研究表明跌倒是我国老年人伤害的主要原因，缩短跌倒到救治的时间能降低跌倒造成的伤害。为此，室内老年人跌倒检测需求逐年增加。红外传感器具有受光照影响小，保护隐私等优点，越来越广泛地应用于室内人体跌倒检测中。然而，由于红外图像存在分辨率低、信噪比差等缺陷，导致传统方法的检测精度较低。针对这个问题，本文提出一种基于逆向投影算法的室内人体跌倒检测方法。首先，通过人体温度计算出人体与传感器之间的距离；其次，结合图像信息，逆推出人体在真实世界的高度；最后，对获取的人体真实高度数据进行平滑处理，并根据其变化情况进行跌倒检测。实验结果表明，本文所提方法的检测准确率达到 98.57%，优于传统非逆向投影方法，其性能完全可以应用于实际检测中。

为了实时、准确、自动地实现钢轨焊缝错边量检测, 提出一种钢轨焊缝错边的视觉检测方法。首先, 采用中值滤波法去除焊缝图像中的噪声; 其次, 采用最大类间方差法和扫描法, 实现轨边的粗定位, 采用多次最小二乘直线拟合法实现轨边的精定位, 去除奇异点, 提高边缘定位精度; 再次, 采集标定图像, 利用图像处理算法, 实现相机的自动标定; 最后, 根据错边的边缘信息和相机的标定结果, 实现错边量的检测。通过对60kg/m钢轨焊缝区域、非焊缝区域和标准件的检测实验, 验证了该方法具有精度高且稳定性好的优点, 可用于焊轨基地的焊缝错边自动在线检测。

针对直升机桨叶共锥度测量中背景复杂、圆形标记点较小, 易出现定位不准的问题, 提出一种新的圆形标记点定位方法。首先, 利用OTSU图像分割方法计算阈值; 然后, 以OTSU阈值为边界阈值, 对图像进行多重分割; 利用圆度特征和质心变化规律, 对每一次分割后的连通域轮廓进行干扰排除, 实现圆形标记点的粗定位; 最后, 采用最小二乘拟合法完成标记点的精确定位。通过圆形标记点定位实验, 表明该方法在复杂场景下对较小的圆形标记点具有较高的定位精度, 可用于提高大场景复杂环境下直升机桨叶共锥度测量精度。

针对标准遗传算法在摄像机标定参数非线性优化过程中, 易出现过早收敛和停滞现象的问题, 提出一种新的摄像机标定参数优化方法。首先, 采用非线性的归一化几何排名函数与随机遍历抽样法混合作为选择方法, 对遗传算法进行改进; 然后, 采用改进的遗传算法对摄像机标定参数进行非线性优化; 最后, 将其与标准遗传算法进行标定参数非线性优化对比实验, 实验结果表明: 算法平均绝对误差低于标准遗传算法, 且图像主点坐标更接近参考值, 能较好地缓解过早收敛和停滞现象, 提高了标定精度。

针对印刷线路板凹陷和空洞缺陷难检测的问题,提出了一种基于背景连通域的线路板缺陷定位及识别方法。方法首先利用Gerber文件产生线路板标准图像,利用CCD摄像装置获取线路板待测图像；其次,采用定位孔检测法和仿射变换法实现标准图像和待测图像的配准；再次,采用差影算法和形态滤波法对待测线路板缺陷进行定位；最后,采用背景连通域方法和铜料检测法实现缺陷类型识别。通过对带缺陷线路板的检测实验,结果验证所提方法不仅能对常见缺陷准确定位及识别,而且能对凹陷和空洞缺陷准确高效识别。

各种改进的分水岭变换是目前应用最广的二维凝胶电泳(2DGE)图像蛋白质点分割算法。其中标记控制分水岭分割效果较好, 但由于忽略了蛋白质点大小和形状, 导致外标记落在部分蛋白质点区域内而无法正确分割。针对该问题, 提出一种结合2DGE先验的分水岭分割方法。首先, 根据2DGE图像蛋白质点中心灰度极小先验提取中心标记, 并通过中心标记膨胀提取距离标记; 然后, 根据2DGE图像背景灰度极大先验, 在距离标记划分的区块内提取原始2DGE图的局部自然分区标记, 并对二者进行融合优化, 获得最佳背景标记; 最后在梯度图像各区块内进行分水岭变换, 提取蛋白质点边缘。通过对四组真实扫描2DGE图像进行实验, 结果表明, 该方法明显改善了蛋白质点边缘检测正确率。

针对传统匹配算法对旋转和扭曲图像匹配效果不佳的问题, 提出一种基于蛋白点区域SIFT(Sale Invariant Feature Transform)特征的凝胶图像间蛋白点匹配算法。首先, 提取蛋白点区域SIFT特征; 然后, 根据SIFT特征实现蛋白点粗匹配, 并采用RANSAC(Random Sample Consensu)方法剔除误匹配特征点; 最后, 通过计算粗匹配点集之间的TPS(Thin Plate Spline)变换关系, 采用几何相关法完成蛋白点间的精匹配。通过对国际凝胶图和Bio-Rad公司测试图等不同图源的凝胶图像进行蛋白点匹配实验, 结果表明, 该算法具有较高的匹配精度, 其匹配误差小于2.2% , 对旋转和扭曲图像同样具有良好的鲁棒性。

针对点读书本颜色多样性的特点, 提出了一种基于JSEG算法的点读机坐标定位方法。首先,在LUV颜色空间采用邻近像素差分和二值法获取书本边框, 并建立书本边框坐标系;然后, 采用纹理和颜色特征相结合的JSEG算法对点读目标图像进行分割;最后, 根据点读笔颜色最小特性提取点读笔区域, 利用点读笔笔尖的曲率特性区分左右手握笔, 进而采用行扫描法获取笔尖坐标。实验结果表明, 该方法具有较高的点读坐标提取精度, 解决了不同握笔方式的点读坐标获取问题, 减小了光照不均匀的影响。

提出了一种基于双目视觉的直升机旋翼桨叶共锥度检测方法。首先, 采用平面标定算法对双目视觉系统进行标定, 获取摄像机内外参数; 其次, 采集不同桨叶的立体图像对, 并用Bouguet算法对其进行校正, 获取重投影矩阵; 然后, 对立体图像对中的标记点进行检测与匹配, 获取标记点的视差; 最后, 根据双目视觉测量原理计算出桨尖距地面的高度, 实现桨叶共锥度检测。通过对旋翼塔进行多次测量实验, 结果表明该方法具有动态测量、非接触式、操作简单、危险性小和精度高的优点。