形状匹配

摘要： 为了在大视场图像上快速识别与定位螺钉,提出了一种形状匹配与YOLOv3相结合的螺钉识别与定位算法。在LINEMOD算法的基础上,使用金字塔分层匹配策略提升了在图像上的搜索效率。为应对大视场的使用场景,使用了YOLOv3目标检测网络来缩小需要遍历匹配的区域。针对螺钉表面反光而造成误匹配的情况,采用了一种区域投票的决策机制来剔除误匹配的点。实验结果表明该算法,较传统形状匹配算法,在大视场图像上的检测速度提高了10倍,能够达到每秒10帧的检测速度。在螺钉的识别与定位方面,算法表现出了很高的稳定性,定位精度可以控制在0.2mm以内,符合实际生产需求。

摘要： 基于传统图像处理的扣件检测方法在扣件定位方面存在定位不准、定位方法局限性较大等问题,在扣件识别方面的正确率也不高。而基于深度学习的扣件检测方法则需要大量的扣件样本作为训练集,训练效果难以保证。鉴于以上不足,提出一种基于改进形状匹配的扣件缺陷检测方法,该方法的一大优势是无需预先进行扣件定位,且匹配速度快、召回率高。该方法改进点主要包括:1)采用多模板匹配代替单模板匹配,以提高模板的多样性,进而提高扣件的匹配召回率;2)采用基于HALCON的形状匹配代替传统模板匹配,便于提高扣件的边缘检测效率,增强检测鲁棒性;3)提出扣件图片智能裁剪和模板库自动化更新算法,其中智能裁剪可裁剪出更加整齐而规范的数据集,模板库自动化更新算法可根据匹配的扣件数据集动态更新模板库。用轨道综合巡检车拍摄的扣件图片对该方法进行了实验验证。研究结果表明,在匹配阈值为0.75,模板库扣件数量为32的条件下,该改进方法对单张图片匹配时间为仅为0.18 s,检测召回率达到了98.15%。该改进方法高效且智能,具有较高的实用性、适用性和可行性,能够满足工务段日常维检的需要。

摘要： 随着计算机硬件和软件的快速发展,可变形软体角色的模拟在游戏和其他实时应用中的需求越来越多.骨骼动画一般采用线性混合蒙皮的方法,虽然简单快速但无法模拟脂肪抖动等软体效果.传统的基于力的方法虽然能带来极佳的视觉效果,但因其过高的计算成本而无法应用于实时的软件中.本文提出一种由骨骼驱动的软体角色动画的框架,能实时模拟角色在运动过程中脂肪抖动等动态效果.核心思想是将模型网格体素化,并将体素模型的运动分为两个步骤.首先对骨骼体素进行线性混合运动,然后利用形状匹配将运动平滑的传递到其他体素,从而驱动皮肤网格顶点的运动.经实验表明,该方法满足实时性能需求,具有视觉可信的模拟效果.

摘要： 各民族通过服饰中的图案纹样来表达自己丰富多彩的文化,这些图案纹样是识别各民族服饰的重要特征。本文通过提取民族服饰图案的外轮廓线,计算边缘各点到图案质心的距离构成形状特征函数,再计算模板图案与待识图案之间的相似性,得到民族服饰图案的形状特征,从而实现各种不同民族服饰图案的分类识别。将形状特征函数缩放到固定长度以解决尺度敏感的问题,并采用循环平移形状特征函数选取最佳匹配的方法来解决旋转敏感的问题。通过相关实验表明本文算法提取的形状特征具有平移不变形、尺寸不变形和旋转不变形,同时提取的形状特征能准确地识别出民族服饰图案的形状,具有很高的准确率和鲁棒性。

摘要： 基于矩方法及其理论,提出了一个基于几何矩的形状匹配算法,用于识别CAD模型中具有相似形状特征的几何体。该算法采用一组满足平移、旋转、缩放不变性的几何矩不变量对三维几何体的形状特征进行描述,并根据形状特征向量的相似程度评估几何体之间的相似性。为提高几何矩计算的准确性和效率,对CAD模型的三角面片数据进行了预处理,并采用递归算法实现各阶几何矩的快速计算。形状匹配算法被应用于CAE软件的相似几何体拾取中,能够通过GUI交互的方式实时拾取与目标几何体形状特征相似的几何体,取得了良好的应用效果。

摘要： 针对充电机器人插接充电枪的控制要求,提出了充电插座定位方法.采用九点标定法确定机器人OYZ平面偏移量与成像平面变化量之间的映射关系;通过示教确定标准拍摄位置、拍摄距离及充电插座的标准位置及其在采集图像中的像素坐标.定位时,激光测距仪确定充电插座相对标准位置的X轴距离变化量,同时机器人移动到检测拍摄位置,由单目视觉系统通过形状模板匹配和映射关系确定充电插座在OYZ平面的偏移量,最后,结合标准位置获得充电插座的空间位置.实验验证和样机测试表明,定位误差小于0.5 mm,成功率超过95％,准确性和可靠性满足充电机器人应用要求.

摘要： 基于矩方法及其理论,提出了一个基于几何矩的形状匹配算法,用于识别CAD模型中具有相似形状特征的几何体.该算法采用一组满足平移、旋转、缩放不变性的几何矩不变量对三维几何体的形状特征进行描述,并根据形状特征向量的相似程度评估几何体之间的相似性.为提高几何矩计算的准确性和效率,对CAD模型的三角面片数据进行了预处理,并采用递归算法实现各阶几何矩的快速计算.形状匹配算法被应用于CAE软件的相似几何体拾取中,能够通过GUI交互的方式实时拾取与目标几何体形状特征相似的几何体,取得了良好的应用效果.

摘要： 为实现机器人插接充电枪为电动公交车充电,研究充电机器人感知与控制系统.机器人通过激光测距仪和眼在手上的单目视觉感知充电孔位置,并采用可编程控制器(PLC)和工业控制计算机(IPC)协同控制.先示教确定标准拍摄位置、拍摄距离及充电孔的标准位置,再检测充电孔正负极边缘并创建匹配模板,应用形状匹配与机器人配合进行手眼标定.PLC采用状态转移法设计控制程序,通过IO输出机器人动作条件,IPC通过OPC通信读写PLC状态,通过TCP发送动作坐标到机器人控制器.实验和应用结果表明,定位误差＜0.5 mm,准确性和可靠性满足应用要求.

摘要： 利用视觉识别快递分拣成为主流,然而在识别快递主要特征信息时,因其所处背景的复杂多变,快递的摆放位置随意,导致识别效率较为低下.针对能够在复杂环境下也能较好快捷地识别快递的主要特征信息,提出了几何矫正优化定位目标区域以及图像处理参数的优化来抑制外界的干扰因素.通过图像预处理阶段的各种分析以及形状匹配,寻找目标区域的大致的位置,利用几何向量求取更为精确的位置关系后,再将优化定位后的目标区域图像以动态参数调整,以达到对环境的自适应调整.结果表明相较于没有优化时的结果,同一快递单号在任意角度摆放下,识别准确率提高了17％,不同快递单号任意摆放下的识别准确率提高了28.7％.数据表明,该方法能快速准确地定位识别三段码,具有更高的分拣准确度和稳定性,实现了预期目标.

摘要： 为解决工业应用中,普通工件在局部遮挡情况下难以精确定位的问题,提出局部遮挡条件下的普通工件定位检测算法.离线过程中,利用提取的模板图像轮廓角点特征和重采样后的轮廓点集,计算关键码值和形状描述子构建模板模型,建立几何哈希表(hash);在线过程中,计算实测关键码值在hash表中地址,利用投票机制对该地址下的形状描述子进行投票,实现目标匹配;基于匹配点对,基于Turkey权重函数和最小二乘平方差原理计算实测轮廓和模板轮廓间的仿射变换模型,实现目标精确定位.实验结果表明,当工件被局部遮挡,且发生平移、旋转变化时,可实现目标的精确定位.

摘要： 形状匹配是遥感图像目标识别、字符识别、手形识别和步态识别等任务中的关键步骤之一.针对刚体识别任务中形状匹配易受方向、尺度和位置等仿射变化量影响的情况,提出了一种新的基于极坐标区间运算的2D形状匹配算法.该算法首先以形状区域的中心点为极点,区域的最长轴方向为极轴,对形状区域进行归一化的极坐标变换;然后定义了同一角度对应的区域内点区间之间的运算;最后定义了两个区域归一化极坐标变换结果在区间运算下的相似度函数,用以表征两个区域之间的匹配度.从可见光遥感图像中提取的实物图像实验结果证明,该方法能够有效归类相似形状,并能区分各类不同的形状.

摘要： 轮廓点匹配是形状匹配的一种典型方法。在各种形变情况下,形状轮廓点的相邻关系往往比其他全局关系更稳定.本文在保持局部邻居结构的点匹配算法基础上,引入了邻居的权的概念.首先基于点到邻居的距离为每个点的邻居关系赋权,然后结合形状上下文距离把点匹配问题转化为有向属性关系图匹配问题,用松弛迭代法求解.引入邻居关系的权,使匹配不仅保持邻居集的一致性,同时还保持邻居之间的距离相对关系。实验证明,本文方法能够提高匹配效果,加快匹配算法收敛速度.

摘要： Web上基于内容的图象检索集基于内容的图象检索和Internet网络这两项技术于一体,它对图象媒体的广泛应用具有一定的实用价值,同时对图象处理技术如何适应网络要求又有一定的理论研究价值,本文研究了特征提取、分布运算、网络实现等Web上基于内容的图象检索的相关技术,建立了一个单机上的图象检索系统并用该系统检验了自己提出的图象检索方法.另外在Web上实现了使用该方法的图象检索,实践证明小波形状不变矩对图象的形状匹配具有较好的效果.

摘要： 表情变化是三维人脸识别面临的主要问题.为了克服传统刚性匹配算法无法解决表情的问题,本文提出一种新的基于形变的匹配方法.通过对传统匹配方法的深入分析,将传统姿势对齐的概念推广至表情形变,并利用径向基函数描述表情变化下人脸形状的改变.为了保持人脸类间形状差异,加入子区域约束来控制人脸形变的程度.最后利用形变模型实现人脸的识别.在FRGC v2人脸数据库的实验表明改进后的算法能显著提高算法的精度.

摘要： 表情变化是三维人脸识别面临的主要问题.为了克服传统刚性匹配算法无法解决表情的问题,本文提出一种新的基于形变的匹配方法.通过对传统匹配方法的深入分析,将传统姿势对齐的概念推广至表情形变,并利用径向基函数描述表情变化下人脸形状的改变.为了保持人脸类间形状差异,加入子区域约束来控制人脸形变的程度.最后利用形变模型实现人脸的识别.在FRGC v2人脸数据库的实验表明改进后的算法能显著提高算法的精度.

摘要： 表情变化是三维人脸识别面临的主要问题.为了克服传统刚性匹配算法无法解决表情的问题,本文提出一种新的基于形变的匹配方法.通过对传统匹配方法的深入分析,将传统姿势对齐的概念推广至表情形变,并利用径向基函数描述表情变化下人脸形状的改变.为了保持人脸类间形状差异,加入子区域约束来控制人脸形变的程度.最后利用形变模型实现人脸的识别.在FRGC v2人脸数据库的实验表明改进后的算法能显著提高算法的精度.

摘要： 表情变化是三维人脸识别面临的主要问题.为了克服传统刚性匹配算法无法解决表情的问题,本文提出一种新的基于形变的匹配方法.通过对传统匹配方法的深入分析,将传统姿势对齐的概念推广至表情形变,并利用径向基函数描述表情变化下人脸形状的改变.为了保持人脸类间形状差异,加入子区域约束来控制人脸形变的程度.最后利用形变模型实现人脸的识别.在FRGC v2人脸数据库的实验表明改进后的算法能显著提高算法的精度.

摘要： 一种高速地图匹配方法。该地图匹配方法使用被分为层(a、b、c)的道路网络上的道路网络数据。该网络包括由从低级道路网络提取的网络组成的高级道路网络。将最高级层(a)中的道路网络与示出目标道路的形状的形状向量相匹配。如果在最高级层(a)的道路网络中没有与该形状向量匹配的候选道路，则将另一层(b或c)中的道路网络与形状向量来匹配，以识别目标道路。作为交通信息的对象的大多数目标道路可以通过使用最高级层(a)的道路网络进行地图匹配来识别，并且允许高速的地图匹配。

摘要： 本申请公开一种灌注生物反应器系统，具有内腔和具有相匹配孔隙率的支架，以平衡通过生物反应器的流体流动。可以使用增材制造技术或其他制造技术制造支架，以匹配缺损(例如，面部骨骼异常)的几何形状。内腔以相似的方式制造，并具有与支架形状相匹配的空腔，以在与支架组装在一起时形成统一的结构。通过匹配支架和内腔的形状，消除了生物反应器内部体积内的自由空间。干细胞可以流过生物反应器并附着在支架上，然后进行培养以生长组织移植物。

摘要： 一种离子注入系统(100)，包括：离子源(116)，构造为产生沿着射束路径(136)的离子束(104)；位于该离子源的下游的质量分析器(130)，其中，该质量分析器构造为对该离子束进行质量分析；和射束互补孔洞(330)，位于该质量分析器的下游且沿着该射束路径，该射束互补孔洞具有对应于该离子束的横截面射束包络的尺寸和形状。

摘要： 本发明公开了一种基于标定点检测和形状灰度模型匹配的医学图像分割方法，属于医学影像分析技术领域。该方法首先基于大量的样本图像及其标注结果，构建同时具有形状与灰度信息的参数化图谱；基于卷积神经网络创建解剖学特征点检测模型，并利用样本图像及其标注结果对模型进行训练；利用形状灰度模型的匹配与神经网络的预测结果，实现图谱与目标图像之间的高精度配准以及器官映射。本发明利用了图像区域的变形场表征模型的形状变化、引入了对灰度信息的建模以及解剖特征点的引导，在保证分割精度的同时提升了算法的鲁棒性，使其能够适用于不同噪声条件与对比度的医学图像。

摘要： 本发明提供一种形状层级描述、平均形状和动态形状计算及形状匹配方法，所述形状层级描述方法包括设定第一子层形状描述的极角间隔,并提取描述图像中物体的边缘特征的初始边缘点集；根据所述初始边缘点集确定第一子层形状描述的参考点和极轴，再根据所述初始边缘点集中方向与任意所述极角间隔的整数倍方向最接近的两个原始边缘点确定边缘点，从而确定各所述边缘点组成的第一子层形状描述。本发明所述形状层级描述方法进行形状描述则能够较好的保留物体形状信息且对平移旋转和尺度变换不敏感。

摘要： 本发明公开了一种曲线匹配方法及目标物体的形状匹配方法，属于计算机图形图像处理领域。其中，曲线匹配方法首先对给定的两个曲线进行均匀采样得到采样点，在每个采样点局部构建坐标系及局部立方体，局部立方体中包含了采样点的邻域点。然后，对立方体进行等间距剖分得到多个小立方体，并设计小立方体的标号方法，邻域点所在立方体的字母构成采样点局部形状字符串。最后，每个采样点局部形状字符串构成曲线字符模式，利用字符串匹配技术对曲线字符模式进行匹配，从而得到曲线的匹配关系。本发明提出的曲线匹配方法，能够快速有效的确定曲线的匹配关系，无需计算采样点的微分几何量，具有效率高、自动化程度高及准确度高的优点。

摘要： 本发明提供一种形状层级描述、平均形状和动态形状计算及形状匹配方法，所述形状层级描述方法包括设定第一子层形状描述的极角间隔,并提取描述图像中物体的边缘特征的初始边缘点集；根据所述初始边缘点集确定第一子层形状描述的参考点和极轴，再根据所述初始边缘点集中方向与任意所述极角间隔的整数倍方向最接近的两个原始边缘点确定边缘点，从而确定各所述边缘点组成的第一子层形状描述。本发明所述形状层级描述方法进行形状描述则能够较好的保留物体形状信息且对平移旋转和尺度变换不敏感。

摘要： 本发明公开一种结合骨架特征点和形状上下文的形状匹配方法及装置，其方法包括：对两幅图像中的每幅图像进行去除噪声处理，各得到滤波后的平滑图像；采用OTSU方法对平滑图像进行目标分割，获得二值目标图像；对二值目标图像进行骨架提取，获得骨架特征点，并根据骨架特征点获取所有的骨架端点；并对二值目标图像进行边缘检测，提取所有的边缘点；基于形状上下文描述子，根据骨架端点与边缘点建立直方图；根据相似性度量准则和直方图对两幅图像进行形状匹配。与基于形状上下文的形状匹配方法相比，本发明由于采用骨架特征点，在保持较高的匹配性能的基础上，其复杂度大大降低，为后续实现实时、鲁棒、准确的跟踪提供基础。

摘要： 本发明公开了一种曲线匹配方法及目标物体的形状匹配方法，属于计算机图形图像处理领域。其中，曲线匹配方法首先对给定的两个曲线进行均匀采样得到采样点，在每个采样点局部构建坐标系及局部立方体，局部立方体中包含了采样点的邻域点。然后，对立方体进行等间距剖分得到多个小立方体，并设计小立方体的标号方法，邻域点所在立方体的字母构成采样点局部形状字符串。最后，每个采样点局部形状字符串构成曲线字符模式，利用字符串匹配技术对曲线字符模式进行匹配，从而得到曲线的匹配关系。本发明提出的曲线匹配方法，能够快速有效的确定曲线的匹配关系，无需计算采样点的微分几何量，具有效率高、自动化程度高及准确度高的优点。

摘要： 本申请公开了形状匹配方法、装置、计算机设备以及存储装置，涉及机器视觉技术领域。形状匹配方法通过确定第二图像金字塔的第N层图像的边缘概率位置掩模图像，根据第一图像金字塔的第N层图像的边缘点的数量及分布范围信息、以及第二图像金字塔的第N层图像的边缘概率位置掩模图像，确定第二图像金字塔的第N层图像的概率匹配位置掩模图像；以第二图像金字塔的第N层图像的概率匹配位置掩模图像描述的全部概率匹配位置所在区域作为第二图像金字塔的第N层图像的目标匹配区域，继而根据目标匹配区域完成后续的匹配运算。本申请能减少计算量，加快匹配速度。