改进均值漂移算法的焊缝特征点识别分析

对于线结构光视觉传感的焊缝跟踪系统,快速、精准地识别和提取焊缝特征点是关键.根据结构光条纹线在焊缝处的变形导致的条纹不连续现象,对不锈钢平板对接焊缝和搭接焊缝进行了跟踪试验,提出以改进的均值漂移算法提取焊缝特征点的算法.与传统算法不同,所提算法免去了提取条纹中心线与拟合条纹线过程,直接通过漂移识别焊缝特征点;通过限制漂移算法的搜索方向,防止搜索"回漂"现象;引入漂移加速因子,提高算法执行效率.试验结果表明,利用改进均值漂移算法能够有效地识别焊缝特征点,显著地提高焊缝跟踪的准确度和实时性能.     

基于内积和边界差的骨架结构提取

为提高骨架提取算法的适用性,提出一种新型的骨架提取算法.通过对对象的边界元素按照空间距离顺序标号,求出对象内部像素的边界差,由边界差得到8连通的骨架分层.为提高算法的处理速度,提出前向分层和反向跟踪两个过程的骨架细化方法,用向量差Vd和长宽比(LWR)两个参数及支持向量机(SVM)分类器对冗余的骨架分支进行剪枝处理.试验结果表明,该算法提取的骨架具有很好的连通性,尤其适用于提取对象狭长区域的骨架线.     

基于骨架平滑与均匀膨胀的女书轮廓字形生成方法

针对手写女书字符目前尚未规范化,提取轮廓不平滑的问题,提出了一种笔画粗细均匀的女书轮廓字形生成方法,包括骨架提取、毛刺去除、骨架膨胀和轮廓提取等四个步骤。针对女书字符多呈菱形,弧笔和斜笔居多的特点,提出了一种单像素骨架提取算法;该算法结合八邻域模板邻域像素值分析与索引表遍历查找的思想,获得的骨架可以保持平滑性与骨架整体的单像素性。针对少量骨架结果伴有部分毛刺的情况,采用Rutoviz相交数分析法和Freeman方向链码法,设定不同的长度阈值和级别进行分级处理,有效去除毛刺。然后采用形态学运算对骨架进行均匀膨胀,得到笔画粗细均匀的女书字符,并采用边缘梯度和边缘跟踪的方法提取字符轮廓和生成轮廓字形。实验结果表明,该方法能快速、有效生成笔画粗细均匀、轮廓平滑的女书轮廓字形,对其他手写字符具有一定适用性。     

一种有效的骨架毛刺去除算法

针对数学形态学骨架化算法可能出现的多像素宽度情况,定义了端点、节点、尾支和毛刺等概念,在此基础上设计了一种分级毛刺去除算法,作为形态学骨架化算法的后处理手段,此算法能够有效去除多余分支,使骨架更加准确和稳定地反映目标的几何结构。     

基于直方图的形状描述及骨架图匹配算法

考虑物体形状的多变性,给出了一种基于二维直方图的物体形状描述及骨架图匹配算法.该算法利用骨架长度和骨架上点的圆盘半径作为特征量来描述形状.首先基于二维直方图给出一种形状及骨架端点的特征描述方法,其次结合改进的最优子序列匹配算法实现骨架图的匹配.算法中的形状及骨架端点的特征描述在一些常见非刚性变换下具有不变性.实验结果表明,该算法能够实现一些非刚性变换下的物体形状的骨架图匹配和较高精度的形状检索,且复杂度较低.     

基于结构光的大锻件尺寸测量中光条纹中心线提取方法

大型锻件温度高,测量条件恶劣、误差较大,精确的尺寸测量可有效减少加工余量并提高材料的利用率.以高温锻件图像采集方法为基础,双目视觉结合结构光法可用于大型锻件尺寸在线测量.为消除干扰光线对在线测量锻件尺寸的影响,提出通过对单幅锻件结构光图像处理提取结构光条纹中心线的方法.该方法利用结构光条纹在截面上近似高斯分布的特点,首先根据设定阈值在行方向上搜索,并确定结构光条纹及干扰光线的起始位置;其后从起始位置开始沿光条纹在设定范围内搜索,并判断光条纹截面是否近似符合高斯分布以去除干扰光线;最后以结构光条纹起始位置为起点上下搜索,并计算结构光条纹的亚像素中心.实验结果表明:该方法具有计算简单、实现快速、稳定性好的特点,可用于大型锻件尺寸测量中结构光条纹中心线的提取.     

复杂背景下的结构光条纹中心提取算法研究

线结构光三维扫描建模系统中最关键的一步是提取光条中心线,但环境中各种因素的干扰给中心线提取带来困难。针对线结构光条纹图像存在光斑干扰、光强分布不均、光条宽度差别大、背景复杂等多种问题,提出解决方案。首先采用Otsu对结构光图像二值化;其次采用改进DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)算法保留核心点,去除边界点和噪声点;最后将核心点作为输入,构建图数据结构,采用适用于线结构光条纹图像的最短路径搜索算法得到光条中心线。实验结果表明,该算法运行时间在150 ms以内,误差在0.2像素以内,并适用于多种复杂环境,满足实时性、准确性和稳定性的要求。     

复杂空间背景下暗弱目标的快速识别方法

本文针对复杂空间背景下暗弱目标难以识别的问题,提出了一种基于匹配滤波的暗弱目标快速识别算法.首先建立了恒星跟踪模式下条纹状空间目标的成像模型,并利用信噪比来界定空间目标的暗弱程度.进而设计了一种条纹单元模板,该模板避免了生成大量不同长度的条纹模板,从而降低了图像空间滤波过程中的计算量.最后通过仿真实验验证了该算法的有效性,能够实现信噪比为0.5的暗弱目标的快速识别.     

卫星云图结构基元的提取

利用弗里曼链式方向码，对云图边缘和骨架数据线进行分割跟踪后，得到了特定的几何弧线。根据这些弧线中连接特征点的有向弧线段端点的不同，定义了一组结构基元，并给出了从基础数据中利用轮廓线跟踪算法和骨架分割跟踪算法完成基元提取的方法以及在台风云体系识别中的应用。实验数据表明，定义的结构基元具有特征明显和便于识别等优点，可用于采用句法模式识别方法进行卫星云图识别的研究。     

光弹性定向载波研究

研究了光弹性定向载波的基本原理和光强度分布,分析了由此产生载波条纹的分布规律.将光弹性定向载波器置入传统光弹性仪器中的适当位置,转动光弹性定向载波器得到包含测量主应力方向的条纹图,最终通过对光弹性条纹图像处理获得等差线级次和主应力方向,以此提高光弹性实验的精度和速度,为拓宽光测力学的工程应用创造条件.