基于区域分割和均方误差改进的图像修复算法

基于样本块的Criminisi图像修复算法在搜索匹配块时,使用全局搜索并用均方误差（sumofsquareddifferences）来衡量样本块差异。该方法存在搜索范围过大,效率较低,仅考虑颜色的差异,容易导致修复结果边界错位等不足,本文提出了一种基于区域分割和均方误差改进的图像修复算法。为了提高样本块匹配速度,先采用区域分割法分割整个图像区域,使待修复样本块只在对应区域内搜索。在比较样本块差异时,本文算法对颜色差异、纹理差异、曲线特征差异进行了加权综合,从而保证了修复后图像在颜色和纹理上均与已知区域保持一致,解决了Criminisi算法效率低且容易出错等问题。实验结果表明本文算法修复结果在执行效率、视觉效果上要比Criminisi算法好。     

一种改进的基于Criminisi算法的目标移除方法

由Criminisi算法设想并提出的基于样本块图像修复方法,不但能够修复大面积破损区域,而且可以用于移除图像中的目标物。针对其在计算修复块优先级和搜索最佳匹配块时存在的一些不足,提出了一种改进的基于样本块的目标移除方法。在图片预处理中首先进行膨胀腐蚀处理;其次优先级计算中将置信度计算引入指数,从而得到更加精确的优先权;再次运用局部搜索方法,大大提高了搜索速度和准确性;最后将整幅图再进行拉普拉斯锐化。实验结果表明,修复后的图像效果良好,峰值信噪比大大提高,并且提升了算法效率。     

改进相似性度量准则的图像修复算法

巴氏距离可以衡量离散概率分布的相似性.在Komodakis的基于置信传播的图像修复算法基础上,提出在搜索最佳匹配块时,以欧式距离为主、巴氏距离为辅的方法度量待修复块与样本块之间的相似性,以提高正确匹配率.结果表明,该方法对缺失纹理的修复具有很好的效果,明显提高了修复质量.     

D-S证据理论在壁画图像修复算法的研究

对几种主要的图像修复算法进行了分析研究,在D-S证据理论与Criminisi算法相结合的壁画修复算法基础上,对最佳样本块的搜索进行了改进,考虑到在匹配准则上加入像素的物理距离(DIS)来选择最优的匹配结果,减少其修复错误.且定义了新的评价度函数Q,是基于峰值信噪比测度(PSRN)与结构相似度(SSIM)相结合的评价方法,并通过仿真实验证明算法的有效性,为今后壁画数字化保护提供了参考.     

基于旋转及尺度空间拓展的图像修复算法

传统基于样本块的图像修复方法只能在平移空间中进行搜索,当出现旋转和尺度变化时无法实现匹配块的最优选取.为解决上述问题,将Patchmatch快速搜索算法引入图像修复领域;在此基础上,通过改进能量函数来实现旋转及尺度空间拓展;最后利用LM优化算法获得最优化模型参数.仿真实验结果表明,当破损图像存在旋转及尺度变换时,该方法仍然能够准确找到其最优匹配块,取得理想的修复效果.     

改进的基于样本块的图像修复算法

目前传统的基于样本块的图像修复算法容易产生错误的匹配纹理块,从而造成视觉的不连续性、结构性强的图像的修复效果差以及不同纹理区域间边界信息处理模糊。针对这些问题,提出了一种改进的基于样本块的图像修复算法。首先加入曲率因子改进优先权计算方法,然后建立目标优先级队列,最后提出了基于矩阵相似度的样本匹配策略。通过对几个关键目标块匹配策略的改变,解决了纹理边界处理误差大、图像过渡不平滑等问题。     

基于笔画宽度检测和改进块修复的自动英文文本移除算法

为了提高英文文本移除后图像的修补效果,提出一种全自动文本移除算法。该算法基于骨架计算笔画宽度,并采用无监督连通区域分类实现文本区域检测与勾画。在文字提取后的缺损区域修复中,对传统基于样本块的修复算法进行了改进,依据边缘结构信息强弱确定边界块的合理修复顺序,采用两步搜索策略避免相似块误匹配,基于低秩矩阵填充技术提高填充区域的逼真度。实验结果表明,该算法能够准确定位文本区域,文本移除后的图像无明显篡改痕迹。     

基于曲率约束因子与边缘加权法则的图像修复算法

针对当前较多图像修复算法主要通过对图像块进行方差和度量的方法来完成图像修复,忽略了图像块的显著边缘特性,使得修复图像容易出现模糊效应以及不连续效应等不良现象,导致算法修复性能不佳的不足,提出了基于曲率约束因子耦合边缘加权法则的图像修复算法.首先,通过像素点的等照度线方向构造曲率约束因子,对数据项进行约束,形成优先级度量函数,利用优先级度量函数选取优先修补块;然后,利用像素点的均值之差构造像素自相关模型,对样本块的大小进行了调整;最后,以样本块显著边缘为约束,构造了边缘加权模型,通过边缘加权模型联合SSD(sum of squared differences)模型建立了边缘加权法则,对最优匹配块进行搜索,用于对待修补块进行修复.仿真实验结果表明,与当前图像修复算法相比,本文设计的图像修复算法修复的图像具有良好的视觉效果.     

基于笔画宽度检测和改进块修复的自动英文文本移除算法

为了提高英文文本移除后图像的修补效果,提出一种全自动文本移除算法。该算法基于骨架计算笔画宽度,并采用无监督连通区域分类实现文本区域检测与勾画。在文字提取后的缺损区域修复中,对传统基于样本块的修复算法进行了改进,依据边缘结构信息强弱确定边界块的合理修复顺序,采用两步搜索策略避免相似块误匹配,基于低秩矩阵填充技术提高填充区域的逼真度。实验结果表明,该算法能够准确定位文本区域,文本移除后的图像无明显篡改痕迹。     

一种双约束稀疏模型图像修复算法

针对图像处理中需要修复大面积缺损区域的问题,提出一种基于双约束稀疏模型的图像修复算法.该方法首先在已知区域内搜索与待填充目标块相似的样本,将每个样本块都视为一个高维向量,则相似的样本在高维空间中都在目标块的邻域内.假设邻域中的样本处于同一流形上,使用局部线性嵌入方法对未知区域进行估计,然后利用稀疏表示模型得到最终结果.实验结果表明,与传统的基于样本块的修复方法相比较,使用该算法修复后的图像纹理和结构信息更加清晰.     

复杂环境下的快速人脸检测算法

使用一种新的假面变换和模板匹配的人脸检测算法,能够对复杂环境中大小不等的人脸进行快速、准确的检测.算法首先通过假面变换来预测人脸位置上边沿的中心,然后对图像中的预测位置进行模板匹配,设计了一类对照明变化、噪声干扰具有较强适应性的模板匹配方法,最后对匹配结果进行验证,确定人脸准确位置.采用多种环境下的大量图片进行实验,结果显示该算法具有较快的检测速度和较高的准确性及鲁棒性.     

复杂环境下的快速人脸检测算法

使用一种新的假面变换和模板匹配的人脸检测算法，能够对复杂环境中大小不等的人脸进行快速、准确的检测．算法首先通过假面变换来预测人脸位置上边沿的中心，然后对图像中的预测位置进行模板匹配，设计了一类对照明变化、噪声干扰具有较强适应性的模板匹配方法，最后对匹配结果进行验证，确定人脸准确位置．采用多种环境下的大量图片进行实验，结果显示该算法具有较快的检测速度和较高的准确性及鲁棒性．     

字符串随机探测模式匹配算法

分析了目前字符串模式匹配的五种算法,总结了各种算法的时间复杂度和在不同场合下的不同表现,并从经典算法出发,提出了一种随机探测模式匹配算法,同时评价了该算法的特点.     

基于ORB算法的象棋快速识别和定位系统研究

以象棋装配为研究背景,利用ORB算法实现棋子的识别,提出根据最佳匹配特征点的像素坐标,利用几何平均坐标法求出目标棋子的坐标,利用特征点构造的向量计算目标棋子相对于模板的旋转角度,实现棋子的定位,并利用工业机器人完成象棋的装配。实验结果表明:计算出的旋转角度可以保证摆放棋子时与模板为同一方向。ORB算法的运行时间均在0.2 s以内,快于SIFT和SURF算法,可以保证系统能准确地识别和定位出目标棋子,并满足象棋装配过程中的实时性要求。     

基于目标模板库的多任务目标持久跟踪

针对长时间跟踪造成的信息丢失问题,提出了一种借鉴人类视觉记忆机制构建目标模板库的算法,该方法能在跟踪中记忆有用目标信息,实现持久稳定的跟踪.首先采用多任务跟踪法把视频序列分成多个子任务进行多线程分块局部跟踪,然后采用模板匹配和特征融合下的粒子滤波先后进行粗略跟踪和精细跟踪;最后把跟踪结果纳入目标模板库中更新跟踪系统.实验表明,此算法具有较好的鲁棒性和稳定性.     

基于遗传算法的图像识别方法

分析了图像识别中模板匹配技术面临的计算量大、存储量大的问题,提出了基于遗传算法的图像识别方法。该方法首先对图像模板进行离散化处理,对图像离散点控制,从而把图像识别问题转化成一系列离散点的组合优化问题;然后利用遗传算法对种群优化的性能,对各个控制点组合优化,使各控制点与模板匹配;最后通过计算机仿真实验,证明了这种方法的有效性和实用性。     

一种新的车牌数字及字母字符识别方法

车牌字符识别是车牌自动识别系统的关键环节．车牌数字及字母字符识别是车牌字符识别的重要组成部分．传统的模板匹配法的缺点是在车牌图像质量退化时识别率较低．提出一种新的改进的模板匹配法．该方法定义前景匹配度、背景匹配度和整体失配度3种匹配测度进行模板匹配,匹配成功则直接获得识别结果,否则,对相似字符情形应用特征区域模板匹配法,对其他情形应用空心模板匹配法．实验结果表明,该方法对车牌字符褪色、污迹、断裂、模糊、光照不均等质量退化车牌图像具有较好的识别效果．     

冰雪颗粒3D打印的材料填充算法

北京冬奥会的召开,必将激发中国冰雪运动的发展,冰雪景观建造和修补的需求也会扩大,为解放人力而提出了冰雪3D打印机器人的研究课题,针对冰的物理特性,提出颗粒材料的3D打印方法。采用六方紧密堆积的规律,对颗粒的填充规划算法进行了研究。读取STL模型文件数据,研究了三角面片和切平面的匹配方法,提出采用黄金分割的匹配计算方法。针对分层后轮廓的颗粒填充问题,提出采用平面颗粒填充网格模板与轮廓曲线进行比较筛选的规划方法。计算实例证明：黄金分割查找实现三角面片与切平面匹配比二分法具有更高的效率;这种颗粒材料填充规划算法对复杂的实体造型均有效。     

车牌识别技术的研究与实现

在车牌自动识别系统中,因自然因素或采样因素使得原本规则的印刷体字符产生畸变,给字符识别带来了很大困难.考虑到识别的实际应用及实时性要求,采用改进的模板匹配方法先将字符细化,再结合字符的全局特征,与模板的特征矢量进行匹配,误差最小的作为识别结果.实验结果表明,该算法具有较高的识别率及较好的抗噪性能,能够实现较好的车牌识别效果.     

纳米压印过程中的聚合物流变机理

针对紫外纳米压印工艺,采用有限元软件对光刻胶的流变填充过程进行了模拟.根据紫外压印中光刻胶黏度系数小的特点,建立了基于黏性流体的模型,采用流固耦合的ALE（Arbitrary Lagrange Euler）方法,系统分析了模板的周期性、占空比、深宽比及非周期结构对光刻胶填充效果的影响.结果表明,相对于非周期模板,周期结构的模板所能引起的图形转移缺陷小;占空比及深宽比对小周期模板比大周期模板的影响大.进行了纳米压印实验,实验结果与仿真结果吻合,说明了仿真的可信,可以作为模板结构设计及表面处理工艺的依据.