检索结果-内蒙古大学图书馆

光电工程 2021年第7期48卷 63-74页

作者：邢生平蔡宁林斌浙江大学现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心浙江杭州310027

离焦抖动技术有效避免了商用投影仪引入的非线性效应,能够实现高速动态测量,但是离焦后的二值抖动条纹和标准正弦条纹并不完全贴近,测量过程中会有一定的偏差。针对这个测量误差问题,本文提出一种基于改进二进制蚁群算法的优化方法,从... 详细信息

离焦抖动技术有效避免了商用投影仪引入的非线性效应,能够实现高速动态测量,但是离焦后的二值抖动条纹和标准正弦条纹并不完全贴近,测量过程中会有一定的偏差。针对这个测量误差问题,本文提出一种基于改进二进制蚁群算法的优化方法,从相位域对二值离焦抖动技术进行优化改进,较好地提高测量精度。通过对小尺寸二值块的优化替代整个优化过程,提高优化效率。仿真和实验结果证明:本方法在不同离焦情况下都能实现有效的三维测量。

关键词：二值图像改进二进制蚁群算法抖动三维形貌获取

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基于无人机多源图谱融合的水稻稻穗表型监测

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农业工程学报 2022年第9期38卷 162-170页

作者：万亮杜晓月陈硕博于丰华朱姜蓬许童羽何勇岑海燕浙江大学华南工业技术研究院浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州310058 农业农村部光谱检测重点实验室杭州310058 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室杭州310027 沈阳农业大学信息与电气工程学院沈阳110866 辽宁省农业信息化工程技术研究中心沈阳110866

稻穗表型是表征水稻生长状况和产量品质的关键参数,稻穗表型的准确监测对于大田精准管理和水稻智慧育种具有重要意义。无人机图谱数据已被广泛用于水稻生长监测,然而大部分研究主要集中在水稻的营养生长阶段,针对抽穗期和成熟期稻穗表... 详细信息

稻穗表型是表征水稻生长状况和产量品质的关键参数,稻穗表型的准确监测对于大田精准管理和水稻智慧育种具有重要意义。无人机图谱数据已被广泛用于水稻生长监测,然而大部分研究主要集中在水稻的营养生长阶段,针对抽穗期和成熟期稻穗表型监测方面的研究非常有限。因此,该研究利用无人机多源图谱数据进行水稻稻穗表型监测研究,分析了不同氮肥梯度和生长时期对稻穗表型的影响,构建了稻穗覆盖度、生物量以及倒伏等监测模型。结果表明,不同生长时期和氮肥梯度的稻穗表型呈现显著差异,稻穗覆盖度与图像特征高度相关。利用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)回归模型能够从可见光图像中准确识别稻穗,计算的穗覆盖度与实际标记值高度相关,决定系数(coefficient of determination,R^(2))为0.87,将此结果与多光谱图像反射率融合,利用随机森林(Random Forest,RF)回归模型可以提高稻穗覆盖度的评估精度,R^(2)为0.93,相对均方根误差(relative Root Mean Square Error,rRMSE)为9.47%。融合可见光图像的颜色和纹理以及多光谱图像的光谱反射率改善了穗生物量的评估精度,R^(2)高达0.84,rRMSE为8.68%,此模型能够在不同种植年间迁移,进一步利用模型更新添加10%新样本能够改善模型迁移能力。基于PSO-SVM分类模型,联合可见光图像的颜色和纹理以及多光谱图像的光谱反射率也准确地识别稻穗倒伏,准确率达99.87%。上述研究结果证明了无人机遥感用于水稻稻穗表型监测的可行性,可为作物精准管理和智慧育种提供决策支持。

关键词：无人机模型可见光图像多光谱图像水稻稻穗倒伏机器学习表型

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基于离散粒子群抖动优化的高质量三维形貌测量

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中国激光 2019年第10期46卷 238-245页

作者：蔡宁陈浙泊林斌曹向群浙江大学现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心浙江杭州310027 浙江大学台州研究院浙江台州318000

离焦抖动优化技术不仅能消除投影仪的非线性误差,而且不受投影仪刷新率的限制。然而抖动算法本质上只是一个简单的矩阵变换,导致离焦后的二值抖动条纹并不完全接近正弦条纹,产生了一定的测量误差。基于此,提出了一种基于离散粒子群算法... 详细信息

离焦抖动优化技术不仅能消除投影仪的非线性误差,而且不受投影仪刷新率的限制。然而抖动算法本质上只是一个简单的矩阵变换,导致离焦后的二值抖动条纹并不完全接近正弦条纹,产生了一定的测量误差。基于此,提出了一种基于离散粒子群算法的优化方法,对二值离焦抖动技术进行优化。为了加快优化过程,用二值块的优化来代替整个二值图案的优化,然后再利用正弦条纹图案的周期性和对称性,将二值块拼成一个完整的图案。仿真和实验结果表明:所提方法在不同的离焦程度下,都能获得高质量的测量结果。

关键词：测量三维图像获取二值图像粒子群优化抖动

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基于阈值优化抖动算法的高质量三维形貌测量

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光子学报 2019年第8期48卷 10-18页

作者：孟森森蔡宁林斌浙江大学现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心杭州310027 浙江大学台州研究院浙江台州318000

针对离焦二元编码技术中条纹图案的高次谐波分量会引入测量误差的问题,提出了一种通过阈值优化抖动算法生成二元图像的方法.引入参数γ动态调整阈值,考虑图像不同像素灰度值对抖动算法的影响,改善离焦后抖动图像条纹的正弦性.仿真和实... 详细信息

针对离焦二元编码技术中条纹图案的高次谐波分量会引入测量误差的问题,提出了一种通过阈值优化抖动算法生成二元图像的方法.引入参数γ动态调整阈值,考虑图像不同像素灰度值对抖动算法的影响,改善离焦后抖动图像条纹的正弦性.仿真和实验结果表明:在引入参数γ=50时,离焦后的阈值优化抖动算法条纹具有更好的正弦性;相比传统Floyd-Steinberg抖动算法,在条纹周期为40pixel时,该方法所得相位均方根误差减小0.0137rad,且对模型凹陷突变区域成像更清晰,显著提高了物体表面还原的图像质量.

关键词：结构光离焦相移法阈值优化 Floyd-Steinberg抖动算法

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基于几何约束的自适应相位解包裹算法

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光子学报 2019年第8期48卷 92-99页

作者：李雯蔡宁林斌曹向群浙江大学现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心杭州310027 浙江大学台州研究院浙江台州318000

提出一种通过相机和投影仪的空间几何约束来展开相位包裹的方法,只需要对结构光投影测量系统进行标定,不需要进行传统的时间或空间相位展开.通过投影单周期条纹得到物体的大致高度信息以确定虚拟深度平面,在虚拟平面z0min处,根据结构光... 详细信息

提出一种通过相机和投影仪的空间几何约束来展开相位包裹的方法,只需要对结构光投影测量系统进行标定,不需要进行传统的时间或空间相位展开.通过投影单周期条纹得到物体的大致高度信息以确定虚拟深度平面,在虚拟平面z0min处,根据结构光系统的标定参数创建最小绝对相位图,物体的包裹相位逐像素与进行比较,即确定条纹级数,实现相位解包裹.该方法具有良好的鲁棒性,对硬件要求低,采集图像少并且不需要额外的物体来获得z0min,能够实现自适应动态测量.实验结果表明,在同等条件下,与传统时间相位展开方法相比,该方法的相对误差降低了14.33%,同时简化了测量方法,能够有效实现物体的三维形貌测量.

关键词：相位解包裹自适应测量相移法三维图像重构结构光标定几何约束

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基于遗传算法相位抖动优化的高质量二值条纹产生方法

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光子学报 2019年第8期48卷 44-53页

作者：蔡宁陈浙泊林斌曹向群浙江大学现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心杭州310027 浙江大学台州研究院浙江台州318000

采用遗传算法在相位域对抖动算法产生的二值条纹图案进行优化,同时,为了解决遗传算法的耗时问题,用对二值块的优化来代替整个条纹图案的优化.实验结果表明:本文方法对不同离焦量具有鲁棒性,能极大改善抖动算法的测量质量;在轻度离焦、... 详细信息

采用遗传算法在相位域对抖动算法产生的二值条纹图案进行优化,同时,为了解决遗传算法的耗时问题,用对二值块的优化来代替整个条纹图案的优化.实验结果表明:本文方法对不同离焦量具有鲁棒性,能极大改善抖动算法的测量质量;在轻度离焦、中度离焦和重度离焦的情况下,相位均方根误差分别由1.493,1.209,0.989rad,减小到0.972,0.749,0.603rad.

关键词：三维二值图像测量遗传算法优化

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基于正弦相位编码的相机离焦标定

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光子学报 2018年第7期47卷 62-70页

作者：杨浩蔡宁林斌曹向群浙江大学现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心杭州310027 浙江大学台州研究院浙江台州318000

分析了光学系统离焦状态对基于正弦光栅的结构光相位的影响.基于正弦结构光相位与相机对焦状态无关的性质,提出了一种利用相移法正弦结构光编码显示面板对离焦相机进行标定的方法.使用Floyd-Steinberg Dithering算法消除了显示面板gamm... 详细信息

分析了光学系统离焦状态对基于正弦光栅的结构光相位的影响.基于正弦结构光相位与相机对焦状态无关的性质,提出了一种利用相移法正弦结构光编码显示面板对离焦相机进行标定的方法.使用Floyd-Steinberg Dithering算法消除了显示面板gamma变换带来的结构光相位计算误差.实现了相机在离焦状态下对标定物特征点的准确提取.标定结果重投影误差为0.17pixels.相机焦距的标定误差在0.39%以内.与传统方法相比提高了标定精度,为具有特殊成像范围的相机的标定提供了一种解决方案.

关键词：相机标定离焦相位匹配相移法摄影设备

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适用于离焦状态相机的相位编码标定方法

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光电工程 2018年第7期45卷 82-90页

作者：杨浩蔡宁林斌曹向群浙江大学现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心浙江杭州310027 浙江大学台州研究院浙江台州318000

现阶段通用的相机标定方法需要使用者提供准确的标定板特征点像素坐标。但对某些成像位置特殊的相机而言,一般标定物(如长宽在厘米级别的标定板)的使用范围在其清晰成像范围之外。使用这些相机拍摄一般标定物,只能得到离焦的模糊图像,... 详细信息

现阶段通用的相机标定方法需要使用者提供准确的标定板特征点像素坐标。但对某些成像位置特殊的相机而言,一般标定物(如长宽在厘米级别的标定板)的使用范围在其清晰成像范围之外。使用这些相机拍摄一般标定物,只能得到离焦的模糊图像,无法准确提取特征点像素坐标。本文分析了光学系统离焦状态对基于正弦光栅的结构光(简称正弦结构光)相位的影响。利用正弦结构光相位与相机对焦状态无关的性质,提出了一种利用相移法正弦结构光编码的方法,对标定物上特征点进行相位编码,实现了相机在离焦状态下的标定。经过实验验证,标定结果焦距长度与真实值之间最大偏差为0.47%,最大像素重投影误差为0.17 pixels。该方法为具有特殊成像范围的相机的标定提供了一种解决方案。

关键词：相机标定对焦相位匹配相移法摄影设备

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适用于快速三维形貌测量的二元结构光编码优化方法

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光电子．激光 2017年第5期28卷 503-509页

作者：石磊陈波熊义可林斌曹向群浙江大学现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心浙江杭州310027 浙江大学昆山创新中心苏州江奥光电科技有限公司江苏昆山215347

为避免多级灰度值编码所带来的非线性问题,并进一步提高测量速度和适应性,提出了一种二元阶梯相位编码方法。首先,利用传统N步相移法,投影若干幅正弦光栅条纹到待测物体表面,接着投影若干幅相移条纹对应的采用二值化编码的条纹;在通过... 详细信息

为避免多级灰度值编码所带来的非线性问题,并进一步提高测量速度和适应性,提出了一种二元阶梯相位编码方法。首先,利用传统N步相移法,投影若干幅正弦光栅条纹到待测物体表面,接着投影若干幅相移条纹对应的采用二值化编码的条纹;在通过四步相移法求得光栅条纹的包裹相位后,利用二值编码条纹解调后得到的阶梯相位,确定光栅条纹的周期级次;最终根据周期级次对包裹相位进行解包裹得到绝对相位,完成相位去包裹。利用二值化条纹进行阶梯相位编码的方法,克服了传统阶梯相位编码方法使用多级灰度值引起的非线性问题。实验结果表明,以单通道投影图像数目为标准,在同等条件下,与已有的同类方法相比,本文方法的测量速度提高了12.5%,且适应性强,能够有效地进行物体的三维形貌测量。

关键词：二元编码结构光阶梯相位三维形貌测量

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利用自体荧光成像量化分析牙菌斑（英文）

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光谱学与光谱分析 2017年第7期37卷 2311-2316页

作者：陈超佳劳玮炜林斌陈庆光朱海华曹向群陈晖浙江大学现代光学仪器国家重点实验室国家光学仪器工程技术研究中心浙江杭州310027 浙江大学医学院口腔医学系浙江杭州310027 杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院浙江杭州310018 浙江大学医学院附属口腔医院浙江杭州310027

牙菌斑是造成龋病及牙周病的主要因素之一,通过检测牙齿表面牙菌斑含量多少能在一定程度上了解牙齿健康程度,对口腔健康的维护有重要意义。利用牙菌斑与牙齿组织自体荧光光谱的差异性,本文设计了一套便携式的基于自体荧光成像的检测系统... 详细信息

牙菌斑是造成龋病及牙周病的主要因素之一,通过检测牙齿表面牙菌斑含量多少能在一定程度上了解牙齿健康程度,对口腔健康的维护有重要意义。利用牙菌斑与牙齿组织自体荧光光谱的差异性,本文设计了一套便携式的基于自体荧光成像的检测系统。(1)该系统以中心波长为405nm的LED作为激发光源,辅以中心波长520nm的长波通滤光片提高系统信噪比,CCD作为感光器件;系统采集荧光图像后,根据成像结果分析牙面上牙菌斑含量。(2)设计了验证实验采集受试者牙齿图像,并以牙菌斑百分比作为量化牙菌斑多少的指标。实验结果表明荧光图像菌斑百分比与Turesky改良的Quigley-Hein菌斑指数的Spearman等级相关系数为0.944,牙齿荧光图像牙菌斑百分比与染色图像牙菌斑百分比的Pearson相关系数为0.875。由此可见,文中的检测系统具有较好的准确性,而且因为采用光学检测方法,具有非侵入性且可重复性,所以它有广阔的临床应用前景,有望成为家用口腔健康的检查手段。

关键词：牙菌斑量化自体荧光牙菌斑百分比荧光成像

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