基于成像机理和人类认知的异源图像匹配新方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61473148
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0609.认知与神经科学启发的人工智‍能
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

There is an urgent requirement for high reliable multi-sensor images matching algorithm which is used for all-weather scene navigation and guidance. Starting from the imaging principle and the human's cognition mechanism for multi-sensor image, this project researched a novel multi-sensor images matching algorithm based on salient edges formed between objects of different material. According to the forming mechanism of salient edges, a novel salient edges detection method was proposed based on possibility fuzzy C-means clustering and segmentation. According to the idea of data reduction and the principle that kernel-space is linear separable, its rapid calculation was researched. On this basis, in order to fundamentally solve impact on the matching caused by noises such as local mutation and edge burr, a salient edge description method was put forward on the basis of data compression-Douglas-Peucker algorithm. In view of edge deformation caused by different angle of view and affine transformation, this project described the feature based on local scale, this describing method has invariance to deformation, rotation and scale. Then non-uniform sampling method was used to fuse local information and global information, which is not affected by initial point. In order to further improve the matching reliability, a contour matching algorithm was raised based on improved DTW by scratchable latex path constraint conditions. This project will provide a general practical theory and core method for high reliable multi-sensor images matching.
国家对面向全天候景象导航制导的红外、可见光和雷达图像间高可靠匹配方法有着迫切需求。本申请突破常规借鉴可见光图像匹配思想研究异源图像匹配的局限性,首次从成像原理和人类对其认知机理根本点入手,探索研究基于不同材质对象间粗大边缘的异源图像匹配新理论与新方法。根据粗大边缘形成机理,提出一种基于模糊C均值聚类鲁棒分割对象再提取其粗大边缘的新方法,同时借用数理分析中的数据约减方法大幅降低聚类分割特征空间数据量以提高实时性。另提出将数据压缩领域中具有去噪特点的道格拉斯-普克抽稀算法引入到边缘概貌描述中,以从根本上解决边缘局部突变和毛刺等噪声对匹配稳健性的影响。针对视角形变、几何变换和残缺对匹配的影响,提出基于局部距离相似稳定的抗形变和旋转的特征表征新方法,并采用非均匀采样法融合局部与全局信息以达到抗残缺和初始点无关性,又提出基于九宫格约束的DTW粗大边缘最优化匹配方法,以期得到一种可行的高可靠匹配方法。

结项摘要

针对同一地物的异源图像成像机理和成像条件不同,难以获得图像在灰度、亮度、颜色等特征上共性特征的问题,从人类对异源图像的认知规律入手,提出了一种稳定性好、可靠性高的粗大轮廓异源图像匹配新算法。.针对现有边缘检测算法很难快速准确地提取出实际含噪声的异源图像粗大边缘问题,研究粗大边缘形成机理,提出了一种基于核空间PFCM聚类的异源图像粗大边缘检测新方法。计算灰度和纹理特征值,并以此构建二维特征空间,根据数据约减思想,压缩参与聚类的数据集,根据核空间的线性可分思想,将约减后的样本空间映射到高斯核空间,进而采用FKPFCM算法对图像分割,以此对边缘轮廓记性跟踪。.针对现有轮廓匹配算法难以稳健地处理局部轮廓匹配及不同拍摄视角或非相似变换引起的一定形变问题,根据局部轮廓结构在产生形变时具有相对稳定性的规律,以及一个好的轮廓描述方法需要融合轮廓局部和全局信息的主流思想,研究了基于局部尺度特征的轮廓描述算法。.针对线性轮廓匹配算法匹配效果不佳以及存在几何变换或者一定程度形变的两轮廓之间并不是一对一线性关系的问题,从非线性动态规划理论出发,将轮廓匹配问题转化为最优化问题。.根据优化路径的线性度需满足采样特性需要的问题,研究了基于九宫格路径约束的DTW匹配算法。实验表明,该算法对存在几何变换及一定形变的异源图像整体和局部匹配具有较好的稳健性,匹配准确率平均约为92%,较HD算法提高了30%,较传统DTW算法提高了26%。.以上基础研究工作,为地形匹配、自主导航系统、导弹等武器的精确制导、光学和雷达的图像模板跟踪、天气预报、病理诊断研究等需求提供了理论支撑和方法指导。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(6)
一种鲁棒的运动目标阴影去除及修复算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    计算机与现代化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张泽宏;徐贵力;徐扬;程月华;王正盛
  • 通讯作者:
    王正盛
联合判别性低秩类字典与稀疏误差 字典学习的人脸识别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国图形图像学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔益峰;李开宇;胡燕;徐贵力;王平
  • 通讯作者:
    王平
三次特征值问题的迭代shift-and-invert Arnoldi算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    应用数学与计算数学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王正盛;左钱;张敏;慕黎明;徐贵力
  • 通讯作者:
    徐贵力
computing pseudospecta using augmented block Householder Arnoldi iteration.
使用增强块 Householder Arnoldi 迭代计算伪频谱。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    应用数学与计算数学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘旭东;王正盛;徐贵力.
  • 通讯作者:
    徐贵力.
A curvature salience descriptor for full and partial shape matching
用于完全和部分形状匹配的曲率显着描述符
  • DOI:
    10.1007/s11042-018-5929-1
  • 发表时间:
    2018-04
  • 期刊:
    Multimedia Tools & Applications
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Wang Zhengbing;Xu Guili;Cheng Yuehua;Guo Ruipeng;Wang zhengsheng
  • 通讯作者:
    Wang zhengsheng

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其他文献

摄像机标定方法研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计算机技术与发展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张铖伟;王彪;徐贵力
  • 通讯作者:
    徐贵力
无人机导航场景中立体匹配算法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    航空兵器
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周龙;徐贵力;李开宇;王彪;田裕鹏;陈欣
  • 通讯作者:
    陈欣
基于马尔科夫专家场的泊松噪声图像去噪方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    浙江大学学报(工学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾真;董文德;徐贵力;朱士鹏
  • 通讯作者:
    朱士鹏
EPnL:一种高效且精确的PnL问题求解算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    自动化学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王平;何卫隆;张爱华;姚鹏鹏;徐贵力
  • 通讯作者:
    徐贵力
基于Census变换和改进自适应窗口的立体匹配算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    航空学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周龙;徐贵力;李开宇;王彪;田裕鹏;陈欣
  • 通讯作者:
    陈欣

其他文献

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AI项目思路

AI技术路线图

徐贵力的其他基金

中远距离视觉位姿测量系数矩阵奇异性机理和“视野角”参数化新方法研究
  • 批准号:
    62073161
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于红外视觉的无人飞行器全天候自动精确着陆导引新方法研究
  • 批准号:
    60974105
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    31.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
空间飞行器机载测控系统的芯片级故障诊断与自主修复技术研究
  • 批准号:
    90505013
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    34.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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