作者单位
摘要
河北科技大学 信息科学与工程学院,河北石家庄050000
点云细粒度语义分割,即物体部件分割,在机械臂控制、智能化装配、物体检测等工业生产中有着重要的应用价值。然而由于点云数据形式散乱,导致物体部件边界处几何特征不明显且计算困难,从而致使细粒度分割精度较低,难以满足生产需求。针对点云的部件级分割,本文提出了增强点云局部显著性特征的细粒度语义分割网,网络中构建了局部数据上下文信息,提高细粒度分割精度。本网络建立了利用几何曲率改进的的最远点采样算法,增强点云局部数据子集特征计算能力;创建多尺度高维特征提取器,提取不同尺度的高维特征;在点云特征计算过程中使用seq2seq的方式,引入注意力机制,融合不同尺度的高维特征,进而获取细粒度语义分割的上下文信息。最终使得细粒度分割精度得到了有效提高,尤其是对边界处的分割效果提升显著。实验结果表明,本网络在ShapeNet Part数据集上的总体交并比达到了85.2%,准确率达到95.6%,且具有一定泛化能力。该方法对三维物体的细粒度语义分割具有重要的意义。
点云 细粒度分割 多尺度高维特征 注意力机制 几何特征 3D points cloud fine-grained segmentation multi-scale high-dimension Attention Mechanism geometric features 
光学 精密工程
2023, 31(2): 288
王童瑶 1,2肖纯贤 1,2,*林作俊 1,2程涵 1,2
作者单位
摘要
1 南开大学 电子信息与光学工程学院,天津 300100
2 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室,天津 300350
可见光室内定位系统是当前室内定位技术研究的热点。针对单灯定位系统中航向角获取不准确的问题,文章提出了一种基于标记发光二极管(LED)的单灯室内定位系统。该系统利用内部装有不闪烁灯珠的单个LED灯作为发送端,在实现照明功能的同时进行信息的传输;智能手机作为接收端,捕获具有明暗条纹的图像,结合投影的几何特征并经过算法处理后得到航向角,然后进一步计算得到接收端的位置。研究结果表明,在实际应用场景中,实验高度为1.75和1.45 m时,该系统能够实现6.9和6.5 cm的平均定位误差,验证了该方案的可行性和有效性。
单灯室内定位系统 发光二极管 几何特征 航向角 single LED indoor positioning system LED geometric features azimuth angle 
光通信研究
2022, 48(5): 38
作者单位
摘要
1 华北理工大学电气工程学院,河北 唐山 063210
2 唐钢国际工程技术股份有限公司,河北 唐山 063000
充分利用烧结机尾断面的火焰图像所蕴含的有效信息,利用随机森林算法对烧结状态进行短期预测,该算法在工程上具有可行性。为改善随机森林中重要性较低的属性对分类结果的影响,提出了一种基于概率决策的随机森林改进算法,实现对烧结机尾断面火焰状态的短期预测。首先,对300张烧结断面火焰图像进行统一预处理,将获得的10个图像几何特征作为输入量;其次,对提取到的10个图像几何特征进行K均值聚类和模糊C均值聚类,根据聚类结果的准确率赋予叶子节点处各个类别出现的概率;最后,实验验证了优化的随机森林算法能提高对烧结状态分类的准确性。
火焰图像 K均值分割 几何特征 随机森林 
激光与光电子学进展
2022, 59(18): 1815018
巩育江 1,2庞亚军 1,2,*王汞 1,2白振旭 1,2
作者单位
摘要
1 河北工业大学 电子信息工程学院 先进激光技术研究中心, 天津 300401
2 河北工业大学 河北省先进激光技术与装备重点实验室, 天津 300401
点云是3维图像的一种特殊数据形式, 正逐渐成为3维图像信息处理的研究热点; 点云分割是点云数据处理的重要步骤, 对算法的结果有直接影响; 基于3维图像几何特征的点云分割算法结构简洁、运算结果稳定性强, 且易于调整, 在实际应用中占有主要地位。对最近几年涌现出来的基于几何特征的点云分割方法进行了梳理, 根据每种方法的理论基础和应用特点将算法归纳为基于边缘检测、表面特征和模型拟合的点云分割方法, 分析了各类算法的特点和存在的主要问题, 并进行了算法性能比较, 分析了影响点云分割算法效率的主要因素, 最后对未来的发展趋势进行了展望。
激光技术 3维图像 激光雷达 点云分割 几何特征 laser technique 3-D image light detection and ranging(LiDAR) point clouds segmentation geometric features 
激光技术
2022, 46(3): 326
杨航 1,*任福靖 1张云飞 2黄文 2[ ... ]贾阳 3
作者单位
摘要
1 遵义师范学院 工学院, 贵州 遵义 563006
2 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
3 华中光电技术研究所 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430073
平面光学元件的浸入深度、凸球面光学元件的浸入深度、凸球面光学元件的曲率半径不同会使磁流变抛光入口区域剪切力场发生变化。为了研究磁流变抛光入口区域剪切力场的形成机制, 建立磁流变抛光过程中必要的流体模型, 对入口区域的几何特征进行分析; 通过数值计算平面光学元件不同浸入深度、凸球面光学元件不同浸入深度、凸球面光学元件不同曲率半径的影响, 得到对应的剪切力分布。得出结论,当平面光学元件一定浸入深度逐渐增加时, 抛光区域入口处的剪切力逐渐增大; 当凸球面光学元件的一定浸入深度逐渐增加时, 抛光区域入口处的剪切力逐渐增大; 凸球面光学元件的曲率半径对剪切力无显著影响, 不同曲率半径下的剪切力分布大致相同。
流变抛光 剪切力场 几何特征 抛光区域 magnetorheological polishing shear force field geometric characteristics polishing area 
光学技术
2022, 48(2): 153
作者单位
摘要
1 华北理工大学电气工程学院,河北 唐山 063210
2 唐钢国际工程技术股份有限公司,河北 唐山 063000
烧结机尾断面火焰图像能够最直接有效地反映烧结终点的状态。充分利用火焰断面图像所蕴含的有效信息对烧结终点状态进行分类具有可行性及工程实际意义。提出一种K均值结合图像颜色特征的分类算法,实现对烧结机尾断面火焰烧结状态的分类。首先,对90张火焰图像进行预处理,在烧结机采集的320 m2断面图像上按分辨率3024×1700像素对红火区域进行统一裁剪,提取烧结核心区域。对裁剪图像进行K均值分割,并对K分别为2,3,4的分割图像进行比较,结果表明K为3时的分割结果可以较准确地将火焰的红火区分割出来。其次,由于分割后的图像仍存在其他非红火区域,为了准确地提取红火区的几何特征,进一步对红火区进行颜色特征提取,得到最终的红火目标区域分割图像。最后,将提取的目标图像几何特征作为数据集,采用fuzzy C-means(FCM)算法对烧结终点状态进行分类。与传统FCM算法的分类结果对比表明,所提火焰图像分类算法改善了分类效果。
火焰图像 K均值分割 几何特征 模糊聚类 
激光与光电子学进展
2022, 59(2): 0228003
梁万旭 1杨勇 1,*金康 1齐康 1[ ... ]戴龙杰 2
作者单位
摘要
1 青岛理工大学机械与汽车工程学院,山东 青岛 266520
2 青岛征和工业股份有限公司,山东 青岛 266705
探究了不同工艺参数(激光功率、扫描速度、搭接率、熔覆头到基体的距离)相互耦合作用对多道激光熔覆层几何特征(熔覆层平均高度、基体平均熔深、平均稀释率、表面平均高度差)的影响规律,实现了熔覆层形貌的预测。设计全因子实验,基于响应曲面分析方法构建涂层形貌与工艺参数之间的数学模型,并将预测结果与实验数据进行比对。结果表明:扫描速度对熔覆层平均高度的影响最为显著,激光功率对基体平均熔深的影响最为显著,熔覆头到基体的距离对平均稀释率的影响最为显著,扫描速度对表面平均高度差的影响最为显著;熔覆层平均高度、基体平均熔深、平均稀释率、表面平均高度差的平均相对误差分别为10.09%、4.96%、8.83%、8.34%,模型的拟合优度Radjust2分别为0.8971、0.9251、0.9240、0.8545。
激光技术 激光熔覆 同轴送粉 多道搭接 多项式回归 几何特征预测 
激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0114012
作者单位
摘要
1 遵义师范学院 工学院,贵州 遵义,563006
2 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所,四川 绵阳,621900
磁流变抛光在其实际工作过程中,抛光区域几何特征的不同将会对流场创成的关键参数产生很大的影响。针对此问题建立三维模型与实验仿真展开研究。在研究抛光区域几何特征与流场创成关键参数的关系时,先改变抛光区域形状,观察其对流场创成中剪切应力、压力产生的影响;再控制抛光区域的形状相同时,通过改变抛光区域尺寸大小,观察对流场创成中剪切应力、压力产生的影响。结果表明:当抛光区域形状不同时,抛光区域为凹面时剪切应力最大,抛光区域为凸面时剪切应力最小。当抛光区域形状为凸面时,抛光区域两边的剪切应力随着抛光区域曲率大小增大而增大;当抛光区域形状为凹面,抛光区域两边的剪切应力随着抛光区域曲率大小增大而减小。当抛光区域形状不同时,抛光区域为凹面时压力最大,抛光区域为凸面时压力最小。当抛光区域形状为凸面时,抛光区域处的压力随着抛光区域曲率增大而增大;当抛光区域形状为凹面时,抛光区域处的压力随着抛光区域曲率增大而减小。
磁流变抛光 几何特征 剪切应力 抛光压力 超精密表面 magnetorheological polishing geometric characteristics shear stress polishing pressure ultra-precision surface 
强激光与粒子束
2021, 33(10): 101003
作者单位
摘要
北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院, 北京 100192
气泡缺陷检测作为评估微晶玻璃材料性能的重要环节, 可指导微晶玻璃原坯切割与再加工, 充分发挥其稳定的光学特性。针对环形光源照射微晶玻璃圆柱试样时, 视场背景亮度不均匀且微晶玻璃外周边界被增亮的问题, 提出了一种基于灰度及几何特征的微晶玻璃气泡检测算法。算法先根据图像局部灰度特征利用Canny边缘检测算子获取疑似气泡轮廓, 再基于气泡几何特征剔除微晶玻璃外周边界的虚假目标获得真实气泡缺陷信息。实验结果表明该算法能有效提取气泡缺陷, 提高气泡缺陷检测准确率。
微晶玻璃 视觉检测 图像处理 灰度和几何特征 glass-ceramic visual inspection image processing grayscale and geometric features 
光学技术
2021, 47(4): 428
翟海庆 1,2,*刘丹 1,2刘晙 1,3
作者单位
摘要
1 河南工学院 计算机科学与技术学院, 河南 新 乡 453003
2 河南省生产制造物联大数据工程技术研究中心, 河南 新乡 453003
3 武汉理工大学 计算机科学与技术学院, 湖北 武汉 430063
近年来, 人脸表情识别(FER)方法已经取得比较好的识别准确度, 但实际环境中由于姿态、遮挡、光照等因素, 会对其检测准确度有不小的减弱效果。针对这些问题, 提出了一种新的基于双流卷积神经网络(CNN)的FER算法。从外观和几何特征差异两方面入手, 建立双流CNN, 基于外观特征的网络是提取预处理后图像的局部方向模式(LDP)特征作为该网络的输入, 而基于几何特征的网络主要是基于动作单元(AUs)标志点的坐标变化, AUs标志点主要是标志面部做表情时运动肌肉的位置。此外, 利用了一种自动编码器技术生成具有中性情绪的面部图像的技术。算法在CK+和JAFFE数据集上进行了验证, 检测准确度分别为98.81%和96.05%, 与其他最新方法比较均显示出更好的效果。
人脸表情识别 双流卷积神经网络 LDP特征 几何特征 深度学习 facial expression recognition Dual-stream convolutional neural network LDP features geometric characteristics deep learning 
光学技术
2020, 46(6): 712

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