东南大学 机械工程学院, 江苏 南京 211189
提出了基于粒子群优化(PSO)与引力搜索(GSA)混合算法(PSOGSA)的多阈值图像分割方法来解决图像阈值搜寻过程中单一优化算法局部搜索能力不强的问题.提出了图像阈值分割领域中的广义反向学习策略,在阈值寻优过程中提高群体多样性,增强了全局搜索能力;采用了全局最优解的正态变异策略,扩展了全局最优的搜索区域,避免了算法的早熟收敛.在此基础上,实现了基于广义反向粒子群与引力搜索混合算法的多阈值图像分割方法.最后,使用本方法对复杂多目标图像进行了多阈值分割实验,并与引力搜索算法和萤火虫算法进行了比较.实验结果表明,本文方法的分割精度优于引力搜索算法与萤火虫算法,其分割目标函数值在连续运行时的标准差降低了90%以上,是一种精度高、稳定性强的多阈值图像分割方法.
图像分割 多阈值分割 粒子群优化 引力搜索算法 广义反向学习 正态变异 image segmentation multilevel threshold segmentation particle swarm optimization gravitational search algorithm generalized opposition-based learning normal mutation
1 东南大学 机械工程学院, 江苏 南京 211189
2 淮海工学院, 江苏 连云港 222005
提出了基于萤火虫算法的二维熵多阈值快速图像分割方法以改善分割复杂图像和多目标图像时存在计算量大、计算时间长的问题。首先, 分析了二维熵阈值分割原理, 将二维熵单阈值分割扩展到二维熵多阈值分割。然后, 引入萤火虫算法的思想, 研究了萤火虫算法的仿生原理和寻优过程; 提出了基于萤火虫算法的二维熵多阈值快速图像分割方法。最后, 使用该方法对典型图像进行阈值分割实验, 并与二维熵穷举分割法、粒子群算法(PSO)二维熵多阈值分割法进行比较。实验结果表明: 该方法在单阈值分割、双阈值分割和三阈值分割时分别比二维熵穷举分割法快3.91倍, 1040.32倍和8128.85倍; 另外, 在阈值选取的准确性和计算时间方面均优于PSO二维熵多阈值分割法。结果显示, 基于萤火虫算法的二维熵多阈值快速图像分割方法能快速有效地解决复杂图像和多目标图像的分割问题。
图像分割 多阈值分割 二维熵 萤火虫算法 image segmentation multilevel threshold segmentation two-dimensional entropy firefly algorithm
在目标识别、抓取和视觉蔽障的背景下，提出了一种基于特征点的单目视觉测量方法以克服特征点的匹配和单特征点提取误差对测量结果的影响。介绍了基于特征点的单目视觉测距基理。首先利用小孔成像原理，得出成像点与目标点的映射关系；然后通过对目标物和目标图像的分析，得出目标物与目标图像面积的映射关系，建立了视觉测量的直线测距模型；最后通过提取目标图像的特征点，将光心与目标物的距离关系转化为光心与特征点的距离关系。对提出的测距原理进行了实验验证，针对测量误差随距离增加而变大的现象分析了误差产生的原因，并对得到的实验数据进行了修正，修正后的误差最高为1.68%。与文献<参考文献原文>得到的误差率6.72%相比，有效提高了测量精度，验证了提出方法的可行性和有效性。
计算机视觉 单目视觉测量 小孔成像 图像处理 目标测距 computer vision monocular vision measurement pinhole imaging image processing target location
利用二氧化硅和聚苯乙烯非磁性微球掺入铁氧体纯磁流体中，制得了复合磁流体.定性地研究了复合磁流体在外磁场作用下的双折射与非磁性微球的种类、掺杂浓度以及纯磁流体自身浓度的关系.研究表明，不同浓度的纯磁流体掺杂等量的聚苯乙烯微球对其双折射随磁场的变化趋势影响不同；同一浓度的纯磁流体掺杂不同种类的非磁性微球，对其双折射的影响也不同；掺杂等量但不同比例的两种非磁性混合微球所形成的复合磁流体中，其中一种非磁性微球对其双折射的影响起主导作用，使得该复合磁流体双折射随磁场的变化趋势与起主导作用的非磁性微球单独掺杂时相似.
复合磁流体 双折射 非磁性微球 磁空穴 Composite magnetic fluid Birefringence Nonmagnetic microsphere Magnetic hole
用溶胶-凝胶法制备了Fe-Al2O3铁磁金属-非磁绝缘体基体薄膜。实验结果表明, 当Fe与Al2O3的质量比为1∶1, 热处理温度为420℃时, 所制备的薄膜具有最大的磁致旋光(Faraday)效应, 测得的费尔德(Verdet)常数V=(6.8×104)°/(T·cm)。通过分析, 得出了Fe-Al2O3薄膜巨磁Faraday旋光效应主要是由光、磁场与薄膜相互作用产生剧烈塞曼(Zeeman)分裂引起的。对影响薄膜Faraday旋光效应的各种主要因素进行了讨论。
巨磁Faraday旋光效应 溶胶-凝胶技术 Fe-Al2O3薄膜 giant magneto-optical Faraday effect sol-gel techniques Fe-Al2O3 films
设计了一套用于研究磁性液体的场诱导静态和动态光衍射特性的实验装置.通过在样品的后方放置一个适当孔径的光阑,实现了定量研究其衍射特性的目的.采用沿衍射方向移动光阑的方法定量地研究了衍射光的空间分布.设计了一个指数衰减函数用来拟合动态衍射实验的数据,获得动态衍射的特征时间.以两种不同浓度的表面包覆型水基氧化铁磁性液体样品为例,定量地实验研究了其场诱导光衍射特性与外磁场强度和样品浓度的关系.结果表明,磁性液体的场诱导结构对光的静态和动态衍射与外磁场的强度和磁性液体的浓度有关.其静态衍射与外磁场强度呈非单调的关系; 其动态衍射的特征时间与外磁场的强度成反比,与磁性液体的浓度成正比.对实验中观察到的场诱导静态和动态衍射特性的物理机理进行了详细的分析.
磁性液体 磁场 衍射 特征时间 Magnetic liquid Magnetic field Diffraction Characteristic time
研究了基于序列局部图像的视觉测量方法.分析了机械零件图像边缘的过渡分布特征,提出用边缘像素补偿法来消除实际边缘不能精确定位对测量精度的影响.以直线边缘距离测量为原型,提出了基于序列局部图像尺寸特征的测量方法:对零件进行微小区域成像,生成在空间上连续的序列局部图像;应用相关系数法和双线性插值法获得相邻序列图像的亚像素级尺寸特征线,从而得到各局部图像的尺寸特征;对这些尺寸进行求和与补偿,得到零件的总体尺寸.实验结果表明,对常规尺寸零件的单幅图像运用边缘像素补偿法,相对测量误差在0.008%以内;对大尺寸零件应用序列图像测量法,相对测量误差在0.01%以内,并具有误差积累小的优点.本文算法可基本满足板类零件的精密自动化测量要求.
视觉测量 图像处理 序列图像 边缘补偿 特征匹配
