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数字图像相关中亚像素位移测量算法的研究 被引量：88
1
作者 潘兵 谢惠民 戴福隆 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期245-252,共8页
为提高位移测量精度而提出的各种亚像素位移测量算法被认为是数字图像相关方法中的关键技术之一,详细了解已有各算法的性能无疑具有实际意义．总结文献中3种最常用的亚像素位移测量算法,首先用无噪声的计算机仿真散斑图对各算法的性能... 为提高位移测量精度而提出的各种亚像素位移测量算法被认为是数字图像相关方法中的关键技术之一,详细了解已有各算法的性能无疑具有实际意义．总结文献中3种最常用的亚像素位移测量算法,首先用无噪声的计算机仿真散斑图对各算法的性能从计算精度和计算效率两个方面进行了比较研究,并用实际实验图片对其性能做进一步的研究,结果显示在图像子区大小相同的情况下,基于空域相关函数迭代的牛顿-拉普森方法计算结果最为精确、稳定． 展开更多
关键词 数字图像相关 亚像素 曲面拟合 梯度算法 牛顿-拉普森方法
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数字图像相关中的亚像素位移定位算法进展 被引量：87
2
作者 潘兵 谢惠民 +1 位作者 续伯钦 戴福隆 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期345-352,共8页
数字图像相关方法(DIC)已经作为一种常用的光学计量有效手段应用于实验力学及其它科学研究和工程应用领域中.经过20多年的发展,该方法日渐成熟和完善.作为提高测量精度的亚像素位移定位算法被认为是该方法的关键技术之一.本文对二维数... 数字图像相关方法(DIC)已经作为一种常用的光学计量有效手段应用于实验力学及其它科学研究和工程应用领域中.经过20多年的发展,该方法日渐成熟和完善.作为提高测量精度的亚像素位移定位算法被认为是该方法的关键技术之一.本文对二维数字图像相关的基本原理及其中为提高测量精度而提出的各种亚像素位移定位算法做了概括性的介绍.在总结已有研究成果的基础上,分析了各种方法优缺点.并对数字图像相关方法的最新进展作了简要介绍,随着算法精度、效率以及硬件设备性能的提高,该方法必将会获得更广泛的应用. 展开更多
关键词 数字图像相关 亚像素 曲面拟合 梯度算法 Newton-Rapshon(N-R)方法 遗传算法 定位算法 位移 关中 工程应用
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数字图像相关中亚像素位移测量的曲面拟合法 被引量：75
3
作者 潘兵 续伯钦 +1 位作者 陈丁 冯娟 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期128-134,共7页
曲面拟合法求解亚像素位移是数字图像相关亚像素位移定位中的一种重要方法,它具有抗噪声能力较强、精度高、计算效率高等优点,在实际应用中多被采用。就该算法中影响亚像素位移定位精度的各要素进行了详细讨论,并用计算机生成的模拟散... 曲面拟合法求解亚像素位移是数字图像相关亚像素位移定位中的一种重要方法,它具有抗噪声能力较强、精度高、计算效率高等优点,在实际应用中多被采用。就该算法中影响亚像素位移定位精度的各要素进行了详细讨论,并用计算机生成的模拟散斑图和金属试件的刚体平移实验进行了验证,结果表明,整像素搜索时选取不同的计算窗口对计算结果的影响最大,而文中所列的几种相关函数的选取对计算结果的影响则可以忽略。 展开更多
关键词 计量学 数字图像相关 曲面拟合 亚像素
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镜头畸变及其校正技术 被引量：63
4
作者 朱铮涛 黎绍发 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期136-138,141,共4页
根据镜头畸变的数学模型,利用平面圆形网格模板的网格交点来求取镜头的径向、切向和薄棱镜畸变系数。利用网格交点及其附近的像素点信息,来拟合解析曲面并将所求曲面顶点坐标作为网格交点坐标,使像素位置坐标达到亚像素精度,事先求出镜... 根据镜头畸变的数学模型,利用平面圆形网格模板的网格交点来求取镜头的径向、切向和薄棱镜畸变系数。利用网格交点及其附近的像素点信息,来拟合解析曲面并将所求曲面顶点坐标作为网格交点坐标,使像素位置坐标达到亚像素精度,事先求出镜头畸变系数,并在实际测量中对成像点加以校正的方法,可在不影响处理速度的前提下,提高了求解精度。 展开更多
关键词 镜头畸变 校正技术 亚像素
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摄像机标定中亚像素级角点检测算法 被引量：42
5
作者 梁志敏 高洪明 +1 位作者 王志江 吴林 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期102-104,共3页
针对摄像机标定模板图像的角点检测问题,提出了两种简便而有效的亚像素级精度的提取算法。先用传统的Harris算子检测出像素级的角点坐标,然后再求取亚像素级角点坐标。一种方法是用二次多项式去逼近周围3×3领域内的角点反应函数,... 针对摄像机标定模板图像的角点检测问题,提出了两种简便而有效的亚像素级精度的提取算法。先用传统的Harris算子检测出像素级的角点坐标,然后再求取亚像素级角点坐标。一种方法是用二次多项式去逼近周围3×3领域内的角点反应函数,用线性解法求得亚像素级角点坐标;另一种方法是从亚像素角点到周围像素点的矢量应垂直于图像的灰度梯度这个观察事实得到的,通过最小化误差函数的迭代方法来获得亚像素级精度的坐标值。文中提出的亚像素级角点检测方法定位精度高,摄像机标定试验中,得到的重投影平均偏差小于0.15个像素。 展开更多
关键词 亚像索 角点检测 HARRIS算子 摄像机标定
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基于梯度重心法的线结构光中心亚像素提取方法 被引量：59
6
作者 吴家勇 王平江 +1 位作者 陈吉红 巫孟良 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2009年第7期1354-1360,共7页
针对线结构光测量系统中如何准确快速地提取出光带中心的问题,根据线结构光图像上光带中心两边的灰度梯度特性及光带灰度的非正态分布特点,提出了一种基于梯度重心法的线结构光光带中心快速亚像素提取算法。该算法采用低通平滑滤波和幂... 针对线结构光测量系统中如何准确快速地提取出光带中心的问题,根据线结构光图像上光带中心两边的灰度梯度特性及光带灰度的非正态分布特点,提出了一种基于梯度重心法的线结构光光带中心快速亚像素提取算法。该算法采用低通平滑滤波和幂次变换降低图像噪声和光带灰度非正态分布对光带中心提取的影响,运用自适应阈值法确定光带的边界阈值,应用梯度重心法进行光带中心的亚像素提取。实验结果表明,基于梯度重心法的光带中心提取算法具有较高的提取精度,并且有良好的抗噪性和鲁棒性。应用了此方法的3维测量系统的精度也得到了显著提高。 展开更多
关键词 3维测量 线结构光 光带中心 梯度重心法 亚像素
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图像的快速亚像素边缘检测方法 被引量：43
7
作者 刘力双 张铫 +2 位作者 卢慧卿 赵琳 王宝光 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期993-996,共4页
提出了一种新型的测量图像快速亚像素边缘检测方法。首先,利用标准的Sobel算子进行边缘点的粗定位,确定边缘点的像素级精度位置和边缘的方向;然后,沿边缘点的边缘方向拓展像素,得到长度为6的像素灰度值向量,将向量带入利用最小二乘曲线... 提出了一种新型的测量图像快速亚像素边缘检测方法。首先,利用标准的Sobel算子进行边缘点的粗定位,确定边缘点的像素级精度位置和边缘的方向;然后,沿边缘点的边缘方向拓展像素,得到长度为6的像素灰度值向量,将向量带入利用最小二乘曲线拟合方法得出的公式,求出边缘点的精确位置,从而能够实现亚像素边缘定位精度。实验证明:该方法的定位精度为0.1 pixels,算法的运行时间为0.53 s。 展开更多
关键词 图像处理 亚像素 边缘检测 SOBEL算子 曲线拟合
原文传递
超分辨率图象重构技术的仿真实验研究 被引量：22
8
作者 刘良云 李英才 相里斌 《中国图象图形学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2001年第7期629-635,共7页
CCD相机在对空间频率较丰富的景物进行成象时 ,由于 CCD象元尺寸的限制 ,图象分辨率低 ,混频现象有时很严重 ,红外相机尤其如此 .超分辨率图象重构技术利用多帧重复拍照图象的冗余信息 ,重构出超分辨率图象 ,消除和降低混频效应 .本文... CCD相机在对空间频率较丰富的景物进行成象时 ,由于 CCD象元尺寸的限制 ,图象分辨率低 ,混频现象有时很严重 ,红外相机尤其如此 .超分辨率图象重构技术利用多帧重复拍照图象的冗余信息 ,重构出超分辨率图象 ,消除和降低混频效应 .本文对图象微位移和微旋转角的精确估算算法、相机模型、超分辨率图象的重构算法等关键技术进行研究 ,设计了序列子集共轭梯度最优化算法 ,并提供了分辨率提高 5倍的算法和研究成果 .该项技术对于星载、机载图象融合 (特别是红外凝视成象系统获取的图象 )是十分有意义的 ,它将有可能将航天或航空图象的分辨率提高 2～ 展开更多
关键词 亚象元 图象重构 超分辨率 图象配准 仿真 CCD相机 图象处理
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高斯拟合亚像素边缘检测算法 被引量：44
9
作者 尚雅层 陈静 田军委 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第1期179-181,共3页
针对传统边缘检测算法的定位精度低、对噪声敏感等缺点,提出基于函数曲线拟合的亚像素边缘检测算法——梯度方向高斯曲线拟合亚像素定位算法。该方法首先在边缘附近选取一系列点,求得这些点的灰度值,进而求得这些点的梯度值,然后运用高... 针对传统边缘检测算法的定位精度低、对噪声敏感等缺点,提出基于函数曲线拟合的亚像素边缘检测算法——梯度方向高斯曲线拟合亚像素定位算法。该方法首先在边缘附近选取一系列点,求得这些点的灰度值,进而求得这些点的梯度值,然后运用高斯曲线来对这些点的梯度值进行拟合,最后通过拟合曲线求得高斯曲线的对称轴位置即为亚像素位置。实验表明该算法能够很好地实现亚像素定位,通过与其他两种亚像素定位算法的比较,得出该算法运行时间较短,效率较高。 展开更多
关键词 图像处理 亚像素 边缘检测 高斯拟合 最小二乘法
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草地覆盖度测算方法研究进展 被引量：42
10
作者 温庆可 张增祥 +1 位作者 刘斌 乔竹萍 《草业科学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期30-36,共7页
草地覆盖度作为一个重要的生态学参数被用在许多气候模型和生态模型中,测算是否精准,很大程度上决定了相关科学研究的精度。归纳了草地覆盖度测算的多种方法,整合了众多学者对草地覆盖度测算方法分类的认识差异,重点针对广泛使用的遥感... 草地覆盖度作为一个重要的生态学参数被用在许多气候模型和生态模型中,测算是否精准,很大程度上决定了相关科学研究的精度。归纳了草地覆盖度测算的多种方法,整合了众多学者对草地覆盖度测算方法分类的认识差异,重点针对广泛使用的遥感技术,按照遥感的基本原理对诸多遥感估算法重新归类,理清了遥感估算草地覆盖度的基本思路。同时,分析了各种草地覆盖度测算方法的机理、优缺点和适用范围,为草地覆盖度研究方法选择提供理论依据,最后指出了草地覆盖度测算的发展趋势和研究重点。 展开更多
关键词 草地覆盖度 经验模型 混合像元分解 亚像元 遥感 照相法
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亚像素级图像配准算法研究 被引量：40
11
作者 黎俊 彭启民 范植华 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2008年第11期2070-2075,共6页
在很多应用领域,要求图像配准的精度达到亚像素级。对现有的亚像素级图像配准算法进行了分类,介绍了几种最主要的亚像素级精度的配准方法,包括基于插值的方法、扩展的相位相关法、解最优化问题法,并对这些算法的思路、性能特点和最新进... 在很多应用领域,要求图像配准的精度达到亚像素级。对现有的亚像素级图像配准算法进行了分类,介绍了几种最主要的亚像素级精度的配准方法,包括基于插值的方法、扩展的相位相关法、解最优化问题法,并对这些算法的思路、性能特点和最新进展进行了综述。然后从几个评价标准对各种算法进行了比较,分析了各自影响性能的因素和性能提升的空间。最后对未来的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 图像配准 亚像素 相位相关 内插 最优化
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面内位移测量的基于梯度的数字图像相关方法 被引量：35
12
作者 潘兵 续伯钦 +1 位作者 谢惠民 戴福隆 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期643-647,共5页
将整像素位移搜索和基于微区统计性质的亚像素位移梯度算法相结合的数字图像相关方法具有计算简单、求解效率高等优点。该方法的基本假设是变形前后的子区做刚体平移,这则与有位移梯度存在的实际情况相矛盾。首先分析了该基本假设的理... 将整像素位移搜索和基于微区统计性质的亚像素位移梯度算法相结合的数字图像相关方法具有计算简单、求解效率高等优点。该方法的基本假设是变形前后的子区做刚体平移,这则与有位移梯度存在的实际情况相矛盾。首先分析了该基本假设的理论误差,在基于梯度的数字图像相关方法中,得出变形子区做刚体平移的假设和在Newton-Rapshon方法中子区均匀变形的假设所获得的变形子区中心位移在理论上为相同的结论。然后用四组实验来验证该方法在实际实验条件下的计算精度和稳定性,并在铝板试件的单向拉伸实验中,将该方法与N-R方法在有应变存在情况下的计算结果作比较,结果表明该方法计算的位移和理论位移符合得很好,但其计算速度和效率要远优越于N-R方法。 展开更多
关键词 数字图像相关 梯度算法 亚像素 Newton-Rapshon(N—R)方法
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一种基于机器视觉的圆型零件检测技术 被引量：33
13
作者 张宇 黄亚博 焦建彬 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第19期185-186,202,共3页
利用机器视觉技术建立圆形零件检测系统,采用简单高效的标定方法和亚像素技术实现对圆孔和圆形零件的非接触精密测量。圆孔和圆形的直径测量过程包括图像采集、图像分析处理和结果输出。其核心算法是系统校正、图像预处理、二值化和圆... 利用机器视觉技术建立圆形零件检测系统,采用简单高效的标定方法和亚像素技术实现对圆孔和圆形零件的非接触精密测量。圆孔和圆形的直径测量过程包括图像采集、图像分析处理和结果输出。其核心算法是系统校正、图像预处理、二值化和圆检测。实验结果证明,该系统实现了在线实时检测,其精度达0.01mm,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 机器视觉 亚像素 尺寸检测 摄像机标定
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基于多尺度分析的激光光条中心点坐标提取方法 被引量：38
14
作者 李凤娇 李小菁 刘震 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期103-108,共6页
在线结构光测量系统中,激光光条图像中心准确提取是影响整个测量系统精度的关键因素之一。针对高反光等复杂环境下光学测量中激光光条图像中心提取问题,提出了一种基于多尺度分析的激光光条图像中心高精度定位方法。该方法利用骨骼化图... 在线结构光测量系统中,激光光条图像中心准确提取是影响整个测量系统精度的关键因素之一。针对高反光等复杂环境下光学测量中激光光条图像中心提取问题,提出了一种基于多尺度分析的激光光条图像中心高精度定位方法。该方法利用骨骼化图像处理方法确定激光光条图像中心的初值,根据每一个光条中心初值处的光条宽度确定该位置处对应的高斯核均方差σ的初值。对图像进行多尺度卷积,确定最优的σ值,并求得光条亚像素级中心点,最后完成光条链接。结果表明该算法抗噪声能力强,可实现光条宽度变化较大的激光光条图像中心的高精度提取。 展开更多
关键词 图像处理 光条中心 Steger HESSIAN矩阵 亚像素 多尺度
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近景摄影测量中标记点的自动检测 被引量：32
15
作者 周玲 张丽艳 +1 位作者 郑建冬 张维中 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期288-294,共7页
近景摄影测量中,可以在待测物体表面分布一些易于识别的标记点,以提高特征识别的准确性和精度,保证多幅图像间特征点对应匹配的可靠性.文中采用圆形目标及编码元素作为标记点,并提出一种标记点自动检测算法.该算法首先根据标记点的尺寸... 近景摄影测量中,可以在待测物体表面分布一些易于识别的标记点,以提高特征识别的准确性和精度,保证多幅图像间特征点对应匹配的可靠性.文中采用圆形目标及编码元素作为标记点,并提出一种标记点自动检测算法.该算法首先根据标记点的尺寸、形状、灰度变化及位置分布等特征提取目标;然后利用非编码元与编码元的不同形状与灰度特征,提出一种改进的编码元自动身份识别方法,同时实现非编码元与编码元的分类;最后采用质心法进行标记点的精确定位,达到亚像素精度.实验结果表明,该方法受投影角度、噪声等因素影响小,具有很强的鲁棒性,可以实现标记点的准确识别和精确定位,实用性好. 展开更多
关键词 近景摄影测量 椭圆检测 亚像素 编码元 质心法
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梯度算子选择对基于梯度的亚像素位移算法的影响 被引量：30
16
作者 潘兵 续伯钦 李克景 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期26-31,共6页
基于梯度的亚像素位移算法中不同的灰度梯度计算方法对计算结果的影响进行了研究,列出了几种常用灰度梯度计算方法,并用对相邻5像素点的离散灰度进行三次样条插值的方法推导出两种灰度梯度算子。然后对计算机模拟生成的散斑图像对用各... 基于梯度的亚像素位移算法中不同的灰度梯度计算方法对计算结果的影响进行了研究,列出了几种常用灰度梯度计算方法,并用对相邻5像素点的离散灰度进行三次样条插值的方法推导出两种灰度梯度算子。然后对计算机模拟生成的散斑图像对用各种梯度算子计算得出的亚像素位移与预先设定的真实值做了比较,给出了相应的均值误差和均值相对误差。最后的真实试件的刚体平移和单向拉伸实验结果表明,Barron算子是所列的几种梯度算法中最为精确、稳定的梯度算子。 展开更多
关键词 数字图像相关 梯度算法 亚像素 样条插值
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物体内部三维位移场分析的数字图像相关方法 被引量：31
17
作者 汪敏 胡小方 伍小平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期5135-5139,共5页
提出了物体内部三维位移场的数字图像相关分析方法,对物体变形前后,或连续变形的两个相邻状态的内部三维结构的数字图像,通过相关运算获得三维位移场.文中给出了三维相关法的体搜索窗口、相关函数及亚像素运算的相关系数拟合函数.数字... 提出了物体内部三维位移场的数字图像相关分析方法,对物体变形前后,或连续变形的两个相邻状态的内部三维结构的数字图像,通过相关运算获得三维位移场.文中给出了三维相关法的体搜索窗口、相关函数及亚像素运算的相关系数拟合函数.数字模拟结果证明了三维相关法的正确性及可靠性.位移计算精度为0·02像素. 展开更多
关键词 数字图像相关 三维相关 亚像素
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行车环境下钢轨轮廓激光条纹中心的提取方法 被引量：30
18
作者 王胜春 韩强 +2 位作者 王昊 赵鑫欣 戴鹏 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期175-184,共10页
研究了行车环境下激光条纹图像中心线快速、准确且可靠的提取方法。基于ENet深度学习模型实现了激光条纹的多区段快速分割;通过统计各区段内光条梯度方向的直方图来确定各分段光条的法线主方向,并构造了相应的方向模板;利用分区域多模... 研究了行车环境下激光条纹图像中心线快速、准确且可靠的提取方法。基于ENet深度学习模型实现了激光条纹的多区段快速分割;通过统计各区段内光条梯度方向的直方图来确定各分段光条的法线主方向,并构造了相应的方向模板;利用分区域多模板匹配的灰度重心法实现了光条中心的亚像素坐标提取。研究结果表明,该方法可以有效克服室外行车环境中各类干扰信息对光条中心提取的影响,单幅钢轨轮廓图像的光条提取时间仅为2.1 ms,误差均值约为0.082 pixel,标准差为0.047 pixel,兼顾了光条中心提取的时效性和准确率。 展开更多
关键词 图像处理 结构光测量 光条中心提取 图像分割 深度学习 多模板匹配 亚像素
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基于Franklin矩的亚像素级图像边缘检测算法 被引量：30
19
作者 吴一全 邹宇 刘忠林 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期221-229,共9页
为了满足计算机视觉标定与精密测量对图像边缘定位的精确度高和抗噪性强的要求,提出一种基于Franklin矩的亚像素级图像边缘检测算法。首先,建立亚像素边缘模型,利用各级Franklin矩的卷积来提取图像边缘点的细节特征;然后,依据Franklin... 为了满足计算机视觉标定与精密测量对图像边缘定位的精确度高和抗噪性强的要求,提出一种基于Franklin矩的亚像素级图像边缘检测算法。首先,建立亚像素边缘模型,利用各级Franklin矩的卷积来提取图像边缘点的细节特征;然后,依据Franklin矩的旋转不变性原理,分析图像边缘旋转至垂直方向后各级Franklin矩之间的关系,从而确定图像中亚像素边缘的关键参数;最后,根据改进的边缘判断条件,确定图像中的实际亚像素边缘点。大量实验结果表明,与基于Zemike矩的亚像素级算法、基于小波变换与Zemike矩结合的亚像素级算法、基于Roberts算子与Zemike矩结合的亚像素级算法相比,本文提出的基于Franklin矩的亚像素级图像边缘检测算法速度更快,精度更高且抗噪性强,更好地满足了对于图像边缘定位稳定可靠及高精度测量的要求。 展开更多
关键词 边缘检测 Franklin矩 旋转不变性 亚像素
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隧道衬砌裂缝的远距离图像测量技术 被引量：28
20
作者 刘学增 叶康 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期829-836,共8页
针对远距离数字照相所采集的隧道衬砌裂缝图像自身特点,结合实验数据拟合标定曲线的相机标定方法,采用图像增强预处理、循环迭代法裂缝区域提取、数学形态学修整、亚像素边缘检测等图像处理手段,提出隧道衬砌裂缝识别及宽度量测新算法.... 针对远距离数字照相所采集的隧道衬砌裂缝图像自身特点,结合实验数据拟合标定曲线的相机标定方法,采用图像增强预处理、循环迭代法裂缝区域提取、数学形态学修整、亚像素边缘检测等图像处理手段,提出隧道衬砌裂缝识别及宽度量测新算法.经室内试验验证,当拍摄距离小于8m时,算法精度较高,裂缝宽度量测误差一般小于0.40mm;根据现场实际情况可知,该算法误差最大为0.37mm,最小为0.08mm,平均误差为0.20mm,满足工程测量的要求. 展开更多
关键词 数字图像处理 隧道衬砌裂缝 区域提取 亚像素 边缘检测 标定方法
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