采用主成分分析与梯度金字塔的高动态范围图像生成方法

针对由多曝光低动态范围(LDR)图像融合生成高动态范围(HDR)图像对采集设备要求高且不适用于动态场景的问题,提出一种采用主成分分析(PCA)与梯度金字塔的HDR图像生成(HDR-PGG)方法。首先用改进的S曲线全局映射和Retinex局部色调映射对PCA变换后的亮度图像进行处理,以避免光晕和泛灰,并结合PCA逆变换获取多曝光LDR图像;其次利用多曝光LDR图像的对比度、饱和度、曝光度和亮度信息构造标量权重图,确保生成的HDR图像亮暗区域分明且细节清晰;最后,利用梯度金字塔生成HDR图像。实验结果表明,当视觉差异大于75%时,由HDR-PGG方法生成的HDR图像的平均像素分布概率比拉普拉斯金字塔和梯度金字塔算法降低了10.84%和30.75%,其平均相对熵与噪声程度比值分别提高了0.542 1和0.508 9。     

一种局部多尺度retinex算法在雾天图像中的应用

由于大气粒子的散射作用,雾天条件下拍摄的图片质量下降,给户外视觉系统造成严重影响,尤其在宽动态范围场景中的图片存在过度曝光的区域和曝光不足的区域。传统的图像增强方法不能产生令人满意的复原图像,也不能提高图像中每个区域的对比度。单尺度retinex算法和由若干个单尺度retinex算法线性加权而成的多尺度retinex算法都具有局部图像增强和动态范围压缩的特点。文章提出了一种局部多尺度的retinex彩色图像复原(local multi-scale-retinex with color restoration,LMSRCR)算法,该算法根据雾浓度将图像分割成不同的局部区域,再对每个局部区域运行多尺度retinex算法。实验表明,该方法能有效去除图像中的雾,实现彩色退化图像的复原。     

一种获取焊缝偏差的图像处理方法

对图像进行开窗处理,从背景中分离熔池区域和焊缝区域,基于焊接图像的分析结果以及焊接过程的先验知识,提出了一种获取焊缝偏差的图像处理方法,用于提取焊丝在工件表面投影点的位置以及表达焊缝中心线,并给出了焊缝位置偏差的计算公式.结果表明,所提出方法的整个图像处理时间小于30 ms,适用于对焊接图像的实时处理.     

一种多源遥感图像分割的融合新策略

为了充分利用多传感器遥感图像数据的互补信息来完成一致的图像解译工作,基于区域邻接图构建了马尔可夫场模型(MRF),并在MRF框架内提出了一种面向多源遥感图像分割的融合新策略.针对由美国陆地卫星探测系统专题制图仪获取的一组多光谱图像和合成孔径雷达图像中的分割问题,提出了具体的数据融合策略,即结合多源图像中的局部特征显著性指标和人眼视觉系统中的重要性因子图制定了融合规则,并在分割过程中充分考虑了传感器的可靠性对融合的影响.人工和真实数据集上的比对分析表明,新策略得到的割图区域匀质性最好,区域轮廓最清晰,并且可以有效提高分割精度.     

窄间隙旋转电弧熔化极活性气体保护焊视觉焊缝偏差检测

摘要： 针对旋转电弧窄间隙熔化极活性气体保护焊多层单道焊焊缝跟踪需要,提出一种基于被动视觉传感的焊缝偏差识别方法. 首先通过旋转电弧位置传感器和处于触发工作模式的CCD摄像机获取电弧旋转到坡口左侧和坡口右侧时的焊接图像,然后根据图像灰度直方图特点,构建了自适应双阈值获取算法. 大阈值用于获取电弧区域进而得到电弧中心位置;小阈值用于获取坡口工件区域,进而通过计算水平方向一阶差分得到坡口边缘. 通过对比一个电弧旋转周期内获取的两幅图像,可计算电弧旋转中心和坡口中心的偏差,得到焊缝偏差. 该偏差检测算法高效、可靠且可避免坡口底部改变带来的误差,同时可用于不同偏差算法的比较和融合.     

基于序贯算法的V形多层焊缝动态识别

针对旋转工件V形多层焊缝中的焊缝深度和形状不断变化等问题,提出一种新的焊缝序贯动态识别算法.首先对焊缝图像进行预处理,然后采用序贯方式识别焊缝特征角点,用前面多帧焊缝视频中的角点均值来校验当前帧中的角点位置.最后基于特征角点获取焊缝位置、宽度及斜率等信息.实验结果表明:序贯动态识别算法能有效校正因深度及形态变化引起的焊缝特征角点偏离,识别稳定性和可靠性好.     

焊缝表面缺陷的视觉图像表征

提出一种基于焊缝表面缺陷几何特征提取的视觉图像表征方法.以视觉系统采集的焊缝表面视觉图像为信息源,通过图像增强、图像平滑、阈值分割等方法完成了焊缝与母材的分离,采用多尺度Retinex增强、模糊边缘检测算法,实现焊缝图像中缺陷几何特征区域的提取.基于焊缝及其成像间的坐标变换关系,建立缺陷几何特征参数的求取算法.验证结果表明,获取的几何特征参数能够准确表征缺陷的大小、形状、位置等信息,基于视觉图像表征焊缝缺陷的方法是可行的.     

一种基于光谱与纹理特征的多光谱遥感图像地物分类方法

基于光谱特征对高分辨率多光谱遥感图像进行地物分类易形成噪声,提出一种光谱特征与纹理特征相结合的地物分类方法。首先基于光谱特征与纹理特征利用四叉树技术,对图像进行分块处理,以图像块的方式提取地物的光谱特征和纹理特征,然后采用支持向量机(support vector machine,SVM)对图像块进行地物分类,并通过区域增长方法对边缘区域进行处理,使得分类区域边界清晰。对Quickbird多光谱遥感图像进行实验,实验结果表明,该方法地物分类结果精度较高、区域一致性强、噪声少。     

焊接熔池信息图像检测和处理

文章建立了一个近红外CCD熔池动态信息的图像检测系统,用于PTIG焊熔池视觉信息的检测。应用窄带滤光技术成功地解决了强弧光干扰,在获取清晰的焊接熔池区图像的基础上,研究了焊缝熔池几何尺寸的边缘检出方法,获得了满意的熔池边缘特征图像,为智能化高质量焊接提供了技术基础。     

铜熔池信息视觉检测和图像处理研究

建立了一个近红外CCD熔池动态信息的图像检测系统，用于钢表面铜熔池视觉信息的检测。应用窄带滤光技术成功地解决了强弧光干扰，在获取清晰的焊接熔池区图像的基础上，研究了焊缝熔池几何尺寸的边缘检出方法，获得了满意的熔池边缘特征图像。     

面向对象的多尺度图像配准算法

图像配准技术是各种图像处理中必不可少的重要环节.文章提出一种面向对象的多尺度图像配准算法,该算法将面向对象技术和区域增长分割法相结合,得到理想的特征点;然后利用最小绝对值误差法,并采用双向匹配策略对特征点逐一配对,形成GCP集;最后利用放射变换和双线性插值法完成图像的纠正得到最终的配准图像.利用ENVISAT图像和Landsat图像获取的苏州某区域的相关数据进行实验并做了详细的客观评价,证明该算法切实可行,获取到的配准图像清晰,精确度达97%以上.     

基于改进Sobel算法的焊缝X射线图像气孔识别方法

提出一种具有自适应能力的焊缝X射线图像气孔检测方法.通过局部动态阈值分割法设计了多方向的焊缝X射线图像模板,采用Sobel算法对复杂背景下的焊缝进行边缘检测和区域标记,并在标记区域对原始图像x和y方向的灰度梯度进行分析,以增强小气孔和粘连气孔的识别能力.检测应用效果表明,所提出的方法具有良好的自适应能力且准确快速,能够有效地克服人工评片中产生的漏判与误判等缺点,并且能够存储和查询检测数据.     

防松帽搭接焊缝力学性能及分区建模方法

为了建立精细有限元模型,提高焊缝疲劳寿命仿真预测精度,需准确获取焊缝区的组织及材料力学性能分布.通过金相试验得到了焊缝区域组织分布,结合硬度试验和经验公式获取了焊缝微小区域组织应力-应变曲线参数.根据试验结果分析提出一种焊缝分区建模方法,并利用准静态拉伸试验验证了该方法的正确性,为进一步分析焊缝区域失效机制以及预测疲劳寿命奠定了基础.     

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MRDMD模型的噪声图像显著性检测方法

针对当前显著性区域检测方法对具有噪声的图像检测不准确的问题,提出一种基于多分辨率动态模式分解的显著性区域检测方法,该方法将动态模式分解(dynamic mode decomposition, DMD)与多分辨率分析(multi-resolution analysis, MRA)结合在一起,在时域和空间域中对多尺度系统进行建模.首先将输入图像进行色彩空间转换和边缘检测,然后使用图像的色度、亮度和边缘信息生成顺序快照矩阵,最后将其提供给多分辨率动态模式分解(MRDMD)模块进行3个级别的分解,获得图像的显著性区域映射.实验结果表明:本文方法在干净和嘈杂的图像中均能够检测出完整、边界清晰的显著性区域,相比于其他检测方法,性能具有明显的改善.     

基于虚拟多曝光融合的不均匀光照图像增强方法

针对不均匀光照图像存在过曝和欠曝区域导致对比度低、视觉效果差的问题,提出一种基于虚拟多曝光融合的图像增强方法.首先,将原图像从RGB(红-绿-蓝)颜色空间转换到HSV(色调-饱和度-亮度)颜色空间;然后,对转换后的V通道图像,利用相机响应模型,估计最佳曝光率并生成减弱曝光图像和增强曝光图像;接着,使用带细节提升的多曝光融合方法对该V通道图像和生成的虚拟曝光图像进行融合,重构出新的V通道图像;最后,将图像重新转换回RGB颜色空间得到一幅动态范围高、对比度强、视觉效果好的图像.在7个公开的图像数据集上进行实验,结果表明:该方法在平均信息熵、平均梯度和颜色一致性等图像质量评价指标上均优于所比较的方法,在更好地保持图像颜色和细节信息的同时,也使得结果图像具有较高的对比度和清晰度.     

实时跟踪焊缝特征的感兴趣区域特征提取算法

针对国产自主品牌机器人,基于感兴趣区域自适应获取方法设计开发了具有独立知识产权的机器人视觉焊缝跟踪系统,用于实时采集并处理焊缝图像,准确地获取焊缝特征值并进行了相关焊缝跟踪实验.结果表明,跟踪系统实时性好,纠偏准确,鲁棒性强.     

窄带成像光谱仪技术与实时多光谱图像处理

成像光谱仪是一种空间遥感探测器，它可以同时获取目标的空间和光谱分布信息。针对机载区域遥感需要结构简单、价格适中和数掘处理迅速的成像光谱仪的特点．在窄带多光谱遥感成像仪基础上，提出了一种具有实时光谱图像处理功能的多光谱成像技术．该技术可在窄带多光谱成像过程中同时完成多光谱图像的并行处理．它大幅度地提高了成像光谱仪遥感图像处理的实时性。更为重要的是该战像技术具有极高的性能价格比优势．可广泛用于农业、地质与环保等领域。     

基于图像块分割及小波空间频率的多聚焦图像融合法

提出了一种基于图像块分割及小波空间频率的多聚焦图像融合算法.采用块区域局部小波空间频率作为图像是否清晰的判断依据,对于明显的清晰和模糊区域,直接选取清晰区域作为融合后的相应块区域;而对于清晰与模糊的边界区域,采用了基于像素的窗口空问频率的方法进行融合处理.实验对比结果表明,该方法明显优于小波变换方法和图像块方法.     

小波分析在弧焊机器人视觉检测中的应用

针对弧焊机器人薄板对接、搭接焊缝的自动焊接问题,将小波分析应用在CCD直接获取的焊缝图像的处理中,用来提取焊缝轨迹.根据薄板的对接和搭接焊缝图像的特点,建立了斜坡型及梯形小波分析模型,通过对模型的多尺度小波变换和李氏指数的分析,可以区分焊缝的边缘类型,从而增强了焊缝轨迹提取方法的抗干扰性和适应性,也为弧焊机器人的自动化和智能化焊接提供一定的技术参考.