1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学空间光电技术研究所，吉林 长春 130022
目前多光谱行人检测算法大多对可见光与红外图像融合方法展开研究，但是充分融合多光谱图像所需的参数量巨大，会导致检测速度降低。针对这一问题，提出了一种基于时效性较高的YOLOv5s的多光谱行人检测算法。为了保证算法的检测速度，选用可见光与红外光通道方向上的合并方法作为网络的输入，并通过对传统算法的改进来提升检测精度。首先，用可变形卷积替换部分标准卷积，增强了网络对不规则形状的特征目标的提取能力；其次，用多尺度残差注意力模块替换网络中的空间金字塔池化模块，减弱了背景对行人目标的干扰，提升了检测精度；最后，通过改变连接方式，增加大尺度特征拼接层，提升了网络的检测最小尺度，提升了网络对小目标的检测效果。实验结果表明，改进后的算法在检测速度上有明显优势，并比原算法的mAP@0.5和mAP@0.5∶0.95分别提升了5.1和1.9个百分点。
行人检测 可变形卷积 注意力机制 小目标检测 YOLOv5s 激光与光电子学进展
2024, 61(10): 1037004
1 西南科技大学信息工程学院，四川 绵阳 621010
2 特殊环境机器人技术四川省重点实验室，四川 绵阳 621010
针对现有的三维测量系统在线激光标定过程中存在多线不易标定、提取特征点精度低等问题，提出一种新的多线激光分类与光平面标定方法。首先利用steger算法提取激光中心线，利用基于轮廓判断的方法对中心线进行分类；然后对标定板上的关键点进行检测，利用奇异值分解得出摄像机与标定板的对应关系矩阵，进而可利用对应关系矩阵，求解关键点在相机坐标系下的三维坐标；拟合标定板在相机坐标系下的平面方程，即可求出激光线在标定板平面上的三维点。多次变换标定板位姿，最终可完成多线激光平面标定。对标准块的重建实验结果表明，所提方法的重复测量均值尺寸精度达0.02 mm，满足工业精度要求，证明了所提方法的有效性。
轮廓判断 标定板 奇异值分解 多线激光平面标定 激光与光电子学进展
2023, 60(22): 2215003
1 长春理工大学 光电工程学院，吉林 长春 130022
2 西安现代控制技术研究所，陕西 西安 710077
为了实现复眼系统小型化、轻量化，提出一种基于相机外凸式的安装结构。基于该种结构，首先分析了子眼系统视场角之和与光轴夹角之间的关系，通过两子眼系统视场边缘点之间的坐标关系，建立了与子眼间光轴夹角、子眼系统视场角、观测距离相关的视场重叠率计算模型。通过对此模型分析，复眼系统中子眼间光轴夹角应当小于子眼视场角之和，且大于子眼视场角之差；在上千米的观测距离下，子眼间的视场重叠率随观测距离的变化趋向于定值。依据此模型设计了一款19孔径的复眼系统。针对3 km外目标搭建了实验，采集了子眼图像数据，实验结果表明，复眼系统实现了79.23°全视场的无盲区监测，1级阵列间子眼的实际重叠率在X、Y方向分别为71.16%、45.99%；1级与2级阵列间子眼在X、Y方向同时存在重叠时的实际重叠率分别为43.00%、18.36%，只在X方向存在重叠时的实际重叠率为14.62%；2级阵列间子眼的实际重叠率在X、Y方向分别为66.58%、24.6%。理论重叠量分别为75%、40%；40%、20%；15%；70%、30%。通过子眼实际重叠量与理论重叠量的对比分析，验证了该视场重叠计算模型的可行性。
视场重叠 仿生复眼系统 计算光学 光学设计 field of view overlap bionic compound eye system computational optics optical design 红外与激光工程
2021, 50(9): 20200435
1 长春理工大学电子信息工程学院, 吉林 长春130022
2 长春理工大学空间光电技术研究所, 吉林 长春130022
针对传统图像拼接方法处理速度慢、效率低、无法满足高分辨率图像快速准确拼接的需要,提出一种基于ORB特征的高分辨率图像拼接改进算法。首先在ORB特征点提取的基础上,采用汉明距离进行快速粗匹配;然后基于渐进采样一致性(PROSAC)算法对匹配点对进行优化,去除误匹配点对之后,求解图像变换矩阵;最后采用渐入渐出加权融合算法对图像重叠区域进行融合,去除拼接痕迹。实验结果表明,相较于传统算法,本文算法不仅在处理速度上具有明显优势,而且匹配准确度更高,能够对高分辨率图像实现快速准确的拼接。
图像处理 图像拼接 特征点提取 特征点匹配 渐进采样一致性 激光与光电子学进展
2021, 58(8): 0810004
1 长春理工大学研究生学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学空地激光通信国防重点实验室, 吉林 长春 130022
针对海上目标红外图像采集工作中硬件噪声与海面背景杂波带来的影响,以海上无人船视频导航避障系统为背景,对海上红外目标跟踪工作系统噪声进行分析,设计了一种相关去噪算法,完成了系统建模,并对参数进行了改进。然后对海上红外视频进行逐帧采样,对采样所得红外图像序列进行滤波,将滤波前后跟踪位置与目标真实位置的中心坐标进行对比,最后将本文算法处理结果与其他类似算法进行对比。实验结果表明,本文算法滤波后跟踪位置与真实位置基本重合,捕获率高于98%,跟踪误差小于1 mrad,相对于类似滤波算法,信噪比提升了10 dB。
图像处理 红外图像 海上目标 引导滤波 细节增强 激光与光电子学进展
2020, 57(10): 101023
1 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳110016
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院光电信息处理重点实验室, 辽宁 沈阳 110016
近年来, 深度学习以其强大的非线性计算能力在目标检测和识别任务中取得了巨大的突破。现有的深度学习网络几乎都是以数据的欧氏结构为前提, 而在计算机视觉中许多数据都具有严格的流形结构, 如图像集可表示为Grassmann流形。基于数据的流形几何结构来设计深度学习网络, 将微分几何理论与深度学习理论相结合, 提出一种基于Grassmann流形的深度图像集识别网络。同时在模型训练过程中, 使用基于矩阵链式法则的反向传播算法来更新模型, 并将权值的优化过程转换为Grassmann流形上的黎曼优化问题。实验结果表明: 该方法不仅在结果上识别准确率得到了提高, 同时在训练和测试速度上也有一个数量级的提升。
深度学习 Grassmann流形 黎曼优化 图像集识别 deep learning Grassmann manifolds Riemannian optimization image-set recognition 红外与激光工程
2018, 47(7): 0703002
