非剛體點(diǎn)云配準(zhǔn)問(wèn)題研究.pdf

1、基于點(diǎn)的特征匹配是模式識(shí)別和計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中一個(gè)基本而重要的問(wèn)題。廣泛應(yīng)用于如圖像配準(zhǔn)、物體識(shí)別、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤、手寫(xiě)體識(shí)別等工程領(lǐng)域。由于圖像獲取和特征提取階段實(shí)際操作不當(dāng)?shù)仍驎?huì)產(chǎn)生不同程度的噪聲，使得本來(lái)精確的特征點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系變得難以確定。由于野值點(diǎn)和非剛性形變的存在，使得點(diǎn)匹配問(wèn)題變得艱難和復(fù)雜起來(lái)。
　　基于點(diǎn)的特征匹配即找到兩個(gè)待配準(zhǔn)的點(diǎn)集之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系和空間映射關(guān)系，并構(gòu)造對(duì)應(yīng)的能量函數(shù)．用以表征點(diǎn)集之間的一

2、一對(duì)應(yīng)關(guān)系、剛性和非剛性形變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精確配準(zhǔn)的目的。本文主要工作如下：
　　(1)提出兩類基于PSO的改進(jìn)算法。基于參數(shù)改進(jìn)，提出一種基于非線性自適應(yīng)的PSO算法(NLAPSO)：基于多樣性控制，提出基于線性自適應(yīng)的QPSO算法(LAQPSO)、線性多樣性PSO算法(LWDPSO)和自適應(yīng)多樣性PSO算法(AWDPSO)。數(shù)值仿真表明，這幾種改進(jìn)的PSO算法無(wú)論在單模態(tài)、簡(jiǎn)單多模態(tài)還是復(fù)雜多模態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)尋優(yōu)中,較標(biāo)準(zhǔn)PSO

3、均表現(xiàn)出極好的精度、穩(wěn)定性和快速性。
　　(2)提出兩種非剛體點(diǎn)云配準(zhǔn)算法。薄板樣條函數(shù)具有能夠?qū)⑿巫兎殖煞律浞至亢头欠律浞至康奶匦裕疚脑趯?duì)仿射和非仿射分量權(quán)重系數(shù)遞減策略研究的基礎(chǔ)上將(1)中的基于參數(shù)改進(jìn)的NLAPSO算法和基于多樣性改進(jìn)的LAQPSO算法應(yīng)用到非剛體點(diǎn)云配準(zhǔn)實(shí)例中去。實(shí)驗(yàn)從主觀和客觀兩個(gè)方面對(duì)配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。主觀上，兩種配準(zhǔn)結(jié)果均表現(xiàn)出比基于確定性退火的非剛體點(diǎn)云配準(zhǔn)更為精確的結(jié)果，驗(yàn)證了本文算法的有效性