基于参数域映射及B样条插值的三维重构方法

利用单目CCD图像进行物体表面非接触测量的核心是基于单幅图像的三维重构技术,常采用由阴影恢复形状(SFS)的方法实现三维重构。当图像分辨率较低时,通过由阴影恢复形状的方法重构的三维表面模型其分辨力较差,无法满足实际要求。为此提出了一种基于参数域映射及B样条插值的三维重构方法。采用B样条插值技术对图像进行放大处理,通过像素的参数域映射减小图像的失真及高频信息的丢失,根据放大后图像的灰度信息重构物体的三维表面模型。实验表明,基于参数域映射及B样条技术的图像插值方法很好地保护了图像的细节,利用该方法进行三维重构能够有效改善重构模型的分辨力和光顺性,为提高三维表面非接触测量精度创造了条件。     

激光共焦扫描显微镜中一种新的三维重构算法

由序列断层图像恢复出目标物体的三维图像是激光共焦扫描显微镜(LCSM)系统的重要组成部分。根据精细物体表面的特点,提出了一种新的基于物体表面的三维重构算法,并应用在LCSM系统中,得到了较好的结果。     

一种改进的基于距离变换的图像目标轮廓插值方法

本文提出了一种改进的基于欧几里德距离变换的图像目标轮廓插值方法。首先由获取的层间间距相对较大的序列断层图像,经由对图像中目标的轮廓跟踪和对图像中目标的区域填充获得图像目标的轮廓图和区域图,采用欧几里德距离变换求取该序列断层图像目标轮廓的距离图,运用逆距离加权平均线性插值方法求得相邻图像中目标的距离图之间的轮廓图像。运用本文方法得到的中间插值轮廓过渡平滑,并且能够很好地解决极端凹轮廓之间的中间插值轮廓问题,本文的方法具有较高实际应用意义。     

一种快速有效的交互式医学序列图像分割方法

提出了一种结合Live-Wire算法、种子填充以及轮廓插值的序列医学图像分割算法。该方法首先将病灶组织形状变化较大的断层图像作为关键层,然后综合应用Live-Wire算法和种子填充对关键层中病灶区域进行分割,最后利用轮廓插值技术对中间的过渡图像进行自动分割。实验表明这种算法能快速有效地从序列医学图像中分割出感兴趣的物体。     

面向复杂表面物体的3D太赫兹成像技术

将逆合成孔径雷达(ISAR)技术应用到太赫兹频段,针对平滑表面物体和复杂表面物体扫描获取原始数据,并基于快速傅里叶变换对获取的三维数据进行处理,实现横向和径向的高分辨力太赫兹三维目标重建。通过在波数域对回波信号进行距离迁移补偿处理、插值处理,以及空域图像阈值去噪处理后,将目标的反射系数从三维空间中提取出来并保留其空间位置信息,从而完成三维目标重建。     

条纹管激光成像雷达目标三维重构快速算法

实现目标实时动态追踪与识别是条纹管激光成像雷达中亟待解决的问题,针对条纹管激光成像雷达峰值探测三维重构算法运算时间长的问题,提出一种抽样插值目标三维重构算法,以一定的抽样率对条纹图像等间隔抽样并插值运算,再进行峰值特征提取运算。当抽样率为4%时,对于探测距离为706 m的目标,抽样双线性插值重构法的运算速度比原重构法提高了2.3倍,三维重构矩阵的相关系数约为0.99;抽样最近邻插值重构法的运算速度比原重构法提高了3.5倍,三维重构矩阵的相关系数约为0.98。实验结果表明所提算法可以提高目标三维重构速度,并且目标条纹图像帧幅数越多,目标三维重构速度改善效果越好。     

基于顺序形态学的医学图像插值算法的研究

医学图像插值方法是医学图像三维重建的关键技术,插值的结果直接决定了三维重建的效果.本文在深入研究了顺序形态学理论的基础上,提出了一种基于顺序形态学的插值算法,该算法采用百分位膨胀和腐蚀算子,解决了线性插值和形状插值等算法产生的边界模糊的问题.仿真实验表明该算法产生的断层图像和原有断层图像过渡自然,为后续的医学图像三维重建奠定了基础.     

基于小波变换的匹配插值算法

图像插值技术是图像三维重建中的关键技术之一.在传统插值算法的基础上利用小波变换可聚集到信号任意细节的特点,设计了一种基于小波变换的匹配插值算法.该算法对小波分解子图分别进行处理,在保留图像高频细节部分不失真的同时,又对代表图像整体概貌的低频子图利用匹配算法进行插值处理,最后通过小波重构得到目标插值图像.实验结果表明,该算法得到的插值图像不仅很好地保持了图像的边缘细节特征,而且在物体形态的过渡上也满足了三维重建的要求.     

点特征柔性物体三维运动恢复方法

为了使用两台标定的高速相机获取点特征柔性物体的三维运动轨迹,提出了一种实用的点特征柔性物体三维运动恢复方法,包括图像空间重建、时间序列重建等步骤。其中空间和时间序列重建是三维运动恢复的核心部分,在空间重建方面,使用椭圆拟合得到图像上点的坐标,并根据马氏距离寻找匹配点,然后利用三角测量法计算空间三维点;在时间序列重建方面,利用搜索方法匹配点前后图像坐标,从而实现运动过程的三维恢复。然后利用重建结果计算运动柔性物体的速度、加速度、曲率变化等重要参数。实验结果表明,该三维运动恢复方法提高了空间序列匹配的速度和准确度,有效地实现了时间序列的匹配,减少了整个重建过程的时间。通过对目标的重建,准确地获得了物体的三维运动数据。     

基于图像拼接和双频投影栅线法的三维形貌测量

为解决采用光栅投影式三维轮廓术测量物体三维形貌时,出现的条纹图样的不连续性,利用计算机编程,生成由两种不同频率合成的复合光栅,将它投影到被测物体上,并将被测物体放在精密的旋转平台上,通过二次成像后对两幅图像进行图像拼接,得到清晰的被光栅调制的物体图像,再对图像进行傅里叶变换,然后采用滤波器滤出相应的高频和低频成分,利用低频光栅的相位差辅助解出高频光栅的真实相位差,从而实现物体的三维形貌重建.结果表明,本方法简单、精度高,可以成功解决有突变面形和投影时具有阴影的物体的三维形貌测量问题.     

激光共焦扫描显微镜中基于体绘制技术的三维重构

激光共焦扫描显微镜(LCSM)是一种典型的高新技术光电仪器，利用其采集的序列二维断层图像重构三维图形是LCSM系统的重要组成部分。本文研究了典型的体绘制方法并根据LCSM系统采集到的图像特点提出了适用于LCSM系统三维重构方法。     

体绘制技术在激光共焦扫描显微镜中的应用

激光共焦扫描显微镜 (LCSM)是一种高精度显微测试仪器 ,利用其采集的序列二维断层图像重构三维图形是LCSM系统的重要组成部分。本文研究了LCSM系统数据场的体绘制方法并应用在LCSM系统中。实验结果表明此方法用于LCSM系统 ,能够生成逼真的三维图形。     

激光共焦扫描显微镜中断层图像的混合增强处理

根据激光共焦扫描显微镜采集到的图像的特点，应用混合图像增强的方法，首先对激光共焦扫描显微镜采集到的显微图像进行自适应滤波，然后进行锐化，最后再进行局部直方图均衡处理可有效地突出细节信息，同时滤除噪声。     

Development of an optical triplicator for intravital videomicroscopy of oxygen saturation

The Optical Triplicator produces three copies of a portion of a microscopic image and places them side-by-side on the face of a video image tube, so that all three images can be viewed simultaneously in each video frame. The Optical Triplicator was used in an intravital microscopy assembly to obtain simultaneous images of a microvessel at three visible wavelengths selected to enable the accurate determination of oxygen saturation in microvessels of the hamster retractor muscle. An image processing system was used to obtain light intensity and optical density from video recordings made using the triplicator. Lumenal oxygen saturation profiles were determined using the measured intensity values and a published three wavelength photometric method     

激光共焦扫描显微镜数据场的三维重建

主要研究激光共焦扫描显微镜 (LCSM )系统数据场的体绘制方法。根据LCSM系统数据场的特点 ,提出了源—点光源光照模型以及体缓冲器绘制方法。实验结果表明此方法适用于LCSM系统 ,能够生成逼真的三维图形。     

一种适用于激光共焦扫描显微镜的体绘制

激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)主要运用于生物医学研究,利用其采集的序列二维断层图像重构三维图形是LCSM系统的重要组成部分。主要研究了LCSM系统数据场的体绘制方法,根据其数据场特点,提出了最大值绘制算法。实验结果表明,此方法适用于LCSM系统,能够生成逼真的三维图形。     

基于局部Fisher判别法的电镜下致密沉积物自动识别

本文提出一种在电子显微镜图像中有效检测致密沉积物的方法.致密沉积物在电子显微镜图像中较难分辨,使用传统的SIFT,ORB或者SURF特征检测及描述算法往往难以达到理想的效果.运用传统计算机视觉处理流程,如,SIFT特征提取器以及描述器来进行特征提取,再建立bag-of-words全局特征向量,最后使用支持向量机来进行分类,在进行致密沉积物的分类操作中难度比较大.本文选择了实用LBP特征提取器来提取高反差度的纹理特征,使用梯度直方图特征提取器来提取轮廓特征,同时使用Schimid滤波器组和Gabor滤波器组来提取图像中的常规纹理特征,形成超高维度的特征向量使其包含显微镜图像中的全面特征.由于电子显微镜图像不具备色彩信息,纹理信息变得最为重要,又由于在显微镜图像中,尺度基本可知,LBP以及HOG能非常有效地提取高反差轮廓特征以及质地特征.配合两大纹理滤波器组合将可以确保特征向量在强调高反差特征的同时,不会忽略常规纹理信息.在特征提取出来后使用局部Fisher判别分析来降低特征向量的维度,并选择最具有可区分性和有效的特征.LFDA能够进行无指导的降维,并保留最具可分辨性的特征,对于本文提出的算法至关重要.由于在之前产生的特征向量对所有的特征并不进行强弱区分,经过LFDA后,不重要或者具有广泛普遍性的特征将会被舍弃,而最能够代表致密沉积物的特征将得以保留.这保证了之后的分类器训练能够在不牺牲训练速度的前提下,有效地形成分类区间.最后,算法使用了probabilistic boosting tree来对训练样本进行训练,PBT是按照等级划分的决策树,每一个节点是一个强决策器,它具有不易过度训练、高效准确的特征,通过输入LFDA处理后的训练样本特征向量,来学习得到致密沉积物的分类器.为验证本文提出的方法的可行性,一个包含50张电子显微镜图像的数据库被用于实验中.在这50张电子显微镜图像中,每一张都包含不同数量的沉积物区域.沉积物区域的总数约为500处.这些区域被精确标记.如果算法输出的沉积物标记与人工标记区域的重合率达到50%以上,认为该区域被准确识别,否则认为未能识别.在实验中,10张电子显微镜图像被用于神经网络的训练,而其余40张被用于测试.训练样本为100×100分辨率的图像块,只要图像块中包含沉积物区域,则视为正样本,否则视为负样本.为了增加样本个数,所有正样本被进行了旋转、平移、以及放大和缩小等变换.在训练中,一共500个正样本及约15000个负样本被输入到PBT.实验结果显示,本文提出的方法能够有效地在真实电子显微镜图像中识别致密沉积物,识别效率接近50%.该结果证明利用LBP特征以及Schimid滤波器组和Gabor滤波器组来提取显微镜图像特征能够全面概括图像中个体的显著性特征,比起单纯使用SIFT以及SURF具有更高的通用性、鲁棒性以及有效性.对于从显微镜图像中提取出来的高维度特征向量,使用局部Fisher判别分析法能够非常有效地实施降维操作,从而保留了显著性的具有区分功能的特征以便更有效的训练分类器.而probabilistic boosting tree对于只具有少量训练样本的训练任务能够相当有效地收敛且避免过度拟合的情况发生.本文提出的处理流程适用于大多数基于显微镜图像下的目标识别、分类以及再识别任务,且具有速度快、高鲁棒性以及易于扩展等特点,具有较高的实用性.     

陶瓷坯体烧成过程中红外热图像库管理系统

应用ＨＲ—２红外热成像测温仪，实时测量陶瓷坯体烧成过程中的热图像，并利用计算机处理技术形成热图像库管理系统，可对热图像进行有关的温度分布曲线、多点温度测量、区域平均温度测量、多幅图像显示比较、模拟三维图像显示、图像直方图和等温区域显示等处理。     

数字共焦显微镜实验3维点扩散函数的构建

为了获取作者所在实验室数字共焦显微镜光学系统实验3维点扩散函数,采用荧光微珠模拟点光源,利用该显微镜对荧光微珠不同散焦量的切片图像进行采集,采用多图像平均法对切片图像进行降噪处理,以此构建显微镜光学系统的实验3维点扩散函数。以该实验点扩散函数进行3维显微图像复原,并与理论点扩散函数的复原效果进行了比较。结果表明,两种点扩散函数对图像复原时均获得良好的复原效果,但是以正确实验方法获取的实验3维点扩散函数,更符合该光学系统的光学传递特性,复原效果更准确。所构建的实验3维点扩散函数,为下一步的生物显微图像复原处理提供了一种较好的选择,为数字共焦显微镜实验3维点扩散函数的构建提供了一种有效的方法。