武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心，湖北 武汉 430081
针对自动驾驶领域中的道路标线提取问题，本文结合道路结构特征和点云回波强度信息，提出了一种道路标线提取方法。首先，采用布料模拟滤波算法获取地面点云；其次，使用基于法向量的区域生长法提取路面点云；然后，采用反距离加权插值法将路面点云投影成强度特征图像，并将其分割成多个子图像，利用最大类间方差将子图像分为纯块和杂块，根据纯块与原始图像灰度均值的相对大小来确定纯块的分割阈值，根据最大类间方差算法确定杂块的分割阈值；最后，经阈值分割、形态学滤波去噪、点云反投影后得到道路标线点云。实际道路的验证结果表明，所提方法的召回率达到92.8%，准确率达到96.8%，综合评价指标达到94.8%，能提取比较完整的道路标线。
遥感 道路标线提取 移动激光扫描 强度特征图像 动态阈值分割
1 西北工业大学 自动化学院, 西安 710129
2 西北工业大学 深圳研究院, 广州 深圳 518057
3 四川工程职业技术学院 基础教学部, 四川 德阳 618000
4 光电控制技术重点实验室, 河南 洛阳 471000
5 拉瓦尔大学 计算机工程实验室, 加拿大 魁北克999040
为有效改善红外偏振图像视觉效应, 提高红外偏振成像质量, 提出了基于互结构正则约束的红外偏振图像增强算法。根据红外偏振特性描述, 对Stokes参数Q分量与U分量进行加权邻域梯度 融合, 获得起偏特征图像, 捕获目标边缘、轮廓的偏振特性; 提出互结构正则约束模型, 以梯度幅值相似算子联合正则约束融合结果与起偏特征图像的边缘结构相似性, 及与辐射强度图像的灰度一 致性, 优化得到增强后的高质量红外偏振图像。实验结果表明, 基于互结构正则约束的红外偏振图像增强算法, 能有效提高红外偏振图像对比度与清晰度, 同时提升复杂背景下人造目标边缘轮廓的 偏振显著性, 算法快速, 工程实时性高.
起偏特征图像 加权邻域梯度 互结构正则 梯度幅值相似算子 红外偏振 Polarization feature image Local weighted gradient Mutual structure regularization Gradient magnitude similarity Infrared polarization
华东交通大学机电与车辆工程学院, 江西 南昌 330013
水果新鲜度是反映水果是否新鲜、 饱满的重要品质指标, 为了探讨水果不同货架期的预测和判别方法, 以酥梨为研究对象, 利用高光谱成像技术, 结合偏最小二乘判别法(PLS-DA)和偏最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法对酥梨货架期进行判别。 由光源、 成像光谱仪、 电控位移平台和计算机等构成的高光谱成像装置采集样品光谱, 装置光源采用额定功率为200 W四个溴钨灯泡成梯形结构设计, 光谱范围为1 000～2 500 nm, 分别率为10 nm。 选取优质酥梨30个, 货架期设置为1, 5和10 d, 对30个样品完成3次光谱图像的采集, 并矫正原始图像。 实验结果表明: 基于图像的酥梨货架期定性分析时, 对不同货架期样品的原始图像进行PCA压缩, 得到三种不同货架期的权重系数数据, PC1图像提取特征波长点为1 280, 1 390, 1 800, 1 880和2 300 nm, 以特征图像的平均灰度值作为自变量且以货架期作为因变量建立定性判别模型, 建模集68个, 预测集22个。 最小二乘支持向量机以RBF为核函数时, 预测集中样品的误判个数为1, 误判率为4.5%。 而当采用lin核函数时, 样品的误判个数为0, 误判率为0。 PLS-DA定性分析时RMSEC为1.24, Rc为0.93。 RMSEP为1, Rp为0.96, 预测集误判率为0。 特征图像对酥梨货架期判别LS-SVM中的lin核函数所建立的模型结果较好, 优于RBF核函数的建模效果, 也优于PLS-DA判别模型。 ENVI软件提取实验样品光谱后建立LS-SVM和PLS-DA判别模型, LS-SVM利用RBF和lin核函数误判率分别为4.5%和0。 与RBF核函数相比, lin核函数所建立的模型预测酥梨货架期的效果更好。 PLS-DA方法主成分因子数为12, RMSEC和RMSEP分别为0.48和0.78, Rc和Rp分别为0.99和0.97, 建模集与预测集的误判率均为零。 LS-SVM中的lin核函数所建立的模型结果较好, 依然优于PLS所建立的检测模型。 酥梨的光谱信息结合LS-SVM可以实现对酥梨货架期的检测和判别。 基于图像建立酥梨的货架期预测模型与光谱相比, 都实现了酥梨货架期的判别, 而特征图像法, 选择区域较少流失部分信息, 计算量小, 建模结果相对略差。 酥梨货架期的高光谱成像检测模型研究为消费者正确评价水果新鲜度提供了理论指导, 也为后期果水果货架期检测仪器的开发提供了技术支持。
高光谱成像 货架期 特征图像 最小二乘判别 偏最小二乘支持向量机 Hyperspectral imaging technique Shelf life Feature image Least squares discriminant Partial least squares support vector machine 光谱学与光谱分析
2019, 39(8): 2578
河南工程学院电气信息工程学院, 河南 郑州 451191
基于可见光谱人脸识别技术的效率和精度受光照、姿态、遮挡、表情变化和照片欺诈等因素的影响较大,尤其是夜视环境下的人脸识别难题亟待解决。为此,提出了一种基于热红外光谱的人脸特征提取算法。对热红外人脸图像进行数据建模获取极大化数据模型,估计并调整混合模型参数到高斯混合模型;提取热红外高斯混合人脸图像的等温特征,实现热特征图像的重建;最后通过计算概率邻近指数来度量个体间的相似度,给出识别结果。UCHThermalFace数据库的实验结果表明:该方法应对夜视环境下的多姿态、特征变化、随机遮挡和眼部噪声样本具有较高的识别精度和稳健性,极大地提高了人脸识别系统夜视环境下的抗干扰能力。
图像处理 热红外光谱 人脸识别 热特征图像重建 高斯混合模型 夜视环境 激光与光电子学进展
2019, 56(2): 023001
华北理工大学电气工程学院，河北 唐山 063000
为了提高连铸生产效率和铸坯质量，设计了一种基于红外热像技术的连铸坯表面质量实时检测系统，通过红外热像仪在线实时采集生产过程连铸坯表面热图像；并在VB 基础上建立连铸坯缺陷特征图像评估系统，对采集的连铸坯的热图像进行分析运算和分类处理。采用Halcon 软件建立人机界面，并结合实际生产数据，结果表明该系统降低铸坯的误报率，提高了铸坯质量和生产效率。
连铸坯质量 红外热像仪 特征图像 VB 软件 Halcon 软件 continuous casting quality infrared thermal imager characteristics of the image VB software Halcon software
清华大学,精密测试技术与仪器国家重点实验室,北京,100084
在光电混合的体全息系统上实现虹膜识别.利用小波包分解生成特征图像,并且穷举找到具有较高识别率的小波包节点组合.耗时的特征图像生成和图像存储都是事先进行的,光学体全息凭借其多通道和高并行性可以实时地完成特征提取和相关.计算机对采集到的相关结果进行后处理,通过选择合适的窗口和归一化可以进一步提高识别率.模拟识别率可达98%,实验中的最高识别率为91%.实验结果证明了方案的可行性,并为今后向实用化方向发展奠定了基础.
虹膜识别 体全息相关 小波包分解 特征图像
1 清华大学电子工程系,北京 100084
2 国防科学技术大学应用物理系,长沙 410073
从匹配型熊猫光纤的结构及相衬显微技术物理图像出发, 建立起仿真数学模型, 计算机仿真了相衬法定轴技术。仿真数学模型考虑了匹配型熊猫光纤的应力折射率分布、相衬成像原理、光纤在物镜观察面上的相衬成像偏差等物理图像。计算机仿真分析得到了相衬法确定匹配型保偏光纤双折射光轴的光强特征图像。仿真结果与实验得到的光强图像相符合。此方法已成功地应用于定轴实验, 定轴分辨率小于 2°
相衬法 熊猫光纤 定轴 仿真 特征图像
