国家自然科学基金(61263029)
- 作品数：13 被引量：78H指数：7
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- 相关机构：河海大学南昌工程学院南京工程学院更多>>
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- 相关领域：自动化与计算机技术水利工程天文地球机械工程更多>>
- 融合视觉深度的特征计算与水下目标跟踪
- 2014年
- 目的受水下复杂光学环境以及水下运动目标特性影响,水下视频图像中难以获取准确的目标特征,也难以准确预测目标空间尺寸,使得目标跟踪过程中跟踪窗偏移量较大且无法准确地包络目标区域。提出一种新的以视觉深度信息为核心的目标特征计算和跟踪方法。方法首先,基于暗原色先验计算视觉深度信息,提取目标的空间位置特征;然后,基于深度信息对水下图像进行去光幕及色彩恢复,增强图像目标特征;最后,在贝叶斯滤波框架下对水下目标进行跟踪,同时结合目标深度信息及尺度变化规律自适应调整跟踪窗口大小。结果实验结果表明,本文方法能够根据视觉深度信息准确计算目标特征并优化跟踪窗口,实现对水下目标的自适应跟踪。结论本文提出了一种新的水下目标跟踪方法,以视觉深度信息计算为核心。实验结果验证了该方法在水下目标自适应跟踪方面的鲁棒性,可适用于各种非线性非高斯水下目标跟踪框架中。
- 王慧斌程勇陈哲
- 关键词：贝叶斯滤波
- 河流水面成像测速方法的比测试验研究被引量：8
- 2014年
- 大尺度粒子图像测速(LSPIV)是一种新兴的非接触式瞬时全场流速测量技术。以LSPIV为基本原理,针对现场条件下特有的水流示踪物、复杂的光学成像环境及受限的测点布设方式,通过对流场图像采集、水面背景抑制、运动矢量估计、时均流场重建、水面流场定标及断面流量估计等技术方法的集成创新,建立一套完整的河流水面成像测速(RSIV)工作模式。为评价RSIV的性能并提出研究需求,在现场开展与流速仪法和雷达法的比测试验。结果表明,RSIV法的时均流速测量精度可以达到0.5 mm/s以内,相比流速仪法具有更高的时空分辨率。当流速系数和断面划分方式选择合适时,流量估计值和雷达法的一致性较好。试验初步验证河流水面成像测速方法用于河流流速、流量测量的可行性。
- 张振徐立中樊棠怀王吉星
- 关键词：水文测验比测试验
- 三通道同步偏振成像及观测目标检测方法被引量：7
- 2013年
- 近年来国外发展起来的大尺度粒子图像测速方法是一种针对野外环境非接触式河流水面流速测量的有效手段。然而由于测量中播撒的人工示踪粒子极易受到水面光学噪声的干扰,往往导致观测目标的检测和运动矢量估计出现较大误差,最终造成流量测验失败。针对传统基于可见光光强的成像装置在获取水面图像时存在对比度低、目标信息丢失严重等问题,基于偏振成像探测技术,提出了一种三通道CMOS(图像传感器)同步偏振成像及示踪粒子(观测目标)检测方法。设计了三通道CMOS同步偏振成像装置,可同步采集3个不同方向的水面偏振图像,从而计算线偏振度图像。针对3路CMOS采集的偏振图像之间存在像元不对齐,导致计算线偏振度图像时出现虚假目标的情况,提出了一种改进的SIFT特征匹配算法,可实现三幅偏振图像的精确配准,提高了线偏振度图像的求解精度。实验表明,与传统的光强成像方法相比,本方法能稳定可靠地检测出水面示踪粒子,目标检测率由58.8%提高到88.2%,为大尺度粒子图像测速提供了可靠有效的水面观测目标检测方法。
- 徐梦溪王慧斌陈婷张振郑胜男
- 关键词：SIFT图像配准目标检测
- 一种多幅单视角图像的双投影柱面全景图生成算法
- 2013年
- 提出一种多幅单视角图像的双投影柱面全景图生成算法.首先对多幅单视角图像进行正投影,形成一幅空间柱面形状的立体图像;其次对图像重叠部分的对应特征区域进行匹配和接合来实现图像无缝拼接;最后把得到的空间柱面立体图像在圆柱体侧面的任意一个切平面上反投影展开,即可生成一幅360度柱面全景图.实验表明,该算法运算量较小,能快速、有效的生成柱面全景图.
- 吕莉樊棠怀王鑫黄陈蓉樊飞燕
- 关键词：虚拟环境全景图正投影图像拼接
- 基于FHT-CC的流场图像自适应运动矢量估计方法被引量：8
- 2014年
- 针对河流水面图像中表现为非刚体目标的天然水面模式，提出了一种自适应的运动矢量估计方法。方法采用快速哈特利变换互相关作为相关测度，相比快速傅里叶互相关，具有更高的计算效率和更低的硬件开销。采用三点高斯曲线拟合出相关峰值的亚像素坐标，使位移估计精度提高到了0．2pixel。基于采样定理推导了示踪物满足跟随性以及分布条件时的最佳窗口尺度区间为2～3倍的待测位移；发现相关曲面的信噪比对于运动矢量估计具有明显的指示作用，正确矢量通常在最佳窗口尺度区间内出现信噪比的局部峰值；因此采用由粗到精的策略迭代搜索最接近于3倍位移的信噪比峰值，进而自适应地得到最佳窗口尺度，有效改善了流场测量的空间分辨率。
- 严锡君张振陈哲吕莉王慧斌
- 基于随机有限集的UPF-CPHD多目标跟踪被引量：8
- 2012年
- 提出一种基于随机有限集的无迹粒子基数概率假设密度滤波(UPF-CPHD,unscented particle fil-ter-cardinality probability hypothesis density)的多目标跟踪方法。在粒子滤波框架下采用随机有限集(RFS,randomfinite sets)对多目标状态和观测进行描述。在UPF滤波框架下引入CPHD算法同时递推目标状态和目标数目,并计算最新观测信息,估计结果更加精确,弥补PHD估计目标数目不可靠的缺点。仿真实验表明,UPF-CPHD多目标跟踪方法能够降低超过50%的目标数目估计误差,并提高目标状态的估计精度。
- 王慧斌陈哲王鑫马玉
- 关键词：随机有限集多目标跟踪
- 河流水面成像测速中的水流示踪物综述被引量：7
- 2014年
- 系统地综述了河流水面成像测速中可利用的水流示踪物,重点分析了天然漂浮物和天然水面模式的生成机理、适用条件及示踪性能,讨论了人工示踪粒子选择及布撒方式,指出天然水面模式产生的本质原因是明渠紊流,当流速大于一定阈值并且河床满足一定条件时就会发生。天然示踪方式特别适合于高洪期测流,是大尺度粒子图像测速在现场环境下应用推广的发展趋势;在受控条件下开展示踪物的示踪性能分析和精度评定是未来研究的主要工作。
- 张振徐立中王慧斌
- 基于区域显著度与水下光学先验的目标检测被引量：9
- 2014年
- 近年来,基于机器视觉技术的目标检测技术在海底科学考察、裂缝检测、海底探矿等方面得到应用,然而,受水下复杂光学环境影响,采用经典检测算法难以准确检测水下目标。人眼视觉注意机制可以快速搜索到易引起注意的区域,在图像处理上具有优势,但采用邻域对比度显著度计算方法,用于水下目标检测时仍然存在显著区域不连续、大面积背景误检为目标等问题。提出一种区域显著度计算模型,并将其用于水下目标检测。首先,以区域为基本单元提取空间距离、面积、颜色对比度及注意焦点距离4个特征,建立基于区域对比度的显著度计算方法,得到区域显著度,通过模拟眼动机理改变注意焦点位置以调整区域显著度,形成显著区域;其次,基于水下图像背景/目标间的纹理差异计算,寻找并抑制背景区域显著度;最后,采用阈值分割方法得到目标的轮廓,实现水下目标检测。实验结果表明,其显著度提取结果的准确性相对于邻域方法在均匀及非均匀光照条件下均有显著提高。同时,目标检测结果中包含的背景区域也更少,实验结果仅为1.47%,该方法在水下环境中目标检测的有效性和准确性得到提高。
- 王慧斌张倩王鑫陈哲
- 关键词：机器视觉水下目标检测
- 基于有序树模型的故障检测被引量：1
- 2016年
- 针对分布区域广、结构复杂的系统,提出了有序树模型来实时、有效地实现故障检测。通过分析复杂结构系统的布局特性,构建了有序树模型,实现了对检测数据关联性的有效表示;利用有序树结点间的关联性和传感器的测量值,估算出相应结点的数据计算值;根据相应结点测量值与估计值的关系,推算出管道运行工况,实现对复杂系统故障的检测。通过仿真验证了该方法故障检测的有效性,为系统的维护提供了理论依据。
- 邱军林刘辉李臣明王慧斌
- 关键词：故障检测软测量方法
- 分级多尺度变换的水下偏振图像融合法被引量：8
- 2014年
- 提出了一种分级多尺度融合的水下偏振图像处理方法.首先,利用非负矩阵分解对偏振参量图像进行融合增强,得到所含局部特征信息完整且冗余度低的偏振参量融合图像;在此基础上,基于二维经验模式分解分别将偏振参量融合图像与偏振强度图像进行多尺度变换,对得到的高低频子图像分别进行加权平均融合,融合权重是采用穷举搜索法计算得到;最后,将高低频融合结果反变换得到最终融合图像.实验仿真结果表明该融合方法在增强图像细节信息及提高水下偏振图像对比度方面具有显著效果.
- 王慧斌廖艳沈洁王鑫
- 关键词：图像融合非负矩阵分解二维经验模式分解水下目标
