高斯过程模型圆心定位算法

在对圆形目标进行图像处理以实现精密测量的各种任务中,圆心定位的精度直接决定了测量结果的精度。目前,成熟的圆心定位算法包括重心法、Hough变换法、高斯拟合法、圆拟合法以及椭圆拟合法等。这些常用算法各具优缺点,因此有不同的适用场景。本文提出了一种新的研究思路,利用高斯过程模型解决圆心定位的问题,并且提出了分别基于标准圆和椭圆方程的高斯过程圆心定位算法。实验结果表明,高斯过程标准圆中心定位算法与圆拟合算法的精度相当,而且在残缺圆的圆心定位中抗噪能力更好,精度更高;高斯过程椭圆中心定位算法比椭圆拟合法的抗噪能力更强,精度更高。     

基于Harr特征的快速输电线识别

野外采集的输电线图像边缘模糊,对比度差,空间域上存在随机分布的点和小块噪声。采用中值滤波方法,在不丢失图像边缘细节信息的前提下,用分段线性变换增强了图像边缘的对比度,提高了图像的亮度分辨力和空间分辨力。采用基于统计的Adaboost算法和Harr特征,完成了图像中符合地线特征的所有子区域的定位,并对离散的子区域集进行最小二乘法拟合,最终确定地线的实际位姿。以一组地线的手眼视觉图像为应用实例,验证了图像预处理及目标检测方法的有效性。     

5G基站的改进加权质心室内定位算法

针对现有基站室内定位算法参与定位基站选择及权重设置不合理导致定位精度低的问题,提出了5G环境下基于接收信号强度指示(RSSI)进行加权质心室内定位算法. 该算法通过RSSI测距得到5个已知基站到待定位点的距离,以已知基站位置为圆心作圆,针对相交所得的五边形区域,取任意3个顶点组成三角形,并根据不同的基站类型以及与待定位点的距离,设定合适权重计算三角形质心坐标,利用所得的10个三角形质心坐标做最大似然估计(MLE)得到最终定位点. 仿真结果表明:在基站稀疏和密集两种环境下,本算法较经典质心算法和加权质心算法,室内定位精度明显提高.      

超大视场太阳敏感器图像质心提取算法

太阳图像质心提取是利用太阳敏感器进行天文导航的关键技术之一,直接决定了太阳敏感器的观测精度。针对超大视场太阳敏感器非圆形太阳图像质心提取问题,首先提出像面椭圆拟合算法,较好地解决了椭圆及近似椭圆形太阳图像的质心提取问题,然后进一步提出了球面圆拟合算法。该算法根据相机的投影和畸变模型,将太阳图像的边缘点映射到物方空间,对物方空间的边缘点进行球面圆拟合,从而确定太阳质心位置。在估计球面圆拟合算法的精度时,需要将太阳质心位置映射回像面。理论上,球面圆拟合算法不再需要顾及太阳图像的形状,算法更为严谨。将椭圆拟合算法和球面圆拟合算法应用到实测的太阳图像质心提取中。结果表明,椭圆拟合算法更适合处理半视场角70°~80.3°的太阳图像,平均精度约为0.075pixels;球面圆拟合算法更适合处理半视场角大于80.3°的太阳图像,平均精度约为0.082pixels。     

结合LOG算子和大津法的遥感影像边缘检测方法

针对遥感影像具有丰富的细节和混合噪声,采用传统高斯拉普拉斯(LOG)算子难以有效地提取遥感影像地物边缘信息,文章提出一种结合LOG算子和大津法(Otsu法)的遥感影像地物边缘信息提取算法。此算法采用中值滤波对原始影像进行消噪,利用Otsu算法对滤波后影像进行自适应阈值分割得到目标影像,采用LOG算子对目标影像进行边缘信息提取。以安宁某区域的遥感影像为例,实验结果表明,提出的算法与传统LOG算子相比,具有更高的提取精度,能有效地提取出遥感影像的真实边缘、减少伪边缘。     

基于改进NAS-RIF算法的遥感噪声图像自适应复原

实现对遥感噪声图像的有效复原是遥感图像处理的一项重要研究内容。在对非负支撑域有限递归逆滤波(non-negativity and support constraints recursive inverse filtering,NAS-RIF)算法深入研究的基础上,提出一种基于改进自适应NAS-RIF算法的遥感噪声图像复原方法。该算法针对经典NAS-RIF算法存在的缺陷,首先对含有椒盐噪声和高斯白噪声的遥感图像采用自适应伪中值滤波算法进行预处理,以尽可能排除图像中噪声的干扰;然后结合图像的灰度值,从算法支撑域和背景灰度值2个方面加以改进;最后对代价函数引入基于目标信息的修正项,改进了经典NAS-RIF算法的代价函数;与对数函数复合,使得改进后NAS-RIF算法的代价函数具有良好的收敛性;并采用共轭梯度法对改进自适应NAS-RIF算法进行整体优化。对仿真实验结果进行的主观和客观分析表明,本文算法的性能优于经典NAS-RIF算法、已有的改进NAS-RIF算法以及小波阈值去噪方法,能够胜任遥感噪声图像的复原处理。     

噪声的分布层次分析及其自适应滤波算法

基于对噪声模型的分析 ,提出了两种自适应中值滤波器算法 :(1)对于消除噪声密度较大的脉冲干扰 ,提出了基于剩余脉冲检测的自适应中值滤波器算法 (AMF1) ,通过对滤波器输出是否存在剩余噪声的检测来决定采用的滤波器窗口尺寸 ,从而有效滤除脉冲干扰 ;(2 )对于消除的一定宽度的脉冲干扰 ,则提出了基于脉冲宽度检测的自适应中值滤波器算法 (AMF2 ) ,通过决定干扰脉冲的宽度来确定滤波器窗口的大小 ,从而有效去除较宽的干扰脉冲。通过对实际图像的测试 ,表明提出的算法运算结果优于标准中值滤波器的输出结果     

高分辨率机载SAR影像抑制噪声算法比较研究

SAR影像噪声抑制一直是学术界重要的研究课题,SAR影像由于其自身的成像原理不可避免地存在着斑点噪声,极大地干扰了地物信息的检测、分类和识别,影响SAR影像的解译和地物信息的判读。因此,进行噪声抑制处理具有重要的现实意义。本文介绍了四种高效的SAR影像抑制噪声的算法,针对这几种降噪算法进行了对比试验,并通过定量的评价指标来分析并验证这四种降噪算法在抑制斑点噪声的同时保持影像边缘细节的能力。结果显示:空间域均值滤波和自适应中值滤波纹理特征保持能力强,处理之后的SAR影像更清晰,而频率域滤波算法抑制噪声能力虽强但纹理特征保持能力弱,处理之后的SAR影像会丢失地物特征信息,清晰度会降低。综合分析表明,自适应中值滤波对机载SAR影像噪声抑制作用要优于其他三种滤波算法。     

一种基于极值检测与自适应滤波的图像去噪算法

标准中值滤波及其一些改进算法对于被低密度脉冲噪声污染图像的处理可取得令人满意的效果,图像被严重污染时,这些算法得到的结果均不理想。针对这一缺陷,基于文献[1]提出的一种滤波算法进行改进。首先,利用极值法对图像进行检测,判断出噪声及非噪声点;其次,设置滤波模板的最小及最大尺寸,对噪声点进行窗口逐渐增大的滤波处理。计算机模拟实验结果及对SAR图像滤波结果表明:该滤波算法在噪声去除及边缘和图像细节保持上优于标准中值滤波及其一些改进算法。     

FCM聚类算法协同Canny算子的遥感影像边缘检测方法

提出一种FCM聚类算法协同Canny算子的遥感影像边缘检测方法,算法采用中值滤波消除原始遥感影像中的非高斯噪声;采用FCM(Fuzzy C-mean)聚类算法将滤波处理后的遥感影像中的像素分为两类:边缘类像素和非边缘类像素,并得到聚类影像;最后采用Canny算子对聚类影像进行边缘检测得到遥感影像地物边缘信息。实验结果表明,文中提出的方法能有效消除遥感影像中的混合噪声并准确地检测出地物目标的边缘,是一种有效的遥感影像边缘检测方法。     

基于凸包算法和抗差最小二乘法的激光扫描仪圆形标靶中心定位

针对激光扫描仪圆形平面标靶点云数据缺失或冗余时不易准确获取标靶中心的问题,提出一种稳健的中心定位算法。首先根据回光强度提取标靶点云数据;然后剔除标靶点云数据粗差点,拟合标靶的最佳平面;接着利用凸包算法提取标靶边缘点;最后利用抗差最小二乘求解标靶的中心坐标。实验表明,该算法定位精度能达到亚毫米级,可以有效解决标靶数据缺失或者冗余时标靶定位精度低的问题,提高标靶的中心定位的稳健性。     

Canny算子对人工标志中心的亚像素精度定位

在使用圆型人工标志的计算机视觉检测中,人工标志的识别率和中心定位精度直接影响到检测的整体精度。传统的中心定位算法对人工标志识别率低、中心定位精度差,已不能满足精密检测的要求。文中采用Canny算子对带有圆形人工标志的数字图像进行边缘分割,通过模式识别方法、最小二乘拟合方法计算人工标志中心。该方法解决了标志识别率低的问题,提高了标志图像中心定位精度。其精度可达到亚像素级,能够满足高精度计算机视觉测量的要求。     

法线式直线方程在圆曲线测设中的应用

圆曲线的详细测设是先计算出圆曲线一定间隔的各中桩的坐标,然后通过全站仪极坐标放样的方法在实地放出各中桩的位置。本文通过建立圆曲线两切线的法线式直线方程,并以此推求出过圆心平行切线的两平移直线的法线式直线方程,进而通过解方程组求得圆心坐标,同时求出圆心到圆曲线上任意点的距离和坐标方位角,然后按照坐标正算的方法求得各中桩的坐标。     

星点亚像元细分定位精度分析

星点的精确定位为后续的导航解算提供数据支撑。基于高斯分布原理进行星点模拟,为星点定位提供图像数据。分别介绍了质心法和高斯曲面拟合法的亚像元细分定位原理,并研究系统误差、随机噪声、分割阈值、星等和星点坐标分布5个因素对星点定位精度的影响,分析两种方法的异同点。对模拟的星点进行定位分析发现,星点距离参考点越远定位误差越大,定位精度随噪声增大而降低。实验表明,相比高斯曲面拟合方法,质心法具有更好的实用性,其定位精度对星点的像元信息依赖性较小。     

大型斑岩铜矿的遥感信息探讨

遥感影像解译的不同规模级别的线性构造、不同类型的环形构造和线-环组合类型以及色彩异常影像是寻找斑岩铜矿,特别是大型斑岩铜矿床最有用的遥感标志。1.砂岩铜矿的规模直接与不同规模不同级别的线性构造相联系区域性斑岩铜矿带直接受大型区域线性构造带和它们的汇聚格局控制,这种区域线性构造带多为区域压性壳断裂或超壳断裂,在遥感图像上常显示为浅色带,其长度超过100km,被称为主干边缘线性构造带(处于隆起单元向坳陷单元过渡部位,靠近隆起单元一侧).此外,一系列次级线性构造往往与主干边缘线性构造成一定角度相交,共同形成一种贯通性构造,在遥感图像上也常显示为浅色线;并直接控制斑岩铜矿田的分布和矿床的定位,被称为横向线性构造,长度一般1km-100km,主要包括三种类型(略),均显示张性特征。事实上,与斑岩铜矿有关的蚀变矿化直接受控于更低级别的线性构造(断裂和裂隙),它们常构成统一的环状和放射状断裂、裂隙系统。2.不同组合的多层环形影像是斑岩铜矿的不同呈矿环块构造的映像几乎所有的斑岩铜矿都与环块构造有关,特别是Ⅲ或Ⅳ级环块(直径50km-500km,包括环隆、环陷及褶皱-断裂环块等).它们控制了斑岩铜矿的定位。     

面向建筑物变形监测的图像量测技术

本文面向建筑物变形监测,设计并开发了一整套可对远距离、室外成像的标志中心进行精确定位的新技术,其重点在于整像素边缘定位和数据质量控制。提出了最大梯度投影概念,以最大梯度投影替代传统梯度算子计算标志的整像素边缘,并在此基础上提出改进的边缘细化算法,同时引入曲率筛选方法,形成一整套整像素边缘定位新技术,规避室外成像环境的不确定干扰,以获取完整、准确的整像素细化边缘。在亚像素中心定位后,以统计理论为框架设计了一套数据质量控制机制,筛选并保留满足统计限值的定位结果参与最终的定位计算,有效控制了相机拍照时轻微晃动给中心定位引入的误差。在不同的自然环境、背景及摄程下进行实测,结果表明,该图像定位方法具有定位性能稳定、定位精度高、处理速度快、对成像设备要求低、对室外环境适应性强等优势。使用标配镜头的主流单反相机,200 m摄程内的标志中心定位精度在3.5 mm内,可应用于建筑物变形监测。     

面要素圆形符号适宜尺寸的确定方法

为了解决圆形符号的占位问题,本文提出了用等值二分法求解面要素最大内接圆的圆心和半径。实验证明该方法适合于制图中的任意形状多边形:将面要素最大内接圆的圆心作为其圆形符号的视觉中心,利用断裂点理论,给出了不压盖情况下面要素圆形符号适宜尺寸的计算公式。通过实例分析验证了方法的有效性。     

轨道交通中线测设统一数学模型的建立

根据对常用的两种中线测设数学模型的分析，从线路中线曲率半径的特点出发，提出了中线整体积分数学模型，并导出其计算公式。为了实现整体积分模型的计算，对龙贝格积分算法进行了改进，并用于武汉市轨道交通一号线一期工程的中线测设。比较和分析表明，从实用性和精度等方面来说，整体积分模型是目前轨道交通最优的中线测设模型。     

星载GNSS-R海冰边界探测方法

针对星载接收平台提出了一种利用全球导航卫星系统反射信号（Global Navigation Satellite Systemreflectometry,GNSS-R）进行海冰边界探测的方法。该方法利用导航卫星信号经海冰和海水表面散射后反射信号时延相关功率映射（delay map,DM）的差异,结合镜面反射点位置来探测海冰边界。利用自适应阈值调整算法处理TDS-1卫星数据,获取有效的DM数据,进而得到DM衍生量随镜面反射点位置的变化趋势,并设置DM衍生量的阈值来识别海冰。与全球海冰分布图对比发现,DM衍生量阈值对应的镜面反射点位置与海冰分布图的海冰边界位置基本吻合,证明了DM的有效区时延距离、相关功率的峰值和归一化标准差均可用于海冰边界探测,星载GNSS-R技术在海冰边界探测领域具有较大潜力。