刚体变换下基于轮廓的多传感器图像配准算法 被引量：5

1

作者 陈桂友 徐胜男 +1 位作者 李振华 钟麦英 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期1169-1173,共5页

提出了一种基于轮廓的多传感器图像配准算法,输入图像之间的几何变换假设为刚体变换。该配准算法的特点是根据匹配轮廓对的质心和长轴计算配准参数,克服了传统的基于特征的图像配准算法控制点检测与匹配的问题,算法鲁棒性较高。首先提... 提出了一种基于轮廓的多传感器图像配准算法,输入图像之间的几何变换假设为刚体变换。该配准算法的特点是根据匹配轮廓对的质心和长轴计算配准参数,克服了传统的基于特征的图像配准算法控制点检测与匹配的问题,算法鲁棒性较高。首先提取输入图像中的明显轮廓,然后对提取的轮廓进行匹配,并将其中匹配的开轮廓对转化为闭合轮廓对,然后根据所有闭合轮廓对的质心和长轴估计配准参数。实验结果表明,所提算法能精确解决输入图像之间仅存在旋转和平移情况时的图像配准问题。 展开更多

关键词 图像配准 刚体变换 轮廓 质心 长轴

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基于轮廓的刚体变换模型下多源图像配准算法 被引量：1

2

作者 徐胜男 李振华 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2004年第S1期170-171,共2页

提出了一种刚体变换下基于轮廓的多源图像配准算法。首先提取待配准图像中的明显轮廓 ,然后对提取后的轮廓进行轮廓匹配。对于匹配后的开轮廓对 ,通过把开轮廓的两个端点用直线段连接的方法将开轮廓对转化为闭合轮廓对。最后求取闭合轮... 提出了一种刚体变换下基于轮廓的多源图像配准算法。首先提取待配准图像中的明显轮廓 ,然后对提取后的轮廓进行轮廓匹配。对于匹配后的开轮廓对 ,通过把开轮廓的两个端点用直线段连接的方法将开轮廓对转化为闭合轮廓对。最后求取闭合轮廓对中闭合轮廓的质心并作为控制点 ,根据控制点计算配准参数。 展开更多

关键词 图像配准 刚体变换 轮廓 多源图像

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基于恒定动量矢量的快速大形变微分同胚非刚体标记点集匹配算法 被引量：2

3

作者 赵键 鲁敏 张军 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1714-1722,共9页

目前经典的基于微分同胚非刚体变换的标记点匹配算法虽然克服了以往非微分同胚变换方法不能处理大形变非刚体变换的问题,但是普遍存在时空复杂度较高,算法收敛速度较慢以及匹配精确性和变换光滑性不能兼顾等问题.针对这些问题,本文提出... 目前经典的基于微分同胚非刚体变换的标记点匹配算法虽然克服了以往非微分同胚变换方法不能处理大形变非刚体变换的问题,但是普遍存在时空复杂度较高,算法收敛速度较慢以及匹配精确性和变换光滑性不能兼顾等问题.针对这些问题,本文提出了一种新的基于恒定动量矢量的快速大形变微分同胚非刚体标记点集匹配算法,该方法利用拉格朗日坐标系下的恒定动量矢量以及时间依赖的多尺度再生核来构造速度矢量场,然后采用基于规则化控制参数的确定性退火机制来搜索最优动量矢量,从而得到最终的微分同胚变换形变场.最后实验验证了本文所提新算法能使匹配的精确性和变换的光滑性达到较好的平衡兼顾,而且也较大程度地降低了算法的时间复杂度以及空间复杂度. 展开更多

关键词 大形变微分同胚非刚体变换 标记点集匹配 拉格朗日坐标 恒定动量矢量 多尺度再生核 确定性退火

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点云配准中初始变换的快速优化求解算法 被引量：3

4

作者 罗楠 王泉 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期69-74,共6页

处理点云配准中初始对齐参数的求解问题旨在快速估计两帧数据间的刚体变换矩阵,给出精确的初始对齐.通过分析刚体变换的欧氏不变特征,提出一种距离差分矩阵算法,在尽量保留正确匹配的同时快速剔除点云数据的显著错误匹配.随后采用最小... 处理点云配准中初始对齐参数的求解问题旨在快速估计两帧数据间的刚体变换矩阵,给出精确的初始对齐.通过分析刚体变换的欧氏不变特征,提出一种距离差分矩阵算法,在尽量保留正确匹配的同时快速剔除点云数据的显著错误匹配.随后采用最小二乘后向方法经少量迭代从剩余的匹配集中估计出准确的刚体变换参数.算法中的阈值参数根据点云分辨率自适应决定,消除了人为设定的不便和误差.针对多个数据集的测试表明,该算法可以快速有效地剔除误差匹配,求解出更优的初始变换,增强点云配准的精度和效率. 展开更多

关键词 点云配准 刚体变换 距离差分矩阵 特征匹配 最小二乘后向方法 点云分辨率

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基于注意力机制的传感器标定算法

5

作者 张志强 熊风光 +2 位作者 孔煜 申超凡 胡明月 《计算机工程与设计》 北大核心 2025年第5期1494-1502,共9页

针对传感器标定算法当中存在的特征提取不充分、跨模态特征关联不可靠的问题,提出一种基于注意力机制的传感器标定算法。融合多尺度特征信息,增强特征的语义信息;利用注意力模块进行不同模态间的特征关联,完成特征匹配;通过参数回归模... 针对传感器标定算法当中存在的特征提取不充分、跨模态特征关联不可靠的问题,提出一种基于注意力机制的传感器标定算法。融合多尺度特征信息,增强特征的语义信息;利用注意力模块进行不同模态间的特征关联,完成特征匹配;通过参数回归模块计算旋转和平移参数,获得预测的外部参数,代表初始外在参数和真实外在参数的误差。实验结果表明,提出的算法比RegNet等方法具有更好的标定性能和泛化能力,特别是平移预测的误差平均值相较于对比方法中最好的结果提升了2.03 cm的精度。 展开更多

关键词 三维点云 RGB图像 深度学习 外部标定 激光雷达 刚体变换 注意力机制

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基于霍夫直线检测与二维透视变换的图像校正恢复算法 被引量：18

6

作者 田文利 《电子测量技术》 2017年第9期128-131,共4页

为了解决当前文档图像场景变换随机性较强,存在目标边缘检测和图形转换不准确的问题,导致图像校正质量较低的不足,分别从霍夫直线检测与二维透视变换的角度出发,提出了基于霍夫直线检测与二维透视变换的文档图像校正恢复技术。首先,根... 为了解决当前文档图像场景变换随机性较强,存在目标边缘检测和图形转换不准确的问题,导致图像校正质量较低的不足,分别从霍夫直线检测与二维透视变换的角度出发,提出了基于霍夫直线检测与二维透视变换的文档图像校正恢复技术。首先,根据聚类分割与形态学处理,得到包含文档目标在内的二值图像,达到去除噪声干扰的目的。然后,基于霍夫直线检测,计算文档边缘直线坐标,耦合二值图像目标轮廓,建立文档直线检测算子。最后,综合平移变换、仿射变换和刚体变换,构建二维透视变换矩阵,重新分配图像坐标,达到图像校正转换的目的。实验测试结果显示,与当前图像校正机制相比,校正技术拥有更高的图像恢复质量与抗干扰性。所提算法具有理想的校正恢复质量,在二维码识别等领域具有重要应用价值。 展开更多

关键词 目标边缘检测 图像校正 霍夫直线检测 二维透视变换 刚体变换

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一种非刚体医学图像配准算法应用研究

7

作者 贾彦国 宋晓飞 +2 位作者 李恒智 许慎洋 刘晴 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2009年第7期2793-2795,共3页

刚体配准在许多情况下不能满足临床需要,因为很多形变的性质是非刚体、非线性的。为此,提出一种薄板样条函数点约束和互信息相结合的配准算法,先全局粗配准,然后用互信息技术局部校正。实验证明该算法具有较好的配准效果。

关键词 非刚体变换 薄板样条 罚函数 互信息

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主轴变换在三维MRI图像校准中的应用 被引量：1

8

作者 蔡利海 龙志祎 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第24期74-77,共4页

文章主要讨论了如何把主轴变换法应用于三维MRI图像的校准中,重点研究了MRI图像与标准模板的校准。在MRI与标准模板匹配时,为了提高算法的效率和精度,首先将主轴法确定的旋转参数作为仿射变换的三个旋转参数初始估计值,然后对图像做灰... 文章主要讨论了如何把主轴变换法应用于三维MRI图像的校准中,重点研究了MRI图像与标准模板的校准。在MRI与标准模板匹配时,为了提高算法的效率和精度,首先将主轴法确定的旋转参数作为仿射变换的三个旋转参数初始估计值,然后对图像做灰度最小平方差的校准,实验表明取得了很好的效果。文章最后深入分析了图像的背景噪声对主轴变换法的影响以及使用分割法去除背景噪声的利弊。 展开更多

关键词 图像校准 主轴变换 刚体变换 仿射变换 MRI图像

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圆结构光系统深孔圆度测量方法研究 被引量：2

9

作者 陈振亚 马卓强 +4 位作者 李翔 沈兴全 杨尚进 苗鸿宾 卢传杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期194-200,共7页

圆结构光系统测量深孔(通孔)圆度时存在激光器、相机和深孔难以保持平行或同轴的问题,导致无法测量准确的圆截面,从而产生系统误差。搭建了基于圆结构光的测量系统,分析了系统误差的产生机理并提出了一种基于圆结构光系统测量圆度的方法... 圆结构光系统测量深孔(通孔)圆度时存在激光器、相机和深孔难以保持平行或同轴的问题,导致无法测量准确的圆截面,从而产生系统误差。搭建了基于圆结构光的测量系统,分析了系统误差的产生机理并提出了一种基于圆结构光系统测量圆度的方法,可对系统误差进行一定补偿:首先,获取待测深孔的内表面高分辨率三维点云,拟合点云轴线,通过刚体变换将三维点云变换到深孔轴线与相机光轴平行的位置;然后,选定一个测量截面,搜索该截面上的点和与该截面范围较近的点作为圆度评定点;最后,采用网格搜索算法完成圆度评定。测量实验的结果表明,该方法对于圆度误差的补偿效果良好,其中测量不确定度为4.78μm。 展开更多

关键词 圆结构光 圆度测量 刚体变换 误差补偿

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基于Morse-Smale拓扑特征的文物碎片拼接算法 被引量：13

10

作者 袁洁 周明全 +1 位作者 耿国华 张雨禾 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期1486-1495,共10页

针对计算机辅助文物虚拟复原中由于破损文物断裂部位边缘受损而引起的轮廓线不能充分表示断裂面几何特征的问题,提出了一种基于断裂面拓扑特征的破碎文物自动拼接算法.首先,定义碎片模型顶点显著度指标函数,提取断裂面特征点,依据Morse-... 针对计算机辅助文物虚拟复原中由于破损文物断裂部位边缘受损而引起的轮廓线不能充分表示断裂面几何特征的问题,提出了一种基于断裂面拓扑特征的破碎文物自动拼接算法.首先,定义碎片模型顶点显著度指标函数,提取断裂面特征点,依据Morse-Smale复形理论构建并简化断裂面的几何拓扑图;然后,通过定义基准点与0值面,从而计算目标点的对应高度差值,将拓扑图中四边形曲面构造成为能完整表示断裂面几何特征的特征描述符,并根据凹凸互补性计算初始特征四边形匹配集的误差,筛选出最优匹配集;最后,采用四元组方法计算旋转、平移矩阵,利用穷举搜索法实现碎片的精确拼接.实验结果表明,该方法针对断裂部位边缘受损的破碎文物模型可获得较满意的拼接效果. 展开更多

关键词 Morse-Smale复形 刚体变换 特征描述符 四元数 穷举搜索

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基于轮廓线特征点的交互式文物拼接 被引量：12

11

作者 周明全 袁洁 +1 位作者 耿国华 张雨禾 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1597-1606,共10页

针对计算机辅助文物虚拟复原中断裂部位受损而引起的几何特征丢失问题,提出一种结合表面纹饰信息与轮廓线上特征点的交互式破损文物拼接算法。首先,通过生成拉普拉斯线得到碎片表面的纹饰特征和断裂部位表面轮廓线。领域专家根据纹饰特... 针对计算机辅助文物虚拟复原中断裂部位受损而引起的几何特征丢失问题,提出一种结合表面纹饰信息与轮廓线上特征点的交互式破损文物拼接算法。首先,通过生成拉普拉斯线得到碎片表面的纹饰特征和断裂部位表面轮廓线。领域专家根据纹饰特征的连续性标记表面约束点,再采用Douglas-Peucker算法提取断裂部位轮廓线上的特征点;然后,结合特征点至约束点的距离、特征点与邻接点的内角以及相邻特征点的欧氏距离构造能有效表示断裂部位拼合关系的特征点描述符,同时定义匹配度函数从而获取特征点匹配对集合;最后,采用四元组方法计算刚体变换矩阵,实现碎片的精确拼合。实验结果表明,拼合时间节省了约13%~16%,拼合误差小于1mm。该方法避免了传统的断裂面拼合方法因数据量大带来的高时间代价,可快速有效地实现破损文物碎片模型的虚拟复原。 展开更多

关键词 虚拟复原 交互式算法 拉普拉斯线 DOUGLAS-PEUCKER算法 刚体变换

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基于几何特征的点云配准算法 被引量：18

12

作者 王蕊 李俊山 +1 位作者 刘玲霞 罗蓉 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期768-773,共6页

为了有效地解决不存在明确对应关系的点云配准问题,提出了一种基于点云几何特征的配准算法。首先以点云的曲率为联系特征,搜索配准点云的匹配对集合;然后利用邻域特征对各匹配对进行相似性度量,提取有效配准对,并引入刚体变换中向量几... 为了有效地解决不存在明确对应关系的点云配准问题,提出了一种基于点云几何特征的配准算法。首先以点云的曲率为联系特征,搜索配准点云的匹配对集合;然后利用邻域特征对各匹配对进行相似性度量,提取有效配准对,并引入刚体变换中向量几何性质剔除其错配对,生成点云初变换;最后采用ICP算法对点云初配结果进行优化,实现点云精确配准。仿真实验结果表明:该算法具有较高的配准精度,且配准时间较短,是一种可行的点云配准算法。 展开更多

关键词 点云 曲率 配准 刚体变换

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基于小靶标拼接的大视场摄像机标定方法 被引量：7

13

作者 霍炬 杨宁 +1 位作者 杨明 董文博 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1474-1479,共6页

为了解决在大视场摄像机高精度标定中大尺寸靶标难以制作加工的问题,提出了一种基于小靶标拼接的大视场摄像机标定方法。该方法将小靶标在摄像机视场内多个位置进行摆放,通过各个小靶标之间的刚体变换,并考虑拼接过程中存在的约束条件,... 为了解决在大视场摄像机高精度标定中大尺寸靶标难以制作加工的问题,提出了一种基于小靶标拼接的大视场摄像机标定方法。该方法将小靶标在摄像机视场内多个位置进行摆放,通过各个小靶标之间的刚体变换,并考虑拼接过程中存在的约束条件,将各个小靶标拼接成一个覆盖整个摄像机视场的大靶标,然后使用该大靶标对大视场摄像机进行标定。仿真和实际实验表明该方法标定精度与使用实际大靶标进行标定时标定精度相当,能够实现对大视场摄像机的高精度标定。 展开更多

关键词 摄像机标定 大视场 刚体变换 小靶标

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一种实用的基于证据积累的图像曲线粗匹配方法 被引量：11

14

作者 赵训坡 胡占义 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期357-367,共11页

该文提出了一种基于证据积累的图像曲线粗匹配方法,比较有效地解决了将图像中提取的一条曲线(较短)与一条参考曲线(较长)相匹配的问题.该方法具有如下特点:(1)通过实验发现曲线上两点之间的直线距离较它们之间的曲线距离对噪声等误差更... 该文提出了一种基于证据积累的图像曲线粗匹配方法,比较有效地解决了将图像中提取的一条曲线(较短)与一条参考曲线(较长)相匹配的问题.该方法具有如下特点:(1)通过实验发现曲线上两点之间的直线距离较它们之间的曲线距离对噪声等误差更鲁棒;基于此,在参考曲线上选取可能的匹配曲线段时,利用首尾点的直线距离作为主要匹配标准,大大提高了算法的鲁棒性;(2)将证据积累的思想应用到控制点的匹配上,有效地去除了错误的控制点和不必要进行匹配的曲线段,在提高算法鲁棒性的同时极大地降低了算法的计算复杂度;(3)在传统的Hausdorff距离计算中引入高斯概率统计模型,使其更适合作为实际应用中评价两条曲线匹配程度优劣的一种度量.大量卫星影像及数码相机照片实验证明了该匹配方法的有效性和实用性. 展开更多

关键词 曲线匹配 最小二乘(LS) 证据积累 刚体变换

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改进的尺度迭代最近点配准算法 被引量：10

15

作者 赵夫群 周明全 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第1期146-150,共5页

针对点云配准中的尺度和收敛速度问题,提出一种改进的尺度迭代最近点(scaling iterative closest point,SICP)算法。在ICP算法中加入带边界的尺度矩阵,解决点云配准中尺度变换的问题;引入动态迭代因子,自动调整配准过程中的刚体变换参数... 针对点云配准中的尺度和收敛速度问题,提出一种改进的尺度迭代最近点(scaling iterative closest point,SICP)算法。在ICP算法中加入带边界的尺度矩阵,解决点云配准中尺度变换的问题;引入动态迭代因子,自动调整配准过程中的刚体变换参数,在不影响算法的精度和收敛方向的前提下,减少迭代次数,提高算法的收敛速度。实验结果表明,与ICP算法和SICP算法相比,改进的SICP算法能够更好地解决含尺度因素的点云配准问题,是一种更加精确、快速的尺度点云配准算法。 展开更多

关键词 点云配准 迭代最近点 尺度矩阵 动态迭代系数 刚体变换

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三维点云配准算法的研究 被引量：4

16

作者 王新 刘永山 +2 位作者 朱代春 刘新 张小潮 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2016年第6期524-531,共8页

本文针对现有配准算法精度较低且适用范围有限的问题,提出了基于几何特征和RANSAC思想的粗配准算法以及基于点的邻域几何特征的迭代配准算法。该配准算法依据点的邻域曲率值提取两个点云的关键点集。配准过程中采用RANSAC算法的思想,每... 本文针对现有配准算法精度较低且适用范围有限的问题,提出了基于几何特征和RANSAC思想的粗配准算法以及基于点的邻域几何特征的迭代配准算法。该配准算法依据点的邻域曲率值提取两个点云的关键点集。配准过程中采用RANSAC算法的思想,每次采样中,利用FPFH特征来搜索对应点,并结合刚体变换不变量进一步约束,提高对应关系的准确性。经多次采样后,利用两点云一致性程度来选择最优的变换作为最终的变换关系。精配准过程依据最近点搜索法和点的几何特征初步确定候选点对,并结合本文提出的5维描述子和刚体变换不变量剔除错误的点对,提高对应关系的准确性,加快算法的收敛速度。 展开更多

关键词 粗配准 几何特征 精配准 刚体变换

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一种基于虚拟三角形的图像自动配准方法 被引量：3

17

作者 吕金建 文贡坚 李德仁 《信号处理》 CSCD 北大核心 2008年第5期737-741,共5页

图像配准是图像处理和分析的关键技术之一。本文提出了一种基于虚拟三角形的图像自动配准方法来处理具有全局刚体变换的图像配准问题。该方法主要分三步:首先采用改进的Harris算子从参考图像和待配准图像中分别提取角点特征,将每三个角... 图像配准是图像处理和分析的关键技术之一。本文提出了一种基于虚拟三角形的图像自动配准方法来处理具有全局刚体变换的图像配准问题。该方法主要分三步:首先采用改进的Harris算子从参考图像和待配准图像中分别提取角点特征,将每三个角点顺次连接起来构成一个虚拟三角形;然后运用刚体变换模型下匹配虚拟三角形对全等的准则找到全等性最好的一对虚拟三角形,利用它们的对应顶点求解刚体变换模型参数的初始值;最后根据刚体变换模型参数的初始值和一个预设的门限得到所有的匹配角点特征,通过它们求得最终的刚体变换模型参数。实际图像实验结果表明:本文提出的图像自动配准方法是正确和有效的,并具有较高的配准精度。 展开更多

关键词 特征提取 虚拟三角形 特征匹配 刚体变换 图像自动配准

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多特征提取与匹配矩阵驱动的点云配准 被引量：2

18

作者 刘磊 熊风光 +3 位作者 尹宇慧 郭锐 薛红新 韩燮 《计算机工程与设计》 北大核心 2023年第5期1419-1426,共8页

针对三维点云配准时容易受到噪声、奇异值等不利因素影响的问题,提出一种多特征提取与匹配矩阵驱动的点云配准方法。利用多特征提取模块提取稳健的关键点和关键点的局部几何特征;分别计算出关键点的特征匹配矩阵和空间匹配矩阵,并对二... 针对三维点云配准时容易受到噪声、奇异值等不利因素影响的问题,提出一种多特征提取与匹配矩阵驱动的点云配准方法。利用多特征提取模块提取稳健的关键点和关键点的局部几何特征;分别计算出关键点的特征匹配矩阵和空间匹配矩阵,并对二者进行融合,提高正确匹配点对的概率;在前两方法的驱动下,利用加权奇异值分解计算点云间的刚体变换矩阵,降低噪声和奇异值等因素对配准的影响。实验结果表明,所提方法与现有的点云配准方法相比,具有更高的配准精度和较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 三维点云 多特征提取 局部几何特征 匹配矩阵 匹配点对 加权奇异值分解 刚体变换

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尺度空间图像的互信息与配准 被引量：1

19

作者 黎燕 樊晓平 +1 位作者 李刚 黄芳 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第23期178-182,共5页

提出基于多尺度图像的互信息测度的配准方法,主要讨论这种方法的性能。提出这种方法的主要目的是在保证这种方法的准确性和鲁棒性的同时加快配准速度,并且具有强抗噪性。将这种方法在MR图像和CT图像上进行检验。这是首次将属性尺度空间... 提出基于多尺度图像的互信息测度的配准方法,主要讨论这种方法的性能。提出这种方法的主要目的是在保证这种方法的准确性和鲁棒性的同时加快配准速度,并且具有强抗噪性。将这种方法在MR图像和CT图像上进行检验。这是首次将属性尺度空间与互信息结合,实验表明多尺度图像的互信息测度是一种行之有效的配准方法。 展开更多

关键词 配准 归一化互信息 尺度空间 刚体变换

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基于关键点精确配对的点云曲面匹配方法 被引量：2

20

作者 宁小娟 李春旭 +3 位作者 王嘉豪 唐婧 王映辉 金海燕 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1169-1182,共14页

针对基于特征的点云曲面匹配方法在关键点匹配时匹配效率低和精度不够的问题,提出了一种基于关键点精确配对的点云曲面匹配方法。通过采用基于曲率信息的改进3D-SIFT(3D scaleinvariant feature transform)算法,提取点云数据的关键点;... 针对基于特征的点云曲面匹配方法在关键点匹配时匹配效率低和精度不够的问题,提出了一种基于关键点精确配对的点云曲面匹配方法。通过采用基于曲率信息的改进3D-SIFT(3D scaleinvariant feature transform)算法,提取点云数据的关键点;将关键点处的FPFH(fast point feature histograms)特征描述以及模型中心点到关键点的向量与模型主趋势的夹角作为约束条件,获取精确的关键点匹配点对集合;求解刚体变换参数实现模型曲面的初始匹配;使用ICP(iterative closest point)算法进行二次优化,实现模型曲面的精确匹配。实验表明:该方法既能解决关键点匹配精度问题,又能很好地解决匹配效率的问题。 展开更多

关键词 尺度不变特征变换 快速点特征直方图 主趋势 刚体变换参数 迭代最近点

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