基于等间距平行线区域填充算法

多边形区域填充的递归种子填充算法存在一个点多次进入堆栈和扫描线种子填充算法重复判断大量像素点的缺陷,为此提出一种基于等间距平行线区域填充新算法,首先采用Douglas-Peuker算法对复杂多边形化简,其次采用等间距平行线绘制多边形区域,最后计算每条平行线经过内点的个数及相应的行列值,完成区域填充。实验数据验证,该算法填充效率良好,无需对内点重复判断,特别适合于多边形嵌套的区域填充。     

多边形裁剪的新算法——多边形与窗口相互裁剪法

多边形裁剪是计算机图形处理及辅助设计的典型课题之一。国内外已发表的多边形剪裁法已有多种。本文提出的多边形与矩形窗口之间互为裁剪窗口进行裁剪的一种算法，它不需要进行任何判别就能实现多边形裁剪。算法的特点是计算方法简便、计算速度快、占用内存少、应用方便。这种算法已在IBM——PC机上运行，并取得良好效果。它还可应用于有关2维几何造型及装配图绘制的CAD软件包巾。     

应用解析法计算路基横断面的面积

利用绘制路基横断面的有关数据,首先计算出路基横断面图形各拐点的坐标,然后根据闭合多边形利用各拐点坐标求面积的计算公式,导出几种不同类型路基横断面面积计算公式,并按计算公式,编制出适用于PC-1500型电子计算机的应用程序,在计算中只要输入有关数据,即能迅速的计算出各路基横断面的面积和全路线的土石方工程量。利用此法即可改变过去绘制横断面图和量测的工序,只需将野外实测的路基横断面左、右侧的坡度值和横断面设计有关要求输入计算机,即可得到横断面面积和土石方数量。     

基于粒子群算法的LED植物光源最优光照区域确定

针对LED植物光源光照分布的不均匀问题,首先建立了红、蓝光LED组合分布的植物光源阵列光照度分布及光照均匀度模型。综合考虑照明区域的光照均匀性及面积大小2个因素,构建出光照区域优劣评价函数,以矩形结构的LED植物光源为例,应用粒子群算法确定出最优的光照区域。在光照均匀性与面积2个因素的影响比重为7∶3条件下,得到了最优区域是光照平面中央位置面积为21.5462cm×18.1cm的矩形区域,红、蓝光均匀度均达到了0.862 2。与采用传统方法模拟的光照度分布情况对比,结果表明:应用粒子群算法确定LED植物光源的最优光照区域的方法是有效可行的,并且能够自动实现寻优功能。该方法可为LED光源下植物最优培养区域的自动跟踪提供重要的技术支撑。     

求解任意多边形区域二维偏微分方程的小波精细积分法

张量积小波数值法方法具有自适应性和较高的精度,但只适合求解定义在矩形区域的偏微分方程。将小波精细积分法与虚拟区域法相结合,构造了一种求解定义在任意多边形区域的二维偏微分方程的新小波数值方法。小波函数的紧支撑性降低了虚拟区域法的计算工作量。该方法可为求解定义在不规则区域上的工程动力学模型提供参考。     

基于改进DTW算法的海岛水鸟鸣声识别应用研究

采用梅尔倒谱系数(MFCC)为特征参数、路径约束改进的动态时间规整(DTW)算法进行模式识别和分类,建立海岛水鸟鸣声分类识别系统。在MATLAB环境下对浙江省舟山市五峙山列岛自然保护区中的红隼、黑尾鸥、蛎鹬等8种海岛水鸟的鸣声进行识别和分类仿真模拟。通过调整时间规整函数,将传统DTW算法的搜索区域由原来的矩形区域减小为面积较小的平行四边形,使得计算量大幅减小,从而减少计算所需内存空间和识别时间,同时提高系统识别效率。仿真结果显示8种鸟类的平均识别率为88.75%,平均识别时间为1.63s,相比于传统DTW算法,识别率高了7.5%,速度提高24.18%。     

土地面积测量仪的数学原理

利用微积分中关于平面区域的面积公式导出了2种情形下的多边形面积的计算方法,从而揭示了某类面积测量仪的数学原理,同时对研制新的面积测量仪提供了启发。     

图像拼接技术在茶树病虫害防治研究中的应用

为较好地实现茶树全景图像的拼接,针对图像拼接过程中存在同名点检测时间长、非同名点基数大的问题,提出一种顾及排列顺序的图像拼接算法。该算法以基准图像为起始,采用相关性原理,以矩形块为计算单位,提取图像间相关区域;后序图像区域提取基于前序图像区域位置计算;最后在目标区域中完成同名点检测,并实现特征匹配、图像配准与融合。试验结果表明,顾及排列顺序的图像拼接算法基于目标区域提取同名点能有效地减少非同名点数量,缩短同名点查找以及特征匹配时间,能够有效提高图像配准速度并实现茶树全景图像的无缝拼接。     

基于多孔介质模型的网格畸变屏特性研究

以圆形管道内垂直于来流的圆形和环形网格畸变屏为研究对象,通过基于多孔介质模型的Reynolds-averaged Navier-Stokes方程对其产生的流场进行计算分析,得到了圆形管道内网格畸变屏特性的规律性结果,并通过了风洞实验的验证。计算和实验的结果均表明,在圆形管道内,相同面积比的圆形和环形网格畸变屏对流场的作用规律基本相同;具有相同压力损失系数的网格畸变屏的面积比越大,其后亏损区和非亏损区的速度越高;相同面积比的网格畸变屏的压力损失系数越大,其后亏损区与非亏损区域的速度差越大。     

水稻叶片几何参数图像视觉测量方法研究

提出了一种基于图像视觉原理的水稻叶片几何形态参数测量计算方法,通过图像分割处理,统计参考物与目标叶片面积的像素数,计算叶片面积;通过求取参考物和目标叶片的最小外接矩形方法,计算叶片的长度和宽度值;利用基于4个方向模板运算的距离变换算法对茎叶夹角图像进行骨架信息提取,利用Hough变换对提取的骨架信息进行直线检测,并进行茎叶夹角计算。结果表明,该方法能够精确、快捷地对水稻叶片几何形态参数进行测量计算,与手工测量比较,叶片面积计算误差小于5%,长宽误差小于0.67%,茎叶夹角误差小于2%,能满足农学研究的要求。     

稻米垩白度测定特征值提取的算法研究

为了改进传统的稻米垩白度计算方法操作困难、准确率低等不足,提出了一种稻米垩白度测定特征值提取的新算法。该算法利用图像处理软件和积分学的相关理论计算稻米米粒的面积和垩白区域的面积,进而计算稻米垩白度,大大提高了算法的精准度,为稻米品质评价指标体系的建立打下了基础。     

基于可见光光谱的幼龄沉香图像分割与特征提取研究

为促进数字图像处理技术在珍贵树种营养分析中的高效应用，以幼龄沉香为研究对象，运用大津法与K-Means算法分别对试验获取的幼龄沉香可见光图像进行分割，对2种分割算法进行比较研究。基于图像分割结果，提取R、G、B等8种颜色特征并进行主成分分析，同时计算沉香图像的最小外接矩形的矩形度RE。结果表明，1）大津法与K-Means算法均可实现对多张幼龄沉香可见光图像的分割，大津法较K-Means算法分割速度快，但分割精度小于K-Means算法，在具体分割时应根据实际需要对2种算法进行选择。2）提取的8种颜色特征的3个主成分累计贡献率可达到99%，可作为颜色特征；最小外接矩形的矩形度RE能够表达沉香轮廓内面积CA与最小外接矩形面积LA的比值，可作为形状特征，将这种特征因子用于构建沉香微量元素含量预测模型，有利于缩短建模时间并提高模型的精度。综上所述，研究结果可促进数字图像处理技术在珍贵树种营养诊断中的进一步发展，为精准林业提供参考。     

基于BDS和角度检测的不规整田块旋耕作业质量监测与试验

为精准监测不平整田块的旋耕耕深并准确测量不规整田块的作业面积,进而分析旋耕作业质量。在对拖拉机旋耕机组进行运动分析和仿真的基础上,通过线性回归建立基于拖拉机提升臂角度和车身倾角的综合耕深监测模型。基于BDS(BeiDou Navigation Satellite System,北斗卫星导航系统)采集旋耕机组的作业轨迹,将耕深数据和缓冲区算法结合,筛选有效作业轨迹并建立多段缓冲区,通过Vatti算法裁剪合并分段缓冲区,并使用多边形面积公式计算旋耕有效作业面积,进一步分析计算重耕率、漏耕率。为了验证该旋耕作业面积测算方案的精度,通过LabVIEW整合处理BDS和多种传感器的数据,搭建旋耕作业质量监测系统,并进行田间试验。田间试验结果表明：耕深测量系统的最大误差为6.6mm,在最佳耕深区间的平均误差为3.6mm,满足耕深监测需求。对于不规整田块,有效作业面积测量算法的面积相对误差均值为0.27%,优于基于全程作业轨迹和幅宽的传统面积测量算法的相对误差均值7.5%,且不受田块形状和旋耕路线的影响,可对旋耕有效作业面积进行精确计算。经田间试验验证,拖拉机旋耕作业质量监测系统能有效适应不规整田块,...     

棱柱体截面几何和力学特征量的规则算法

从对一个顶点在坐标原点的三角形几何特征量计算出发，提出计算棱柱形结构体截面几何特征量和力学特征量的规则计算方法。几何特征量包括面积、面积矩和惯性矩；力学特征量包括重量、静力矩和转动惯量。它较之习惯算法，规则算法适用性广和便于计算机运算。     

三角剖分法对地籍面积量算的思考尝试

[目的]检验在微观领域的三角剖分法在宏观上的适用性,从而在地籍面积量算中得以应用。[方法]提出具体算法,再举一实例,将该方法计算结果,与已用经典微积分算法求得的精确解进行比较。[结果]用三角剖分法计算椭圆面积取得了较好的效果,可以满足土地面积量算精度要求。[结论]可将三角剖分法应用于土地面积量算,对数字化的土地面积计算有较好的应用前景。     

基于HALCON软件与HSV模型的树木检测算法研究

针对半自动液控变割幅坐骑式割草机在工作时,操作人员不能准确目测前方树木的间距而无法确定当前割草机的割幅的情况,提出了1种基于HALCON软件及HSV[H表示色调(hue),S表示饱和度(saturation),V表示明度(value)]颜色空间的树木检测算法。利用HALCON算子将原RGB[R表示红色(red),G表示绿色(green),B表示蓝色(blue)]图像转换到HSV空间后,分析H和S分量的灰度直方图,对其进行对比度增强处理,并运用动态阈值法分别分割出大体目标区域并求出并集,再依次运用连通域处理、形态学操作、目标区域提取、矩形度过滤等后续处理,提取出树木的完整轮廓。最后运用MER(最小外接矩形)算法生成树木轮廓的最小外接矩形,为后续的树木间距测量等工作奠定基础。     

棱柱体截面几何和力学特征量的规则算法

从对一个顶点在坐标原点的三角形几何特征量计算出发，提出计算棱柱形结构体截面几何特征量和力学特征量的规则计算方法，几何特征量包括面积、面积矩和惯性矩，力学特征量包括重量，静力矩和转动惯量，它较之习惯量，它较之习惯算法，规则算法适用性广和便于计算机运算。     

基于红外检测的原木自动化锯切翻转机锯切策略及锯切角度分析

为提高原木锯切装备的自动化程度和加工效率,同时保证原木锯切的出材率,设计了基于红外检测的原木自动化锯切翻转概念样机,分析了原木锯切策略和锯切角度算法,并搭建了原木外轮廓检测装置试验台来对上述计算算法进行验证。原木外轮廓检测装置采用红外测距传感器检测原木任意横截面外轮廓上均匀分布的8点位置参数,这8个点组成的多边形可近似表征原木截面的外轮廓,轴向不同截面的近似八边形轮廓用Weiler-Atherton算法裁剪,并进一步用最小二乘法将裁剪得到的多边形拟合成椭圆形的有效利用区域。结果表明,拟合椭圆与原木小头截面外轮廓形状的吻合度较高,依据该拟合椭圆提出的锯切策略和锯切角度计算方法,对于弯曲度和锥度较小的原木锯切分析具有可行性。     

基于K-means聚类与果萼形状的‘海沃德’猕猴桃膨大果检测方法

【目的】根据‘海沃德’猕猴桃膨大果和未经膨大剂处理的猕猴桃正常果在果萼形状上的差异,建立一种基于K-means聚类算法的猕猴桃膨大果的图像识别方法。【方法】利用K-means聚类算法对猕猴桃的RGB图像进行聚类,以初步分割出猕猴桃果萼;对RGB图像进行灰度化,并采用最大类间方差法对灰度图像进行阈值分割,基于阈值分割后的二值图像提取猕猴桃的边缘区域;基于K-means聚类分割的结果与猕猴桃边缘区域的二值图像提取果萼的聚类,再利用数学形态学处理精确提取出猕猴桃的果萼。求取果萼区域最小外接矩形的长宽比,并根据长宽比进行猕猴桃正常果与膨大果的判断与识别。【结果】对提取的猕猴桃果萼特征的统计分析表明,当猕猴桃果萼区域最小外接矩形的长宽比值大于1.6时为膨大果,否则为正常果,利用该算法对‘海沃德’猕猴桃膨大果的总体正确识别率为91.5%。【结论】基于K-means聚类分割算法和果萼形状上的差异所提出的猕猴桃膨大果无损、便捷检测方法,为猕猴桃膨大果的工业化在线检测及基于手机平台的猕猴桃膨大果识别软件的开发提供了新思路。     

葡萄硬枝嫁接苗木愈伤组织融合比例的视觉检测方法

针对葡萄硬枝嫁接苗木愈伤组织融合过程发生在苗木内部,难以检测愈伤组织融合比例的问题,提出一种基于计算机视觉的无损检测方法。采用计算机断层扫描技术(CT)获取葡萄硬枝嫁接苗木嫁接口不同位置处断层图像;通过提取感兴趣区域、添加掩模,简化处理过程;采用最大类间方差阈值分割法将筛管、导管以及嫁接口未融合区域的特征分割出来;采用8邻域区域生长法标记连通域,并设置面积阈值,将嫁接口未融合区域的特征提取出来;采用累计概率霍夫变换直线检测的方法,细化嫁接口未融合区域特征;将嫁接口不同位置处的未融合区域特征叠加,得到总的未融合区域特征;分别计算出总的未融合区域特征面积和嫁接口面积,进而求得融合比例。试验结果表明:该算法的处理时间为92.39s,相对误差3.31%,可以快速并准确地检测出葡萄硬枝嫁接苗木愈伤组织的融合比例。本研究提出的视觉检测方法可以为研究葡萄硬枝嫁接苗木愈伤组织融合过程、融合机理及融合影响因素提供技术支撑。