基于函数拟合的SIFT误匹配点剔除算法

针对RANSAC算法在剔除SIFT误匹配点实验中存在耗时长、误匹配等问题,提出了基于函数拟合的SIFT误匹配点剔除算法。首先采用SIFT算法进行待匹配图像与匹配图像的匹配工作,对匹配后的待匹配图像关键点采用迭代最小二乘拟合法构建函数模型,然后与匹配图像特征关键点进行拟合,最后计算两者的误差,当误差大于给定阈值时,确认该点为误匹配点,对其进行剔除。实验结果表明,采用基于函数拟合剔除误匹配点在时间上比RANSAC算法平均节省了2 s,正确匹配率提高11.75%,并且较多地保留了正确匹配点。     

相机圆形点阵标定法中投影点的精准定位

针对圆形特征点难以精确定位投影点的问题,提出样本点在椭圆上的最近邻点、椭圆的逼近程度和投影点集的相似性,用最小二乘法拟合椭圆投影点的最近邻点得到投影椭圆,以其中心做为投影点(简称优化最小二乘法)。拍摄有494个圆形点的点阵板,分别用灰度重心法、扫描最小二乘法、Canny边缘最小二乘法和优化最小二乘法获得不同投影点集边缘的拟合椭圆,优化最小二乘法的拟合椭圆具有最高逼近程程度,达到0.812968;用这些方法的投影点进行相机标定,测量物件长度,优化最小二乘法的测量精度最高,达到99.99%。不论是投影椭圆的逼近程度还是应用标定参数测量相同物件的测量精度,优化最小二乘法都具有最优结果,因而优化最小二乘法能够精确定位点阵标定法中的圆形投影点。     

提高星图正确匹配率的新方法

在CCD星敏感器中,快速而可靠的星图识别算法成为星敏感器确定姿态的最关键部分。针对星图识别中误匹配点的存在,提出了一种新的剔除误匹配点的方法—累积偏差法,选取合适的判定阈值对实验数据进行筛选,并结合最小二乘曲面拟合法对实验数据进行误差分析,实验结果表明,采用此方法,可以很好地剔除星图识别中的误匹配点,在赤经(α)和赤纬(δ)方向拟合偏差平均值可达到5.267 2,″星图正确匹配概率大大提高。     

多普勒天气雷达合成切变算法及改进方法的研究

该文在研究由多普勒天气雷达速度场计算合成切变所采用的直接计算差值滤波算法的基础上,针对其存在的边缘点的切变识别较少等问题,结合最小二乘法在线性拟合方面的优势以及雷达数据沿径向分布的特点,提出一种基于取不同拟合窗口的最小二乘法的算法,并利用计算定位精度等方法比较和分析这两种算法,最小二乘法算法在定位精度、识别能力、边缘切变识别等方面优于直接计算差值滤波算法。在2008年北京奥运气象保障中应用最小二乘法的合成切变气象产品给人工影响天气提供了重要参考资料。     

一种新的基于直接最小二乘椭圆拟合的肤色检测方法

肤色检测是计算机视觉中的一个重要问题,本文提出了一种新的基于直接最小二乘椭圆拟合的肤色检测方法,其基本思想是根据肤色样本分布区域的边界数据点采用曲线拟合的方法得到肤色分布区域的边界方程。在实现时,为了解决直接在笛卡儿坐标系中提取肤色样本分布区域边界数据的困难,算法采用了一种新的解决思路,即首先把训练肤色样本在色度空间的统计分布转化为图像的形式,然后再利用边缘检测方法得到肤色分布区域的边界数据。根据所得的边界数据点用直接最小二乘椭圆拟合方法便可得到肤色分布区域的椭圆边界,方法简单直观。实践表明,该算法能完成对各种不同环境条件下所拍摄图像的肤色分割,效果理想,其性能明显优于常用的域值界定法和单高斯模型法。     

动态景像匹配导航差分滤波估计定位融合算法

为了改善景像匹配导航系统的可靠性及匹配精度,提出了一种基于位置差分滤波与最小二乘估计的动态景像匹配定位融合算法。分析了动态景像匹配导航定位融合的基本问题;针对匹配位置序列的误差特性,设计了位置差分滤波方法,用于剔除匹配位置序列中的误匹配点;采用最小二乘估计对匹配位置序列进行最优参数估计,进而对误匹配点进行估计并实现了匹配位置预测;给出了定位融合算法的基本原理及实现框图。仿真实验结果验证了该算法在消除误匹配点及减小随机匹配误差干扰方面的有效性、实用性。     

基于双目视觉测量系统的特征点匹配研究

双目视觉测量作为一种新颖的测量方式,当前正在越来越多的测量中取代传统的接触式测量方法。但是由于双目视觉测量系统对测量精度和实时性要求较大,因此在分析椭圆拟合算法的基础上,通过筛选规则选取部分边缘点进行迭代最小二乘椭圆拟合以提取光斑中心坐标。依据系统对待测量笔9个圆形标志的位置反映的特点,设计一种基于RANSAC算法的特征点匹配方法。实验表明该算法可以满足双目视觉测量对系统的高精度和实时性要求。     

无衍射激光光斑图像定中算法的研究

为有效识别光斑中心,针对无衍射激光斑光图像特点,提出了一种由亮度梯度确定图像中心的方法.利用光斑图像边缘的亮度梯度,设定图像二值化阈值范围,根据二值化结果确定光斑图像边缘点,对于各边缘点,利用最小二乘法拟合出圆,圆心作为光斑图像的中心.利用霍夫变换的方法去除误差点,修正圆心位置.本方法速度快、精度高,适合于实时性要求较...     

双注电子枪中最小二乘法拟合磁场的研究

用粒子仿真软件EGUN和MAGIC仿真电子枪时,需设置一组线圈来拟合磁控注入电子枪的磁场.为了提高设计效率,采用最小二乘法计算线圈参数,拟合电子枪磁场,计算结果用于34GHz双注磁控注入电子枪的仿真中,仿真结果表明:最小二乘法能够直接计算出拟合磁场的线圈组合,提高设计电子枪的效率;仿真的双注磁控注入电子枪电子速度零散小,横纵速度比适中,满足回旋管对电子枪的要求.     

基于转向核的单帧红外条纹非均匀性拟合校正算法

针对红外线列和非制冷型焦平面成像系统存在列向条纹非均匀性的现象,提出了一种基于转向核的单帧条纹非均匀性校正新算法。首先,根据图像边缘的梯度特性确定转向核邻域主方向和大小,然后将每列像素的转向核估计值作为该列像素的期望值,以列向条纹非均匀性作为约束进行最小二乘拟合,计算得到每列像元的校正参数,并以一定概率接受最小二乘拟合的结果。当误差函数满足事先设定阈值时,单帧图像的非均匀性校正完成。实验结果表明,该算法具有稳定的收敛性,与同类算法相比能够更有效抑制条纹非均匀性,并且能够保留更多的图像边缘信息。     

最小二乘法拟合大气激光雷达回波信号估算消光系数边界值

报道了一种使用最小二乘法拟合大气激光雷达回波信号，计算消光系数边界值的算法。对于无云层天气条件，利用最小二乘法对回波信号全程拟合获得大气消光系数边界值，在有云层天气下，先将激光雷达信号在大气中的传输光路分解为云层区和非云层区，忽略回波信号中的云层信息，并假设在非云层区大气近似均匀，利用最小二乘法拟合获得大气消光系数边界值。最后利用消光系数边界值求解激光雷达方程，反演获得大气消光系数，实际计算证明，用此算法可获得与实际更为接近的大气消光系数反演结果。     

基于Sigmoidal函数最小二乘拟合的一维图像边缘检测方法

在线阵CCD检测系统中,图像的边缘检测是关键技术之一。传统阈值比较法容易受到随机噪声的干扰,为了减少这种干扰,提出了一种基于Sigmoidal函数最小二乘拟合的一维图像边缘检测方法。利用Sigmoidal函数对图像边缘区域内所有点的灰度信息进行最小二乘拟合,能够有效避免单个信号点上的噪声对测量结果的影响。对拟合函数一阶求导,并寻找其一阶导数最大值对应点,该点即为图像的边缘位置。实验分别采用阈值比较法和基于Sigmoidal函数最小二乘拟合法,对采集图像的边缘位置检测结果进行比较,实验结果表明,基于Sigmoidal函数拟合方法稳定性好,具有较高重复精度,能够有效抑制系统随机噪声的影响,具有较好的检测效果。     

基于体外标志物的放疗患者位移监测方法

为提高放疗的治疗精度，需要实时监测放疗中患者病灶区域的位移。针对放疗过程中患者体表被热塑膜遮挡的特点，通过标志物的材质、形状等设计，最大限度地减少热塑膜遮挡对标志物定位精度的影响。首先根据标志物的颜色特征分割出热塑膜遮挡下的标志物并用凸包算法计算标志物的外轮廓；其次采用改进的最小二乘椭圆拟合算法拟合标志物外轮廓上的点并定位标志物；最后，基于标志物的位置特征匹配标志物并计算患者的位移值。通过搭建模拟实验平台多次实验，验证了该方法测量患者位移的精度是0.2 mm，帧频可以达到30 Hz，可以满足放疗中位移监测的实时性和精度要求。     

基于逐点移动最小二乘拟合的数字图像相关测量

为从数字图像相关方法得到的含噪位移场中提取到光滑、准确的应变场，引入移动最小二乘（MLS）拟合方法进行计算。针对MLS拟合方法对大量数据求解困难且求解不稳定的问题，提出逐点移动最小二乘（PMLS）拟合方法进行改进，以提高计算效率和稳定性。采用PMLS拟合方法对模拟实验在连续位移场和不连续位移场两种情况下拟合的应变场精度和可行性进行分析和验证，进而获取连续位移场实验和带裂缝实验两组实测数据图像的应变场。将PMLS拟合方法与经典的逐点最小二乘（PLS）法和MLS拟合方法进行对比。结果表明：所提方法的精度较PLS法得到有效提高，且在窗口较大时可提高16%以上；计算效率较MLS法提高27倍以上，并显著提高MLS法的稳定性；对于不连续位移场，能够有效解决不连续区域出现应变值失真的问题，证明了对不连续位移场的适用性。     

MEMS中一种改进的移动最小二乘曲面拟合亚像素位移测量算法

曲面拟合法求解亚像素位移是数字图像相关测量MEMS亚像素位移的主要方法之一,现在研究热点之一的移动最小二乘曲面拟合法有时可能会产生病态甚至奇异,影响位移的测量精度和稳定性。文章提出了一种改进的移动最小二乘曲面拟合算法。实验表明:与传统的拟合法相比,该拟合曲面更光滑、亚像素精度更高、稳定性更好、抗噪能力更强,能够有效应用到MEMS的位移测量中。     

基于卡尔曼预测的序列图像椭圆检测算法

为实现序列图像中的动态椭圆目标检测,采用数字图像坐标系下的卡尔曼滤波来预测图像中椭圆的待检测区域。设计了卡尔曼滤波器,对椭圆目标的运动参数（椭圆中心位置、速度以及加速度）进行跟踪从而可以预测下一帧图像中目标椭圆的待检测区域,缩小了图像中椭圆目标的搜索范围,提高了算法的实时性和鲁棒性。结合随机抽样一致理论和最小二乘拟合法设计了鲁棒性的椭圆检测算法,实现了序列图像中椭圆目标的快速、鲁棒检测。仿真结果及物理实验表明,本文算法能快速稳定的检测出序列图像中的椭圆目标。     

星载SAR多项式拟合插值处理及误差分析

在分析SAR Range-Doppler算法的基础上，给出了其sinc插值的多项式拟合简化算法，该算法可以在保持图像质量的情况下，较大地减少计算量。提出采用Taylor展开和最小二乘法来确定多项式系数的两种拟合方法，并给出了误差分析和比较。最后采用RADARSAT的实测数据对插值算法进行了验证，仿真结果证明，文中给出的插值方法，对于实时性要求较高的系统有重要意义，可以应用于SAR实时信号处理中。     

Savitzky-Golay平滑滤波器的最小二乘拟合原理综述

介绍了Savitzky-Golay滤波器的推导方法——多项式的最小二乘拟合法及其推导过程,以及如何由Savitzky和Golay提出的多项式卷积计算方法进行最小二乘拟合计算,对Savitzky-Golay滤波器的二维算法进行了简单介绍,对其一维和二维的MATLAB代码进行了分析处理,并将Savitzky-Golay滤波器同其他低通滤波器进行了简单比较,简要说明了其优势以及一些应用方向。     

GA/SDS结合最小二乘拟合的FBG图像解调算法

针对FBG图像解调中的核心问题通过计算FBG图像中光斑的位移变化达到计算FBG波长变化的目的,提出了一种GA/SDS结合最小二乘拟合的解调算法.采用GA/SDS算法对FBG图像进行像素级解调,兼顾了精度和速度的要求.在此基础上结合最小二乘拟合算法使解调精度达到亚像素级.实验结果表明:算法精度逼近理论值,速度可以满足实时性的要求.     

遗传规划和最小二乘法在数据拟合中的应用

为了分析和预测数据,需要预先确定其拟合函数模型.最小二乘法是一种常用的对测量数据进行数据拟合的方法,但当拟合函数模型未知时,该方法即失效.提出了一种联合遗传规划和最小二乘法寻求拟合模型的方法.利用遗传规划方法只需给出数据点及允许误差即可得到匹配的拟合函数式,并可对复杂函数式合理地简化.以此结果作为最小二乘法的拟合函数模型,进一步估计其中的参数,实现了对测量数据的更精确拟合.文中给出了应用实例,说明了本方法的有效性.