基于空间点特征和改进Hausdorff距离的图像配准方法

在基于特征的图像配准中,针对基于边缘的Hausdorff距离计算效率低的问题,提出用能表示图像空间结构的特征点来进行Hausdorff距离计算的方法。该方法是通过检测图像中的特征点来减少匹配点集中点的数量,实验证明了该方法的有效性,以及在计算和匹配时间上要优于基于边缘特征的Hausdorff距离计算方法。针对稀疏特征点集的特点,提出了改进Hausdorff距离,该距离通过改进部分Hausdorff距离使其更加适用于稀疏点集的距离计算,实验表明该距离在抗噪等方面优于其他Hausdorff距离。     

刚体变换下基于轮廓的多传感器图像配准算法

提出了一种基于轮廓的多传感器图像配准算法,输入图像之间的几何变换假设为刚体变换。该配准算法的特点是根据匹配轮廓对的质心和长轴计算配准参数,克服了传统的基于特征的图像配准算法控制点检测与匹配的问题,算法鲁棒性较高。首先提取输入图像中的明显轮廓,然后对提取的轮廓进行匹配,并将其中匹配的开轮廓对转化为闭合轮廓对,然后根据所有闭合轮廓对的质心和长轴估计配准参数。实验结果表明,所提算法能精确解决输入图像之间仅存在旋转和平移情况时的图像配准问题。     

考虑特征提取不确定性的多特征图像配准算法

基于特征的图像配准算法中,一般只利用图像中的一种特征进行配准,且在特征匹配阶段,同等地对待每一个特征而忽视特征本身的稳健性差异,这在很大程度上限制了算法的适用范围和稳健性。在对特征的不确定性进行定义的基础上,提出了一种综合利用多种特征进行图像配准的方法。在特征匹配阶段,考虑特征本身的不确定性,即特征稳健性越强,其对相似性测度函数的影响越大,反之,影响越小。另外,为了求解利用多种特征构造的相似性测度函数的最大值,提出了交替求解和构造统一关系矩阵两种方案。实验表明,该方法是准确有效的。     

基于结构的SAR图像配准

由于SAR图像中相干斑的存在，使得已有用于光学遥感图像自动配准的算法往往无法直接应用。基于人工通过地物结构推毫匹配关系进行配准的想法。提出了一种基于结构的SAR图像自动配准算法，该算法首先通过检测出的点目标构造“虚拟结构”，然后再综合新提出的“虚拟结构”不变量及结构区域不变矩作为相似测度完成匹配检测，最后用LMS算法估计出变换参数从而实现SAR图像的自动配准。实验结果表明，该算法不仅能够有效实现SAR图像的自动配准，而且能有效避免SAR图像中相干斑对配准过程中特征检测和匹配造成的影响。     

基于几何特征不变量的快速3D医学图像配准

针对颅部三维医学图像配准计算量大、配准效率低等问题,提出了一种基于几何特征空间约束的快速配准方法。提取三维轮廓点云,提出了一种基于点云集最优拟合环的特征构造方法,并以每个特征环和每个层的质心用作特征量,通过使用迭代最近点(Iterative Closest Point, ICP)方法完成快速配准。实验结果表明,与传统的ICP算法相比,该方法计算量小,配准精度高,配准速度快。它是一种有效的实时三维配准方法。     

基于轮廓特征的多模态医学图像的配准

多模态医学图像的配准在医学诊断和治疗计划中起着重要的作用。提出一种基于轮廓特征的迭代最近点 (SVD -ICP)的配准方法。这种方法是将最优化解析方法与迭代搜索相结合来解决图像轮廓点匹配问题的 ,适用于不同模态医学图像之间的配准。关于CT -MRI和PET -MRI图像的配准实验证明 ,该方法是有效的。     

多源图像实时配准融合系统

多源图像配准融合方法的理论研究较多,已有的融合系统往往针对特定应用通用性差,并且不具备实时性,而具有并行分布式计算机体系结构的通用实时图像融合系统有望解决这一问题。该系统的核心是基于标准总线上实时操作系统,以ADSP并行完成多源图像实时配准和融合,CPLD实现总线和视频同步控制。具有运算能力强、I/O带宽大、可扩展性和通用性强的特点,并以此构成了高速实时融合系统。实用表明此方案是可行的。     

基于特征点配准的气动光学图像校正方法研究

针对气动光学效应图像校正问题,提出了一种基于特征点配准的像素偏移盲目校正方法。由于高速流场引起的像素偏移具有很强的随机性和非线性等特点,采取二阶函数非线性模型来拟合畸变图像的像素偏移量,同时根据序列多帧图像的像素点偏移变化统计规律获取原图像的像素点初始位置,从而实现对各帧畸变图像进行像素偏移校正。仿真实验结果表明了方法的有效性。     

基于数据相关的多雷达融合成像相干配准研究

针对多频带雷达融合成像中不同雷达信号间的相干配准问题,提出了一种新的基于雷达测量数据相关的相干配准方法。该方法在相干配准时不需对各雷达数据分别建模,相对于现有文献中采用的基于信号模型的相干配准法,降低算法复杂度的同时消除了建模误差,提高了相位参数估计的精度。对相干配准后的各雷达数据,通过超分辨和最优迭代方法建立全局信号模型,并对空白频带进行数据预测,得到整个频域范围的目标频率响应。仿真结果表明,该方法相干配准时相位参数的估计性能和最终的融合成像性能均优于现有的模型相关方法,且具有良好的抗噪性能。     

低信噪比下多频段雷达数据高精度相参配准

子带相参配准是多波段雷达数据融合技术首先要解决的问题,它直接关系到多波段数据融合的成败。基于数据相关与基于Prony模型的方法在弱噪声的条件下能取得比较理想的相参配准结果,但在噪声较强的条件下配准误差较大。本文分析了线性相位和固定相位对一维像的影响,在此基础上利用累加一维像的图像熵,提出了依据最小熵准则和非线性最小二乘拟合获得高精度相位参数估计的方法。仿真实验表明,本文所提出的方法在低信噪比条件下的参数估计精度优于现有的方法。     

物体三维重建中轮廓匹配的模糊模式识别方法

基于轮廓序列的三维重建需要解决不同层面的匹配与聚集问题,传统算法在复杂流型转换中匹配准确率较低.针对传统匹配算法匹配准确率较低等问题,采用对折线求平均距离、构造模糊集的方法,给出了一种模糊聚类的数学模型,将传统的匹配问题转化为类成员的隶属度问题,最后把该模型应用到电容层析成像三维可视化系统中,并通过仿真实验验证了方法的有效性.     

一种基于复杂地物背景图像的目标识别方法

为解决复杂地物背景目标识别问题,提出一种基于复杂自然场景图像的目标识别方法。首先,进行多视点多尺度目标动态特征描述和目标轮廓特性视图制备;然后,采用灰度级顶帽形态学重构运算对输入图像进行处理,对处理后的图像进行分割,获得感兴趣区;最后,通过感兴趣区轮廓提取和基于Hausdorff距离匹配识别目标。实验结果表明,提出的方法能有效地从复杂自然场景中识别出目标。     

基于VTK的室外场景三维重建

采用VC 6.0作为开发平台,引入三维可视化类库VTK,实现了激光扫描数据的几何建模。通过数据压缩、平面分割减少数据量,并分别采用Delaunay三角化、轮廓线和MarchingCubes等不同的建模方法,重建室外真实三维场景。     

一种根据等高线生成三维地形的方法

提出了一种通过读取单色BMP格式的等高线图产生三维地形的方法。该方法对应每一个高程生成一个或多个多边形，再把代表不同高度的多边形放置到对应的高度上，并从最低端的多边形开始，逐层向上一层多边形采用沿各顶点法线放样的方法生成地形三角形。这种方法适用于生成锥形山、丘陵等小面积地区的地形模型。     

基于辅助线的等高线生成三维地形算法研究

针对从等高线地图读取地形数据和地形数据高程自动赋值两个问题,提出了基于辅助线的等高线地图提取三维数据的算法,同时实现等高线自动采样和高程自动赋值。利用山顶高程、等高距和等高线地图上任意计曲线的高程三个参数实现了等高线高程的自动计算和赋值。根据像素的孤立、连续特性,遍历等高线像素点,并按照一定的规则对等高线进行数据采样。总结了算法的特点,并用仿真实验验证了该算法的正确性和有效性。     

基于激光扫描数据的室外场景表面重建方法

针对激光扫描特点，提出了一种自适应室外场景表面重建方法。首先，定义无效数据与有效数据，提取主要被测物；接着，通过边缘提取、拐点确定和表面曲率估计进行自适应重采样；然后，识别空洞，区分物体，给出网格剖分方法。实验验证了算法既可去除冗余数据又可突出重要边缘信息，有利于激光扫描数据的存储和传输。     

三维流场特征描述语言与交互式可视化

基于特征的可视化可以简化流场显示、突出流场数据关键特征,主要应用于处理复杂流场。传统的基于特征的可视化方法多为自动的提取方法,无法有效结合研究人员的知识与经验,也难以满足研究人员的交互需求。在关注提取算法交互性的同时,考虑复杂流场特征区域精确界定的困难,提出了一种交互式模糊特征描述语言FFDL与改进的交互模糊特征提取算法,实现了对典型流场特征的灵活描述与交互式提取。首先根据模糊理论对三维流场特征进行描述得到模糊描述模型,然后介绍了FFDL的语法规范和语义框架,并给出了基于FFDL的交互式模糊特征提取算法和实现。最后基于已有的流场可视化系统,利用来自不同领域的多个实际数据验证了交互式模糊特征提取算法的有效性和实用性。     

圆环射线分解投影轮廓的三维模型检索方法

虚拟现实、可视化技术、数字化和三维图形建模的发展使互联网和专用数据库中三维模型的数量和检索需求快速增长,因此提出了一种圆环射线分解投影轮廓的三维模型检索算法。首先,对三维模型进行位姿对准、投影变换和边界提取;然后,对提取的投影轮廓用圆环射线分解的组合方法参数化,并对该参数化函数进行傅立叶分解,得到图形特征;最后,对特征描述符做相似性匹配,计算特征比较值,得到检索结果。实验表明,该种方法对三维模型的检索效果较好。     

基于GIS的海洋观测数据三维可视化仿真研究

在分析海洋观测数据三维可视化必要性的基础上,提出在海洋GIS中集成海洋数据三维可视化功能是解决当前海洋观测数据信息深层次挖掘难题的关键。对海洋观测数据三维可视化关键技术,包括三维可视化开发技术、海洋要素场数据模型、海洋要素场三维可视化流程、离散观测数据内插方法等,进行了系统分析。此基础上,根据海洋观测数据的特点,选择OpenGL和IDL作为三维可视化开发技术,采用C＋＋和VC＋＋语言开发用于海洋观测数据处理、分析的三维可视化组件CMa3DView,并集成到自主研发的海洋GIS系统——MaXplorer中。实际应用表明,基于提出的海洋观测数据三维可视化方法能较直观的再现复杂的海洋环境,从而为海洋科研工作者揭示抽象数据变化规律以及理解、分析各种复杂海洋现象,提供强有力的辅助工具。