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魏阳杰: 作品数：16 被引量：44H指数：4; 供职机构：东北大学信息科学与工程学院更多>>; 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金辽宁省自然科学基金更多>>; 相关领域：自动化与计算机技术机械工程理学航空宇航科学技术更多>>

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基于光学衍射的纳米尺度深度重建被引量：1: 2014年; 传统的离焦深度恢复方法(depth from defocus,DFD)在计算离焦图像的模糊程度时,均是基于几何光学成像原理,并没有考虑光波衍射对图像模糊的影响.然而,衍射现象是波的基本特性,以针孔成像为基础的光学成像系统中必然存在光波衍射.本文基于光学衍射和图像模糊机理,提出了一种精确的单目视觉全局景物3D深度信息获取方法.首先,详细分析了光学成像系统中的菲涅耳衍射机理,建立了衍射模糊与景物深度之间的关系曲线;然后,采用曲线拟合的方式建立了衍射模糊的模糊程度(点扩散函数扩散程度)与景物深度的数学关系模型,结合热辐射和图像相对模糊原理,构建了衍射模糊热辐射方程组,并把衍射模糊深度获取问题转换成一个深度信息动态优化问题.最后,使用标准的纳米栅格模板验证了衍射模糊深度重建算法在纳米尺度相对深度和绝对深度重建中的有效性和精确性.; 魏阳杰吴成东董再励

自适应B样条小波函数模糊距离测量被引量：2: 2021年; 目的双目测距和单目测距是目前常用的两种基于光学传感器的测距方法,双目测距需要相机标定和图像配准,计算量大且测量范围有限,而单目测距减少了对设备和场地的要求,加快了计算时间。为了解决现有的单目测距方法存在精度低、鲁棒性差等缺点,本文提出了一种基于单模糊图像和B样条小波变换的自适应距离测量方法。方法引入拉普拉斯算子量化评估图像模糊程度,并根据模糊程度值自动定位阶跃边缘;利用B样条小波变换代替高斯滤波器主动模糊化目标图像,并通过分析图像模糊程度、模糊次数以及测量误差之间的关系模型,自适应地计算不同景物图像的最优模糊次数;根据最优模糊图像中阶跃边缘两侧模糊程度变化求解目标边缘和相机之间的相对距离。结果本文方法与基于高斯模糊图像的距离测量方法相比精度更高,平均相对误差降低5%。使用不同模糊次数对同样的图像进行距离测量时,本文算法能够自适应选取最优模糊次数,保证所测量距离的精度更高。结论本文提出的单视觉测距方法,综合了传统的方法和B样条小波的优点,测距结果更准确,自适应性和鲁棒性更高。; 梁锐魏阳杰; 关键词：单目视觉 B样条小波拉普拉斯算子

微纳米压电陶瓷驱动器的迟滞特性建模被引量：2: 2014年; 为了高精度地测量微纳米压电陶瓷的驱动特性,研究了一种基于最优模板尺寸的改进图像块匹配位移测量算法;结合Preisach模型,建立了压电陶瓷驱动器迟滞特性模型.首先,研究了不同模板尺寸对位移测量精度的影响,得到了基于标准模板的最优模板尺寸;然后,介绍了Preisach模型用于压电陶瓷驱动器迟滞建模的原理;最后,使用纳米平台系统验证了改进的亚像素模板匹配算法和迟滞特性建模方法的有效性和准确性.; 魏阳杰吴成东; 关键词：压电陶瓷驱动器 PREISACH模型

纳米视觉图像中细胞高速运动特征标注方法: 本发明公开了一种纳米视觉图像中细胞高速运动特征标注方法，首先对采集的细胞视频图像进行特征点检测，计算图像中像素点所对应的黑塞矩阵行列式的值，并判别该点是否为特征点，获取包括坐标和所在的尺度等位置信息；完成特征点位置信息检...; 刘永俊秦立浩魏阳杰张明新王义; 文献传递

基于图像聚焦定位的AFM自动逼近方法研究被引量：3: 2018年; 原子力显微镜（AFM）是纳米科学技术领域中的常用工具。AFM扫描成像前需要手动或半自动操作步骤实现探针与样品逼近过程,自动化程度低、操作繁琐,探针容易受损。由此,提出了一种粗精结合的分段式自动定位方法。在粗定位阶段,采用自动聚焦定位方法,提出了一种最强边缘拉普拉斯算子均值算法,具有很强的抗噪性能,可以适应AFM长行程、不同纹理样品自动聚焦,以确定探针和样品的相对位置;精定位阶段,采用精确力反馈控制方法,当样品和探针作用力超过设定值时,探针在Z向纳米平台的带动下能够自动回退,使针尖得到有效保护。通过这两种方法的有效技术融合,可以实现探针-样品逼近过程的自动化操作,提高AFM的易用性和使用效率。; 刘剑马骏驰于鹏魏阳杰袁帅; 关键词：原子力显微镜自动聚焦

复杂阴影背景下的USV自动水域边界检测被引量：1: 2018年; 准确的水域边界检测是无人水面平台(unmanned surface vehicle,USV)自主导航和避障的关键技术.然而,当前基于光学图像的导航避障方法在实际USV系统中的可行性和准确性都偏低,其中,户外复杂自然光照引起的图像阴影是主要的误差源之一.本文提出了一种结合光学阴影处理和能量优化的自动水域边界检测方法,并且在实际的USV系统中得到了验证.首先,详细分析了阴影不敏感的本征图像的基本原理,并用于复杂光照条件下的背景分割;接着,使用光学阴影验证方法区分了不同目标区域,并利用阴影区域和非阴影区域的亮度差值定位水域边界;然后,将水域边界检测问题转化为全局能量优化问题,并为了提高算法的鲁棒性提出了算法的补充条件;最后,使用实际USV系统采集的多组光学图像验证了算法的有效性和鲁棒性.; 魏阳杰

突破纳米光学成像极限：反其道而行之: 2016年; 发展微纳观尺度下的多维度观测技术，进而实现“高清”成像是研究人员的梦想，而东北大学的研究团队则反其道而行之，从“模糊”入手，进而突破纳米光学的成像极限。; 魏阳杰; 关键词：光学成像纳米光学

显微光学模糊图像的景物深度提取及应用: 2022年; 目的显微光学成像有景深小和易模糊等缺陷,很难根据几何光学中的点扩散函数准确评估图像的模糊程度,进而很难计算景物深度。同时,传统的使用边缘检测算子衡量图像模糊程度变化的方法缺少与景物深度之间的函数关系,影响深度计算的精度。为此,本文提出一种显微光学系统成像模糊程度与景物深度关系曲线的获取方法。方法从显微光学系统中的光学传递特性出发,建立光学传递函数中的光程差、高频能量参数和景物深度之间的数学关系,并通过归一化和曲线拟合得到显微光学系统的成像模糊程度与景物深度之间的解析函数。结果为了验证本文获取的图像模糊程度和景物深度之间的函数关系,首先使用纳米方形栅格的模糊图像进行深度计算,实验测得的深度平均误差为0.008μm,即相对误差为0.8%,与通过清晰图像和模糊图像的逐个像素亮度值比较,根据最小二乘方法搜索两幅图像的亮度差最小时求得深度的方法相比,精度提高了约73%。然后基于深度测量结果进行模糊栅格图像的清晰重构,重构后的图像在平均梯度和拉普拉斯值两个方面都明显提高,且相对于传统基于高斯点扩散函数清晰重构方法,本文方法的重构精度更高,稳定性更强;最后通过多种不同形状和亮度特性的栅格模糊图像的深度计算,证明了本文的模糊程度—深度变化曲线对不同景物的通用性。结论本文建立的函数关系能够更加直观地反映系统参数对光学模糊成像过程的影响。使用高频能量参数表征图像的模糊特性,既可以准确测量图像模糊程度,也与景物深度具有直接的函数关系。固定光学系统参数后,建立的归一化系统成像模糊程度与景物深度之间的函数关系不会受到景物图像的纹理、亮度等特性差异的影响,鲁棒性强、更方便、更省时。; 苗国超魏阳杰侯威翰; 关键词：解析函数

摄像机参数固定的全局离焦深度恢复被引量：2: 2010年; 利用2维离焦图像恢复景物的3维深度信息是计算机视觉中一个重要的研究方向。但是,在获取不同程度的离焦图像时,必须改变摄像机参数,例如,调节摄像机的焦距、像距或者光圈大小等。而在一些需要高倍放大观测的场合,使用的高倍精密摄像机的景深非常小,任何摄像机参数的改变都会对摄像机产生破坏性的后果,这在很大程度上限制了当前许多离焦深度恢复算法的应用范围。因此,提出了一种新的通过物距变化恢复景物全局深度信息的方法。首先,改变景物的物距获取两幅离焦程度不同的图像,然后,利用相对模糊度及热辐射方程建立模糊成像模型,最后,将景物深度信息的计算转化成一个动态优化问题并求解,获得全局景物深度信息。该方法不需改变任何摄像机参数或者计算景物的清晰图像,操作简单。仿真试验和误差分析结果表明,该方法可以实现高精度的深度信息恢复,适合应用于微纳米操作、高精度快速检测等对摄像机参数改变较为敏感的场合。; 魏阳杰董再励吴成东

基于AFM偏转信号的下压效应补偿及样品表面特性测量方法: 2011年; 原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)作为微纳米研究中的重要工具,被广泛地应用于微纳米尺度上样品表面高度的测量.但是,AFM扫描时针尖对样品存在下压效应,即扫描得到的样品表面高度由于针尖施加的压力而小于其真实值.而至今为止,还没有一种快速、有效的补偿下压效应所带来的高度测量误差的方法.本文通过对AFM工作原理及其下压效应机理的详细分析,充分利用AFM偏转测量和高度测量的信息冗余性及互补性,提出了一种利用数据融合和参数辨识来自动补偿AFM下压效应的方法。首先,通过力曲线概念分析了下压效应的产生机理;然后,从力曲线出发,提出一种基于信息融合和参数辨识的AFM下压效应的补偿方法.值得指出的是,由于力曲线斜率是样品表面弹性特征的一种有效表示方式,本文算法在提高AFM高度测量精度的同时,还能够自动(在线)地获取样品的表面弹性特征,从而进一步扩展了AFM的应用。最后,通过扫描滴在硅基底上的多壁碳纳米管以及云母基底上的石墨烯进行了试验研究,以验证该方法的正确性和有效性。; 魏阳杰吴成东董再励; 关键词：原子力显微镜信息融合

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