基于曲面曲率和RLDA的3D掌纹识别方法

提出一种新的3D掌纹识别方法,利用掌纹曲面的3D曲率信息提高当前2D掌纹识别算法的精确度和鲁棒性。首先因曲率是3维物体的重要表征,能够与视点无关地表现曲面的局部形状,不管手掌发生旋转或者平移,曲率信息都是稳定的,因此提取3D掌纹的均值曲面曲率特征来刻画3D掌纹的曲面特征;继而获得3D掌纹映射到2D空间上的灰度图像——均值曲率图像(MCI);然后在获得的MCI上采用正则化的LDA(RLDA)方法来进行二次特征抽取,以消除传统线性判别分析(LDA)应用于识别时存在的小样本问题和优化准则函数并不直接与识别率相关等问题。实验结果表明,所提出的方法相比与传统的LDA、PCA、ICA、LPP等方法有更高的精度和速度。     

一种类圆形图像目标分割方法的研究

研究工业视觉识别系统与图像处理有密切关系.针对类圆形图像背景和目标在色彩和灰度上相近难以准确分割的问题,为了提供精确图像目标,提出了一种新型的类圆形目标分割方法.采用带方向的序贯滤波和方向边缘检测,有效去除背景干扰信息;边缘检测的结果填充后进行图像投影,据此得到待分割目标的大致区域,再次滤波得到较佳的预分割结果;采用中心扫描算法,接合投影曲线完成粗分割,得到边缘曲线;最后根据边缘曲率对边缘线进行矫正,实现了类圆形目标的完整提取.通过实验表明,对灰度相近的图像能进行有效提取,避免了阈值法的局限性,提高了类圆形目标分割的完整性和精确度.     

基于局部曲面拟合的散乱点云简化方法

随着数据获取手段的进步,散乱点云数据在三维重建中获得越来越广泛的应用,然而庞大的数据量往往影响重建的效率。现有简化算法中采用的曲率计算方法精度不高,导致模型特征模糊。本文在分析曲面特征的基础上给出了一种曲面特征的定量描述方法。该方法采用局部曲面拟合得到曲面在一点处的近似曲面,然后用法曲率在360度范围内的平均值代替平均曲率来描述曲面在一点处的特征。简化时采用K-D树剖分点云数据,根据子节点所包含的采样点数、空间区域大小和曲面特征大小控制简化过程。实验结果表明,该方法能够更好地保持曲面的几何特征,从而证明了算法的有效性。     

保形参数四次插值算法

利用四次的Bézier曲线段构造了GC2连续的参数四次插值样条曲线,该样条曲线是保形的和局部的,且计算十分简单,所有的Bézier点由型值点和曲率直接计算产生,避免了求解矢量方程.最后,给出了一个数值实例.     

平均曲率运动的三种实现方案的比较研究

讨论了曲率运动演化方程的三种数值方案:离散中值滤波方案、显式水平集方案和半隐式水平集方案的原理与算法,并对它们的效率、精度以及旋转不变性等性能进行了对比实验研究.结果表明,半隐式加性算子分裂(AOS)算法相对于另两种方案性能上明显占优.     

鲁棒的高阶双边滤波去噪算法

提出了一种统一的局部高阶双边滤波算法.与传统的双边滤波去噪算法不同,该算法通过引入鲁棒统计理论获得模型表面较为准确的几何属性;进而在曲率空间中对包含主曲率和Frenet标架的表面几何属性进行各向异性的滤波,既有利于保持模型的细节,又能保证曲面的光滑性;与此同时,优化各个顶点的法向;最后在优化后的几何属性引导下,在几何空间中进行高阶双边滤波去噪.实验结果表明,即使在大噪声的情况下,该算法仍然能够有效地保持模型细节,避免模型的收缩和顶点漂移.     

图形匹配算法在公式发现理论FDD中的应用

传统的经验公式发现理论FDD虽采用启发式搜索,但随着函数库的扩大,仍存在函数的组合爆炸现象.根据复合函数曲线仍然具有原函数图形特征的性质,提出了从函数曲线的图形特征入手,采用图形匹配的新方法,将各类初等函数的曲线图形作为搜索库元素,用Hausdorff距离匹配法将目标函数曲线与搜索库元素进行匹配.实验结果表明,该方法能够快速有效地搜索到原型函数,提高了算法的搜索效率.     

可展曲面上G^2连续的曲线插值方法

根据微分几何理论,给出一种可展曲面上G2连续的曲线插值算法.构造一等距对应将可展曲面展成平面,从而将原问题转化为通常的平面上的曲线插值问题.在R2上利用二次三角B样条曲线插值型值点列,无需反算控制顶点,证明了所得的可展曲面上的插值曲线是G2连续的.理论推导和实例均表明,该算法具有推广应用的广阔前景.     

基于曲率的灰度图像拼接研究

在图像处理过程中,经常需要对剪切后的图像碎片进行拼接,提取灰度图像碎片的边界,计算出边界上各离散点处的曲率,每条边界上各点处的曲率构成了信号序列,分段计算两个信号序列的相关系数.由于曲率的位移不变性和旋转不变性,两条切口上各吻合点处的曲率理论上相等.本文验证了当相关系数取得最大值时,两条切口恰好吻合,从而实现灰度图像的自动拼接.     

基于三次样条插值的数值曲率计算

应用基于“not—a—knot”边界条件的三次样条插值函数计算曲率,给出了5点等距条件下求中心节点处数值曲率的计算公式及其收敛性分析,并描述了相应的数值算法。