大结构元素二值形态学基本操作改进算法

二值图像的数学形态学方法应用广泛,但当涉及的图像和结构元素较大时,操作速度变慢。针对结构元素参考点包括在结构元素中且为单一连通区域的大结构元素,提出了二值形态学膨胀操作的改进算法,首先提取待膨胀二值区域的轮廓,然后对轮廓进行膨胀,再将膨胀结果与原二值区域取并集得到总的膨胀结果;证明了改进膨胀算法与标准膨胀操作的等价性;基于膨胀与腐蚀操作的对偶关系给出了改进的腐蚀算法;给出了改进的开、闭运算算法。在80张高分辨率植物叶片二值图像上进行了腐蚀、膨胀、开运算和闭运算标准方法和改进算法的对比实验,结果表明改进算法可显著提高二值形态学处理的速度。     

数学形态学腐蚀膨胀运算的快速算法

详细介绍了一种二值数学形态学腐蚀膨胀运算的优化实现方法。图像处理中常常利用二值数学形态学开闭运算对分割出的区域进行边缘平滑和内部填充处理等,但当结构元素较大时运算速度变得很慢。由于开闭运算的基础是腐蚀和膨胀运算,文章重新对这两种运算做了优化,有效地提高了数学形态学用于二值图像处理的速度。该方法较之结构元素分解的方法有理论基础简单、优化思路简捷、实现方便等优点。     

边缘检测的形态学算法与传统算法比较

由于图像的边缘通常含有大量重要信息,因此,边缘检测成为图像处理的一个重要环节,其检测算法也获得了广泛的研究,已经形成了Roberts、Laplacian、Canny等多种算法。但这些传统算法在边缘检测精度和抗噪声性能方面还存在一定的问题。文章运用数学形态学边缘检测算法的结构元素变换,对无噪声图像检测出多幅边缘图;对噪声图像采用改进的开启运算,先用3×3的结构元素进行腐蚀,后用5×5的结构元素进行膨胀,用边缘检测算子f°B-f进行检测,并与传统算法和不变结构元素的形态学开启运算的结果进行了比较。实验结果表明,灵活多变的数学形态学边缘检测算法在检测精度和抗噪声性能上都优于传统算法。     

基于数学形态学的突发性故障快速定位方法

针对于突发性故障的特点，提出了一种基于数学形态学的故障定位方法，通过选择适当的结构元素，根据腐蚀和膨胀运算的特点设置适当的组合形态运算，借鉴软阈值计算中的消噪方法，设计高效的故障定位算法，仿真实验证明了数学形态学在故障定位中所具有的优越性。     

基于数学形态学的集装箱箱号分割改进算法

提出了基于数学形态学和直方图投影的集装箱箱号分割改进算法。在箱号定位阶段,运用基于边缘检测和数学形态学的改进算法,能自适应确定形态学结构元素的大小,将箱号区域连通成一个区域,并能解决集装箱文字纵向排列的问题。字符分割阶段用数学形态学方法消除干扰边缘和噪声,通过投影直方图法完成行与列分割。实验表明,该算法简单可行,只需较少的集装箱先验信息,并且整箱分割正确率达到93.33%,证明了算法的有效性。     

用数学形态学进行图像边缘检测的新方法

本文提出了求灰值腐蚀、膨胀运算结果的简便方法--模板法.应用此方法在检测灰度图像的边缘过程中可较容易地做腐蚀、膨胀运算.先得出用数学形态学检测灰度图像边缘的算法1,然后在分析了其效果并指出不足的基础上,把算法1中用一个结构元素既做腐蚀又做膨胀,改进为用四个不同方向的结构元素只做膨胀,得出了效果比较理想的算法2.     

基于形态学多结构元多尺度的自适应边缘检测

数学形态学广泛应用于图像处理和模式识别领域;针对形态学单结构元在边缘检测中边缘信息丢失的问题,提出了用不同方向的结构元素对图像进行多尺度检测的自适应边缘检测方法;首先利用形态学高低帽运算对原始图像进行平滑处理,采用差分最大值确定结构元素的方向,利用形态学运算调整结构元素尺度,改进了数学形态学边缘检测算法;实验结果表明,与传统边缘检测算法相比,该算法在保持图像边缘清晰的同时.有很强的去除噪声能力.     

基于形态学的自动浇注实时图像处理方法

分析实时浇注图像形态上的特性,提出一种基于二值图像形态学的浇注图像预处理方法.即先利用最佳阈值法.完成浇注图像的粗分割与初步去噪,然后利用图像区域连通标注算法,过滤图像中金属液液滴飞溅噪声,最后基于形态学中腐蚀、膨胀运算,选择合适结构元素对图像进行开运算,消除图像中金属液液柱干扰.该去噪方法可以提高浇口杯中金属液液位识别的准确性,能够为浇注自动控制提供良好的决策依据,符合应用要求现实可行.     

数学形态学运算的再定义及其神经网络实现

该文在分析了传统的数学形态学基本运算的基础上,利用集合势的概念,提出了一种新的形态学算子定义方法,并据此引入了程度化数学形态学运算的概念,将腐蚀和膨胀运算合二为一。最后讨论了程度化形态学运算的神经网络实现及计算机仿真结果,从而,在不同于前人思路的情况下,实现了使用较少的结构元素信息对图象进行噪声滤波的操作。     

基于数学形态学的工程图符识别方法

文中提出了一种工程图符自动识别的数学形态学方法。通过对数学形态学原理和方法的分析,利用形态学开运算可提出图像中与结构元素相似模式的原理,文中设计和实现了一种多结构元素形态学变换,能有效地对工程图符进行识别。实验表明,这种算法实现简单,自动识别效果得到很大改进,同时由于形态学开运算具有幂等性,识别过程不需迭代,执行速度也明显提高。     

Energy-efficient communication in wireless cable sensor networks

In this paper, we introduce a new type of sensor: cable sensor. Unlike traditional point sensors, this type of sensor has a rectangular sensing region with a processor installed on it to do processing and communication. The wireless network formed by this kind of sensor is called wireless cable sensor network (WCSN). We study energy-efficient communication algorithms in WCSNs. We address it in two ways: one is through reducing the total transmission power of processors while maintaining the connectivity of the network and the other is through scheduling cable sensors to let them take turns to go to sleep without affecting the coverage and connectivity of the network. In the first approach, we initially develop a distributed algorithm called DTRNG based on the relative neighbourhood graph. Later we enhance it to Algorithm determine the transmission power by removing the largest edge in CYCles (DTCYC). Mathematical proofs show that Algorithm DTCYC provides an optimal solution that can not only minimise the total processor transmission power but maintain the connectivity of the network as well. In the second approach, we propose a cable mode transition algorithm which determines the minimum number of active sensors to maintain K-coverage as well as K-connectivity required by the application. We discuss the relationship between coverage and connectivity and prove the theorems that lay the foundation for our algorithm. Simulation results demonstrate that our algorithm is efficient in saving energy.     

Multiform frequency selective surfaces optimal design based on topology optimization

This article proposes an optimization design method for various frequency selective surfaces (FSSs) based on topology optimization algorithm incorporated with the genetic algorithm. The present method takes the connectivity condition both in simulation and fabrication of the elements into consideration. For the filling elements structural design methodology, the novel hexagonal‐pixel filling element structural design is employed for improving the patch connection. As examples, various FSSs, such as a large‐angle‐stability band‐pass FSS, wideband band‐pass FSS, and multiple band‐pass FSS, are designed. Furthermore, the validity of the present method is proved by the agreement between the simulation and the measurement.     

A distributed market-based boundary coverage algorithm for multiple microrobots with network connectivity maintenance

In this paper, the boundary coverage of known environments is investigated using multiple microrobots (MMR) involved in a distributed inspection case study. A strong need for an operator is able to control and receive feedback from microrobots. However, communication range is limited because of the size effect of microrobot, and obstacles may also prevent microrobots from communicating. To enable MMR to accomplish coverage task while maintaining the network connectivity with a base station, we propose a market-based boundary coverage algorithm. This algorithm can dynamically allocate the boundary coverage task to a microrobot, so as to adapt to the change of communication network topology. A motion control model based on virtual spring–damper system is established to prevent communication network splitting by monitoring infrared link quantity information among microrobot nodes. Simulations and experimental results, obtained using our MMR tested in a distributed inspection case study, demonstrate that the proposed solution fulfills the objective of maintaining network connectivity at all times while completing the allocated boundary coverage task.     

一种考虑障碍物的ad hoc网络分簇算法

现有的很多ad hoc网络分簇算法都没有考虑实际的物理环境因素，如地球表面的各种障碍物。而障碍物既阻碍节点移动，又限制无线传输，对分簇结果影响很大，可能会导致簇的尺寸过小，簇的数目较多，从而引入大量的通信和计算开销。结合Voronoi图，在最小ID启发式算法的基础上，提出一种考虑障碍物的分簇算法。通过设置备用节点，可以解决障碍物环境下ad hoc网络的连接性问题。最后通过实例仿真对该算法和最小ID算法进行性能比较和评价。     

采用图分解的特征识别算法研究

CAD/CAE模型转换,其关键在于如何将模型分解为最简单元,这些单元往往具有相近的网格划分属性,可以方便估计计算误差和计算时间。基于此提出了基于图分解的特征识别算法,对属性邻接图进行分解,根据分解后的属性邻接图中的连通分量生成体特征。该算法不再局限于特征类型,只要合理控制顶点的可分解性判断就可以得到期望的模型分解结果;同时该算法可以获得体特征,使得可以在特征这一粒度上进行特征删除和替换,以方便地完成模型的简化。     

红外光幕在地铁屏蔽门障碍物探测中的研究

针对现有地铁屏蔽门通过门速曲线的改变来探测障碍物的方法在检测最小尺寸为4 mm×40 mm的障碍物中所存在的不足,提出一种利用红外光幕的障碍物探测方法,并结合数字信号处理器(DSP)的无刷直流电动机控制技术和模糊PID控制算法来实现地铁屏蔽门障碍物的探测,最后在Matlab/Simulink环境中构建了整个系统的数学模型,并对系统在正常情况和遇到障碍物时的关门过程进行仿真分析。仿真结果表明:基于该方法设计的地铁屏蔽门障碍物探测系统可以解决现有地铁屏蔽门在障碍物探测方面的不足。     

基于机器人群的主动传感器网络自组织的运动规划

主动传感器网络的自组织通常要求移动节点群(机器人群)通过障碍物环境移动到指定地点后, 重新调整并按预定布局组网. 在网络的自组织过程中要保证每个移动节点(机器人)与整个网络之间的连通性. 在对移动机器人的保持连通性进行优化的基础上, 提出了单步位置预测与群体势场相结合的分布式运动规划方法进行主动传感器网络的部署和重置, 证明了机器人运动控制的稳定性和网络的连通性保持, 进行了有和无障碍物环境下超过40个机器人的仿真, 结果表明该方法适用于大规模的主动传感器网络重置, 并对不同规模的网络具有可扩展性.     

图纸图像噪声滤除的轮廓编码方法

提出一种基于轮廓编码的二值图像噪声滤除算法,该算法能有效地滤除二值化图纸图像中的各类噪声,又可很好地保护图像中的细结构成分及线段的连通性。另外,该算法也可保护图中不同成分之间的分离性。