基于区域的稠密立体匹配方法

由于现有的基于区域的立体匹配方法获得的视差图可靠性较差,文章提出了一种改进的基于区域增长的稠密立体匹配方法.首先,针对左右两幅图像提取图像对中特征点,采用RANSAC鲁棒算法消除误匹配以生成种子点;其次,采用种手点匹配度排序策略进行区域增长,根据种子点的匹配可靠系数,动态变化搜索窗口,进而生成稠密视差图.实验表明,本文提出的基于区域增长算法在图像匹配过程能够保证较好的匹配精度,提高了算法准确性.稠密匹配结果表明了该算法的良好性能.     

采用Harris算法的场景还原

文章主要完成两方面的工作:将特征匹配和极线几何估计有机的结合起来,给出一种基于组合优化的特征点匹配方法;以往两视角关系的校正方法是根据图像的亮度信息,对相邻两幅图像对应的亮度误差最小化,而图像的亮度信息会受到拍摄时的角度、光线及噪声的影响.文章提出一种基于边缘信息的校正方案对RANSAC算法进行改进.实验结果表明,利用边缘信息完全脱离了拍摄光线的影响,该方法很好的降低了噪声的影响.     

浅议图像拼接算法

图像拼接在摄影测量学、计算机视觉、遥感图像处理、医学图像分析、计算机图形学等领域有着广泛的应用价值,它是指将一组相互间重叠部分的图像序列进行空间匹配对准,经重采样合成后形成一幅包含各图像序列信息的宽视角场景的、完整的、高清晰的新图像的技术.一般来说,图像拼接的过程由图像获取、图像配准、图像合成三步骤组成,其中图像配准是整个图像拼接的基础.     

采用Harris算法的场景还原

文章主要完成两方面的工作：将特征匹配和极线几何估计有机的结合起来，给出一种基于组合优化的特征点匹配方法；以往两视角关系的校正方法是根据图像的亮度信息，对相邻两幅图像对应的亮度误差最小化，而图像的亮度信息会受到拍摄时的角度、光线及噪声的影响。文章提出一种基于边缘信息的校正方案对RANSAC算法进行改进。实验结果表明，利用边缘信息完全脱离了拍摄光线的影响，该方法很好的降低了噪声的影响。     

立体视觉方法新进展

精确地获取景物的三维信息是计算机视觉的重要任务之一.双目立体视觉(以下简称立体视觉)是从两个视点得到的图象来恢复出景物三维描述的技术,可以用以下3个步骤来刻划立体视觉方法:(1)确定匹配特征,并从图象中抽取这些特征;(2)特征匹配,即寻找左、右两幅图象中由景物表面上同一特征投影形成的特征对;(3)利用对应的特征和成像几何参数重建三维景物.     

太阳局部高分辨观测像的日球坐标自动标定

观测图像的日球坐标标定通常是处理太阳局部高分辨观测像的第一个步骤,但这也一直是很多太阳物理学家面临的困难.本文应用尺度不变特征变换来提取特征匹配点,提出了一种将局部高分辨光球和色球图像与空间/地面全日面像自动匹配以确定其视场在日球坐标系位置的方法.同时还总结了一套有针对性的图像预处理方案和流程,用于提高特征点检测的准确度和增加匹配点对数量,从而成功地实现了新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope, NVST)的氧化钛(titanium dioxide, TiO)波段与太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)日震磁像仪(helioseismic and magnetic imager, HMI)连续谱、Hα波段与全球日震网(Global Oscillation Network Group, GONG)或者太阳动力学天文台/大气成像仪(atmospheric imaging assembly, AIA)304?波段的图像配准.最终结果用SDO标准关键字记录在标定后的普适图像传输系统(flexible image transport system, FITS)文件头中,以便使用通用的太阳软件包来进行各种后处理.这一工作实现了高分辨观测像的标准化日球坐标标定,为太阳物理学家更好地使用高分辨观测数据提供了极大的便利,从而提高了数据利用率和科学产出.     

一种扭转压电复合材料

压电复合材料由于集中了压电相和非压电相各自的优点而得到了深入研究和广泛应用。2-2型压电复合材料的压电相和非压电相均在两个方向上自我连通。在直角坐标系中,两相材料呈层状间隔排列。在柱坐标系中,两相材料可以在轴向和切向分别自我连通,即同轴沿径向间隔排列。为作区别,称前者为普通2-2型压电复合材料,称后者为圆柱2-2型压电复合材料。后者的一个用途是产生扭转振动。 本文以圆柱2-2型压电复合材料为基础,使压电相的极化方向沿圆周一致排列,制成具有扭转振动的拼接2-2型压电复合材料。本文给出了两片这种压电材料晶片的参数,制作了产生扭转振动的横波换能器,测试了换能器的偏振特性,分析了接收波列中纵波抑制较强的原因。这种压电材料的特性阻抗较低,易于与岩石等材料匹配,提高了换能器的灵敏度。     

基于双模态造影剂的超声影像与磁共振影像的配准

由于超声影像斑点噪声突出、分辨率低,超声影像和其他模态医学影像之间的配准融合是一个未完全解决的困难问题.本文提出了一种新的基于双模态造影剂的超声影像和磁共振影像之间的配准算法.利用双模态造影剂对体模进行超声和磁共振显影,在此基础上构建了超声图像与磁共振图像之间的空间变换模型.此算法模型既能够体现两幅图像之间的物理空间坐标变换,也能够体现两幅图像之间的强度(包括亮度和对比度)变化;运用多尺度金字塔算法对构建的空间变换模型进行求解,得到的解既能够满足两幅图像之间空间全局变换,也能够满足两幅图像之间的局部细节变化.实验结果表明:利用双模态造影剂并结合上述算法对超声影像和磁共振影像进行配准可以获得较好的配准效果.     

嫦娥三号月面巡视探测器高精度定位

高精度的定位技术是嫦娥三号月面巡视探测器在月表实施科学探测任务的重要保障,本文提出了适用于月面环境无高精度控制点的立体图像条带网定位方法.首先,在地面控制场中,采用基于控制点的光束法平差方法获得精确的相机标定参数,进而计算出立体相机的摄影基线和相对方位元素.其次,通过像点匹配、前方交会完成图像的立体模型构建,然后根据不同摄站间的连接点序列建立立体图像条带网.依据连接点坐标观测值的权矩阵和扩展正交Procrustes理论,对立体图像条带网的数学模型进行最小二乘平差,直接获得月面巡视探测器的位置与姿态信息.最后在室内试验场内进行了新方法和传统光束法平差方法的对比验证,结果表明新方法在稳定性和计算效率方面优于后者,探测器定位精度相当.在此基础上,新方法应用于嫦娥三号月面巡视探测器的遥操作系统,充分满足了探测器的定位需求.     

大面积鲨鱼皮复制制备仿生减阻表面研究

对水下低阻动物坚硬表皮形貌进行直接复制以成形出比较接近生物原型的仿生减阻表面, 是生物复制成形工艺应用于仿生减阻表面研究的新尝试. 以鲨鱼皮为生物复制模板, 采用热压印法对其外端形貌进行了大面积微复制, 进而拼接制备出了仿鲨鱼减阻蒙皮. 平板样件水筒阻力试验结果表明, 采用生物复制成形工艺制备出的仿鲨鱼减阻表面具有明显的减阻效果, 在试验工况内, 最大减阻率达到8.25%.     

自催化生长氧化锌纳米柱阵列

报道一种基于有序多孔氧化铝模板纳米掩膜法制备的金属铁和锌纳米点阵列作为催化剂阵列, 通过气相催化生长方法在硅基体上生长氧化锌纳米柱. 初步的研究显示, 该方法制备的氧化锌纳米柱尺寸均一, 取向一致, 呈现高度有序的阵列分布, 纳米柱的直径匹配于所应用的多孔氧化铝掩模板的孔径.     

一种端到端的日冕物质现象检测新方法

日冕物质抛射与日冕活动、空间天气以及许多行星际的扰动有着密切的联系,其检测对于空间天气防灾减灾具有重要意义.现有方法通过人为定义特征或利用简单阈值的方法进行CME检测,对弱CME或暗CME的检测效果差.为了解决这一问题,本文提出了一种端到端的日冕物质抛射检测方法:通过引入卷积神经网络,自动提取适应于描述日冕物质抛射检测的图像特征,并基于这些自动提取的特征建立日冕物质抛射检测模型.该过程不需要人为参与特征的选择及分类规则的设定,可以方便地实现数据到结果的端到端的映射.实验结果表明,在本文构建的测试数据集上可以得到98.05%的准确率,并以2007年5月的观测数据为例,检测了26个普通CME事件中的24个事件,得到了优于当前常用日志的效果.因此,本文方法可以有效地进行日冕物质抛射检测.     

基于统计建模的可训练单元挑选语音合成方法

提出了一种基于统计建模的可训练单元挑选语音合成方法. 在模型训练阶段, 提取训练语料库中的多种声学参数并训练各自对应的统计模型; 在合成阶段, 基于统计模型的最大似然准则实现语料库中最优备选单元序列的挑选; 最终通过波形拼接输出合成语音. 实验结果表明, 该方法可以有效改善传统单元挑选与波形拼接语音合成方法在系统构建自动化程度低、对专家知识依赖性强、以及合成效果稳定性不足等方面的问题. 此外, 针对单元挑选语音合成的特点,提出了一种新的最小单元挑选错误准则, 采用区分性模型训练方法进行模型参数的更新, 实现了系统构建的全自动化, 并进一步提高了合成语音的自然度.     

P300电位中p3b成分的脑电同步功能磁共振研究

采用脑电同步功能磁共振成像技术研究P300事件相关电位中与P3b成分相关的BOLD信号及其脑源定位. 11个受试者在1.5T功能磁共振扫描仪中进行一项Landot圆环作业, 测试过程中每隔4 s采用回波平面成像法对全脑进行一次扫描, 扫描时间为2 s, 扫描间歇2 s, 同时采用与功能磁共振扫描仪兼容的64导脑电采集系统记录受试者脑电信号, 并使用磁共振伪迹清除软件对信号去伪迹得到连续EEG波形. 另外, 设计了P300匹配滤波器检查每次靶刺激出现后的脑电信号段, 筛查出能够诱发产生P300波的靶刺激, 分析这些靶刺激发生前后的磁共振扫描图像序列, 建立磁共振统计参数图并进行校正, 最后完成多参数比较. 其中通过Random effects group方法发现双侧下顶叶和右上顶叶显著激活(P<0.001, 未校正). 研究表明以上区域是记忆比较P300任务中P3b成分的脑激活源, 它们参与这一任务的目标判断过程.     

Effective adaptive weighted median filter algorithm

针对传统中值滤波算法的优缺点,提出了一种基于相似度函数的自适应加权中值滤渡算法.该算法首先通过噪声检测确定图像中的噪声点,然后根据窗口内噪声点的个数自适应地调整滤波窗口的尺寸,再根据相似度大小,巧妙地将滤波窗口内各个像素点按一定的规律自适应地分组并赋予每组像素点相应的权重,最后采用加权中值滤波算法对检测出的噪声点进行滤波处理.计算机模拟实验结果表明:该算法既能有效地滤除噪声,又能较好地保护图像细节,滤波性能比传统中值滤波算法更理想.     

HIV模型的统计诊断

描述HIV的数学模型是一组非线性常微分方程,其中包括CD4+T细胞再感染率和死亡率,HIV病毒死亡率等多个重要未知参数,准确估计这些参数有助于正确了解患者病情发展,以采用个人化治疗方案.针对此模型已提出多个参数估计方法,包括基于数值解的非线性最小二乘,截面似然及两步估计.另一方面,由于客观因素影响,各观测数据对于参数估计的影响大小不同,找出对参数估计影响大的观测值,进一步分析其原因具有重要意义.基于HIV模型的两步估计,构造了用于影响分析的非参数Cook型统计量,并给出其大样本分布.通过模拟数据和临床数据分析发现:(1)所构造统计量可以检测中度以上偏移.(2)相对于内点,边界点对HIV模型的参数估计影响更大.基于以上结论,建议对HIV模型进行参数估计时,对边界点应加以格外关注.提出的方法也可以推广到其他线性常微分方程模型的统计诊断问题中.     

视觉分类的时间过程:事件相关电位提供的电生理证据

视觉分类是来自视觉刺激的传入特征集与源自概念知识的预期特征集之间的相互作用过程, 包括匹配提取加工和冲突抑制加工. 本研究采用事件相关电位(ERP)探索视觉分类的时间过程. 结果表明, 预期特征集越大则N1波幅越大, 显示出预期特征集对注意的调节效应; 当预期特征集大于或等于2时, 引出了明显的N2成分, 显示出预期特征与传入特征不一致时的冲突效应; 类别判断在晚正成分(late positive component, LPC)成分上有明显反映, LPC对冲突刺激的抑制加工也相当敏感. 分析表明, 视觉分类加工的时间过程如下: 选择性注意、特征知觉、特征匹配/提取、类别判断/冲突抑制, 其中类别判断是分类的核心过程, 但前3个子过程构成了分类的基础. 本研究结果支持高水平分类加工主要反映在LPC上的结论.     

用于管盖基因芯片荧光图像信息的采集及数据分析系统

管盖基因芯片是将基因探针固定在特制的Eppendorf管盖内表面, 与内置杂交缓冲液贮液池的Eppendorf管一起构建的基因检测器件. 在这个全封闭的系统内, 可以完成基因扩增、荧光标记、芯片杂交及检测等一系列生物化学操作, 实现多基因高通量并行检测. 报道了用于管盖基因芯片的检测分析系统, 它包括光学检测平台、图像采集系统、图像分析系统及结果报告系统. 光学检测平台利用NIKON显微镜光学系统, 通过电荷耦合器件(CCD)进行图像的采集. 管盖基因芯片杂交后, 经过荧光信号被CCD捕获, 经通用串行总线(USB)传递给计算机. 图像经过旋转、去噪声点、图像分色、杂交信号计算、结果判定、有效性判定及结果输出. 用该系统成功地对呼吸道的10种病毒杂交结果进行了检测.     

数字体图像相关方法研究进展

数字体图像相关方法是可测量物体内部三维全场变形的先进实验力学方法.通过匹配由数字体成像设备获取的被测物体变形前后的两组数字体图像,该方法能够获得物体内部亚体素精度的三维位移场和全场应变.得益于新型体成像设备的不断涌现、图像配准算法的持续改进以及高性能并行计算技术的快速发展,数字体图像相关方法已在生物医学、固体力学、岩土力学、材料科学等领域获得许多令人瞩目的重要应用.本文对过去20多年数字体图像相关方法中出现的各种位移和应变测量算法进行了系统回顾和评述,分析了该方法当前的局限和所面临的挑战.可以预期,数字体图像方法在实验力学领域中将扮演更为重要的角色,并有望在更多科研和工程领域中获得应用.     

视像整体特征在人类初级视皮层上的稀疏表象:脑功能成像的证据

在视皮层表象的fMRI研究中设计了两类视觉刺激图像: 一类是高分辨率人脸图像和对应的线条图; 另一类是完整的几何视错觉图和对应的非完整的几何视错觉图. 这两类视觉刺激图像的特点是, 各自具有相同的大尺度特征和不同的细节, 能够保证实验结果的可比性. 在时段fMRI实验中, 采用第一类视觉刺激; 在事件相关的fMRI实验中, 采用第二类视觉刺激. 实验结果表明, 视皮层对具有相同的轮廓与形状, 而细节不同的视觉刺激表现出近似不变性. 本质上, 这是视皮层对于图像中的整体特征的同步化响应与高级皮层区的形状感知对V1皮层反馈作用的协同效果, 是整体特征整合的体现, 同时也是稀疏化表象策略和分布式群编码的体现.