后利用这个差异来修正重建结果。得益于这个修正 ,该算法可以很好地抑制FDK算法由于锥角变大引起的伪影。仿真模拟结果表明 :该算法对高对比度和低对比度物体锥束重建的锥角使用范围比 FDK提高 1～ 3倍     

二维DOA估计中麦克风阵列优化设计

在DOA估计中,往往事先假设麦克风阵列的结构,然后通过改进DOA估计方法来提高定位精度,忽视了麦克风的摆放位置对 DOA 估计性能的影响。基于此,针对二维 DOA 估计,提出改进遗传优化算法,将空时滤波器系数和麦克风阵列结构分开,构造由二维 MUSIC空间谱函数欧式距离和优化后阵元个数共为变量的适应度函数,以 DOA 估计精度为停止条件,对均匀矩形阵、均匀圆形阵和均匀同心圆阵开展优化设计。仿真结果表明,采用所提方法优化后的阵列取得了较好的DOA估计性能。     

一种无线定位非视距误差消除算法研究

在分布式多天线的基础上,提出一种新型非视距误差消除算法,并将其应用于传统的时间到达（time of arrival,TOA）定位。利用含多天线的天线组,测量出导致产生非视距传播的散射体的位置,将这些散射体看作虚拟基站,测量出移动台的坐标,完成无线定位。通过对算法的仿真结果分析表明,该算法能有效地消除非视距误差,比一些传统算法具有更高的定位精度。     

经济型数控系统角度逼近圆弧插补算法

经济型数控系统是开环控制系统,采用脉冲增量式插补算法,数字积分法是其典型算法之一,传统的DDA圆弧插补算法误差大,使得数控系统的精度较低,角度逼近圆弧插补算法是在插补原理的基础上,利用角度逼近定理进行迭代计算得到插补点的坐标,本算法计算简单,软件实现容易,其位置误差为零,并且没有误差累积。     

一种免控制点的近景影像绝对定向算法

在摄影测量绝对定向算法中要确定七个绝对定向元素,因此需要布设足够多的物方控制点。当近景摄影测量不需要确定被摄对象在空间的绝对位置时,采用传统的绝对定向方法就会增加像片控制测量工作量,从而降低工作效率的问题。提出了一种无控制点的近景摄影测量绝对定向算法。该方法对有铅垂方向的被摄物体,只需现场量测被摄物体上任一沿被测对象走向线段的长度和被摄物体的走向,即可确定像对构建模型的空间相对方位。实验结果表明,该算法可达到厘米级的定向精度。     

用改进的差异演化算法求解双冲量交会问题

推导了在初始端点固定和初始端点不固定两种情况下航天器双冲量交会问题的优化模型,确定以燃料和时间加权作为优化目标.在此基础上,运用改进的差异演化算法进行仿真计算.最后从收敛性和搜索的准确性两个方面对改进的差异演化算法与基本遗传算法进行比较.研究结果表明:改进的差异演化算法在求解航天器双冲量交会问题时具有收敛速度快、优化能力强、算法可靠等优势.     

一种改进的两代竞争遗传算法

两代竞争遗传算法改变了简单遗传算法的选择机制，提高了搜索效率．但是两代竞争遗传算法易出现早熟现象，局部寻优能力并未改善．针对这些问题作者提出了一种改进算法，通过变异概率和交叉、变异范围的自适应调整，改善两代竞争遗传算法的搜索性能．实验表明，改进算法克服早熟现象，且能提高算法的局部寻优能力．