1 上海工程技术大学机械与汽车工程学院, 上海 201620
2 上海司南卫星导航技术股份有限公司, 上海 201801
针对汽车仪表盘内凹六边形卡槽尺寸检测中存在人工检测速度慢、精度差等问题, 提出一种基于点云数据密度提取的内凹多边形自动化测量方法。首先使用双目结构光扫描的方式, 获取零件表面的点云原始数据; 使用KD-tree建立点云拓扑关系并进行半径滤波; 利用贪婪算法重建网格曲面; 最后采用基平面偏置与密度提取融合, 实现点云的边缘特征点和噪点分类, 提取内凹多边形孔径特征, 并计算其尺寸。选用带有内凹六边形特征的弧形汽车仪表盘零件为试验工件进行算法验证。试验结果表明, 该算法可以有效提取特征且内部特征尺寸测量精度为60 μm; 相较于传统测量方法, 单个内凹六边形测量时间可缩短至1 s, 能够实现内凹型不规则工件的自动化快速尺寸测量。
边缘提取 密度提取 三维重建 内凹多边形尺寸测量 edge extraction KD-tree KD-tree density extraction 3D reconstruction inner concave polygon dimensions measurement
陕西科技大学 电子信息与人工智能学院，陕西 西安 710021
为实现实验室火灾识别并解决因火苗小导致相机采集到的图像火焰不显著，以及火焰伴随烟雾遮挡影响分割识别精度的问题，提出一种改进的语义感知的实时热红外和可见光图像融合分割网络。通过融合热红外与可见光图像，提供热辐射信息以增强可见光图像中因烟雾遮挡而降低的光谱信息以及火焰燃烧前期的显著性，完成对实验室烟雾遮挡下火焰以及火焰燃烧前期小火苗的分割。对融合网络中的梯度残差密集块（GRDB）增加中间特征传输块（IFTB）并引入权重块，减少融合时火焰图像的信息损失，在增强火焰图像显著性的同时以最少内容损失为基准还原可见光图像结构信息。在Deeplabv3+语义分割网络中添加基于梯度变换的边缘提取模块（EEM），增强融合图像中明暗变换显著的火焰烟雾图像边缘信息，减少烟雾遮挡对火焰分割的影响，提高火焰分割识别精度。实验结果显示，通过融合可见光与热红外图像使火焰燃烧前期图像的火焰检测分割识别精度得到了提升，改进的火焰分割网络在自采数据集中的平均交并比为91.27%，分割效率为11.96 FPS，表明改进的融合分割网络对实验室火焰烟雾分割识别的效果有明显提升，对于实验室火焰烟雾检测具有现实应用价值。
火焰烟雾检测 图像融合 语义分割 IFTB 边缘提取 flame smoke detection image fusion semantic segmentation IFTB edge extraction
1 西安建筑科技大学信息与控制工程学院，陕西 西安 710055
2 中国社会科学院考古研究所，北京 100101
3 陕西省文物保护研究院，陕西 西安 710075
汉长安城遗址出土骨签数量庞大，基于数字图像技术的骨签尺寸自动测量方法能够提高工作效率。针对骨签纹理繁多、边缘对比度低导致测量精度不高的问题，提出一种基于分区域自适应阈值Zernike矩的骨签图像尺寸测量方法。首先，利用Canny算子进行像素级定位；然后，对称设定边缘有效分区域，以欧氏距离为比例系数计算各个分区域像素点与中心点的加权灰度值，作为各区域Zernike矩提取边缘的判定阈值，提取骨签亚像素级边缘；其次，引入边缘轮廓判别条件剔除无效纹理，获取骨签图像精确轮廓；最后，使用最小外接矩算法计算骨签不规则轮廓，结合相机标定完成骨签尺寸测量。实验结果表明，与其他方法相比，该方法测量的骨签长宽的均方根误差分别降低1.3 mm和1.2 mm，平均相对误差分别降低3%和6.3%，平均绝对误差分别降低1.23 mm和1.08 mm，能够有效提高复杂边缘轮廓的骨签尺寸测量精度。
测量 尺寸检测 Zernike矩亚像素边缘检测 自适应阈值 边缘提取 最小外接矩算法 激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1412001
江苏大学物理与电子工程学院，江苏 镇江 212013
细胞内液‐液相分离现象与细胞内的多种生物过程有关，分析研究相分离的现象及机理可为调控细胞生理过程和药物研发提供参考和策略。相位成像技术因在无色透明物体的非接触、免标记定量化观测方面具有巨大优势而被用于液‐液相分离的研究中；但是，在该技术中，样本厚度与其折射率耦合一起，形态分布需经相应算法反演获得，其分析效率较大程度上取决于数据采集量、计算处理时间和精度等。为满足生命科学研究领域对实时获取相分离凝聚物形态信息的需求，本文提出了一种仅需两幅相位图的三维形态快速反演方法，相应设计了一种由单个图像传感器实现双路光信息采集的干涉相位成像系统。提出的形态重构算法对数据采集要求宽泛，通过布置控制点，运用数学变换解算其沿两个非正交方向投影的平面像素坐标与其三维空间坐标的映射关系，由此计算反演得到像素点对应的三维坐标从而实现凝聚物形态的分离重建。
生物光学 干涉成像 液‐液相分离 边缘提取 投影映射 三维空间坐标
华东师范大学物理与电子科学学院理论物理研究所,上海 200241
针对图像边缘的实时提取问题, 设计了一种基于经典高斯-拉普拉斯算子 (LoG 算子)的量子 LoG 图像边缘检测算法。通过在经典计算机上利用 Matlab 软件对该量子 LoG 算法进行模拟仿真计算, 证明了该量子 LoG 算法可以快速、有效地实现对图像边缘的识别与提取。此外, 还考察了两类退相干效应对此算法的影响。计算结果表明, 相较于目前已有的相关量子图像边缘检测算法, 量子 LoG 算法具有更好的抗噪特性。
图像处理 边缘提取 LoG 算法 退相干 image processing edge extraction LoG algorithm decoherence
江西理工大学土木与测绘工程学院，江西 赣州 341000
针对深度图在边缘修复过程中受外部物体深度值的影响，造成深度值修复出现偏差的问题，提出了一种顾及边缘交融特征的自适应深度图空洞修复算法。首先，对深度图和RGB图的边缘进行提取、空洞伪边缘去除和边缘融合处理；然后，通过融合的边缘信息和有效像素占比设定滤波窗口大小，并根据滤波窗口与空间距离的关系设定空间距离权重参数，采用深度图与RGB图之间的结构相似性最大值作为颜色权重参数；最后，采用中值滤波去除边缘空洞像素和离散的噪声点。在Middle bury数据集和NYU Depth Dataset V2中对所提算法进行实验，并与其他算法进行对比分析。实验结果表明，所提算法能较好地修复边缘区域的空洞，保持较为清晰的物体边缘轮廓信息，具有较强的鲁棒性。
图像处理 深度图像 空洞修复 联合双边滤波 边缘提取 激光与光电子学进展
2022, 59(18): 1810016
上海工程技术大学机械与汽车工程学院，上海 201620
针对已有的三维圆形孔洞识别算法提取精度差、边缘点提取不完整等问题，提出一种基于点云法线与投影融合的三维圆孔识别的算法。首先利用KD-tree建立点云空间拓扑关系；其次使用近邻算法（KNN）搜索距离点最近的k个邻域点，通过定义距离阈值确定大于阈值的点为边界点；最后采用点云法线与投影融合，实现点云边缘的特征点和噪声点区分，并提取点云数据的三维圆孔特征。以带有圆形孔洞的栅极件为试验工件进行算法验证，试验结果表明，该算法能够有效实现点云边缘提取以及三维圆孔识别。
光计算 边缘提取 KD-tree KNN搜索 圆孔识别 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0820002
1 华北电力大学 电子与通信工程系，河北 保定 071003
2 华北电力大学 河北省电力物联网技术重点实验室，河北 保定 071003
3 华北电力大学 保定市光纤传感与光通信技术重点实验室，河北 保定 071003
为有效提取布里渊分布式光纤传感系统的布里渊频移，减少数据处理时间，提出一种基于二阶Laplacian边缘检测算子的布里渊散射光谱图像边缘特征提取方法。将布里渊频移视为散射谱图像边缘，利用二阶Laplacian边缘检测算子对布里渊散射光谱图像进行锐化处理；通过非极大值抑制和自适应阈值去除无效边缘获得二值图像，并搭建布里渊光时域反射温度传感系统。实验结果表明：该方法能够准确提取频移特征，且用时远少于曲线拟合法，有利于缩短系统的温度测量时间。
光纤光学 分布式光纤传感 布里渊散射 图像 边缘提取 fiber optics distributed optical fiber sensing Brillouin scattering image edge extraction
如何准确检测镜头的焦距是红外镜头参数检测的一项重要研究内容。本文提出了一种基于刀口靶图像的焦距快速检测方法。该方法先采集红外镜头聚焦状态下的刀口靶图像，再进行刀口靶图像的二值化处理；通过提取目标的边缘轮廓，获得最小外接矩形的顶点坐标信息，从而估算出红外镜头对应焦距。实验结果证实：该检测方法可快速、准确地测量出镜头的焦距，且测量的平均绝对误差百分比小于 1.48。该方法为红外镜头重要参数的快速检测奠定基础。
红外镜头焦距 检测方法 二值化 边缘提取 focal length of infrared lens, measurement method,
