成果简介：激光扫描技术是一种崭新的三维空间数据采集方法。相对于二维 影像，激光扫描所获的三维点云具有精度高、密度大、信息丰富等优势，已 成为国内外地理信息产业、城市规划、环境监测等各种社会领域不可或缺的重要空间参考数据。本系统所提供的全自动/半自动化功能覆盖了从点云前 期处理（如浏览、分区、编辑、坐标系转换）、到点云分类（地形、道路、 植被、人造物体等）、特征（点、线、面、自定义）提取、直至最终三维场 景创建的全部数据流程。本系统所涉及的部分关键技术

面向机器人的智能视觉环境感知及三维场景重建 面向机器人视觉的自然场景理解是近年来的研究热点和重要挑战之一，其目标是对自然场景图像及视频的内容作出有效分析、认知与表达，目前相关理论和算法正处于初期探索阶段。我们的研究成果表明，从场景视觉语义推理、场景目标识别和场景行为模式检测三个环节展开研究，有助于构建自然场景理解的创新机制，进一步开发机器人

主要研究内容: 尿道狭窄发病率高，我国每年有约250万新发病例。狭窄危害严重，但治疗困难。即便在美国也同样缺乏有效地治疗手段，患者平均接受3.13次手术。针对这个世界性的难题，课题组历时15年，在国家863计划等基金的支持下：应用口腔颊粘膜重建尿道，成功解决了两类困难类型尿道狭窄的治疗；创新手术方式，建立了尿道粘膜外翻吻合技术和背腹侧联合镶嵌技术，显著提高治疗效果；研发出两种新型聚氨酯材料，为以后泌尿外科的临床运用奠定基础。 创新点： 一、国内首家开展颊粘膜尿道背侧镶嵌成形术和运用颊粘膜修复干燥性龟头炎所致尿道狭窄。 二、建立尿道粘膜外翻吻合术和尿道背腹侧联合镶嵌成形术。 三、国际上率先研发出同时具备水性无毒及可降解的聚氨酯材料；国际上首次合成含双季铵盐的抗菌性能优异的聚氨酯材料。 技术水平： 一、颊粘膜治疗长段前尿道狭窄，治疗效果国际领先；颊粘膜修复干燥性龟头炎致尿道狭窄，为国内首创，治疗效果国际领先。 二、粘膜外翻技术国际上未见类似报告，欧洲泌尿外科秘书长Chapple高度评价该技术；国际上第二家开展尿道背腹侧联合镶嵌成形术，但部位不同，效果国际领先。 三、两种新型聚氨酯材料均为国际上率先研发，填补行业空白，获2项国家发明专利。 推广应用情况及社会效益： 主编中华医学会泌尿系损伤诊治指南并在全国宣讲，培训600余人次。多次举办各类培训班（中国泌尿外科青年医师培训班等）和学术会议，并进行手术演示推广新技术，显著提高国内尿道狭窄治疗水平。发表论文104篇（SCI15篇），获国家发明专利2项。多次参加国际高水平会议交流，提高学科国际知名度。培养硕博士43名，为学科发展培养高水平人才。

1. 痛点问题 目前国内外三维重建主要是采用“立体视觉法”、“激光扫描法”、“结构光法”等的传统方法，这些方法都需要特定的光源设备（如激光，红外等），设备造价成本高，且对于镜面、晶体等物体进行三维重建时，还需要在重建物体表面进行去反光、去透光的处理（如喷涂显像剂等）才能进行三维重建，存在重建效率低（一般需1小时以上）、成本高、难以普及等痛点。 2. 解决方案 本技术是基于局部的隐式可微体渲染方法，解决上述痛点问题，突破基于普通光源下镜面、非镜面、晶体等物体的三维重建，实现可应用在多种领域，且低成本、高效率(全过程仅需10分钟）、高精度、易普及的三维重建设备及应用。 3. 合作需求 1）寻求资源对接，目标合作领域为三维重建相关领域，目标合作企业为对三维重建应用有需求的各行业； 2、孵化资源，产品化、市场化所需的资金。

一种基于数据驱动局部特征转换的噪声人脸超分辨率重建方法，包括对待重建的输入低分辨率人脸 图像和高、低分辨率训练集相应划分相互重叠的图像块;对于输入低分辨率人脸图像的每一个位置上的 图像块，分别从低分辨率人脸样本图像对应位置的图像块中找出 K 个最近邻的图像块，并对应找出相应 高分辨率人脸样本图像中的图像块，进行去均值化;利用映射系数计算出各图像块相应的高分辨率人脸 图像块，重构出高分辨率人脸图像，进行迭代后处理。本发明解决了主成分分析无法捕获处于高维流形 空间人脸特征的问题，利用局部流形的线性特性有效的进行了噪声人脸图像的超分辨率重建，同时进行 高分辨率图像后处理，进一步提高了重建结果的主、客观图像质量。

研究团队多年来一直从事光机设计与图像检测技术研究以及相关仪器的开发，已成功系统：1）开发公安技侦系统专用针孔无畸变系统10°视场、针孔直径0.8m、入瞳位于镜头前2.5m、畸变小于1%高清针孔摄像系统；2）导引头红外自动标定系统，实现±5°范围内目标源标定误差小于3”；3）超低温卫星外挂成像系统，该系统可在-90°环境下正常工作，直接裸露在卫星外面，无需提供温度调控装置；4）生物菌落识别与自动筛选装置。

成果与项目的背景及主要用途： 人类通过视觉系统获取的信息占获取信息总量的 80%以上，如果说计算机相 当于人类的大脑，那么图像传感器则相当于人类的眼睛。图像传感器作为图像信 息获取最重要和最基本的技术在信息世界中将占据着极其重要的地位。半导体图 像传感器相比传统的胶片成像具有可实时处理和显示、数字输出、便于储存和管 理等诸多优势，正在迅速成为图像传感器发展的主导力量。CMOS 图像传感器相 对于 CCD 图像传感器具有单片集成、低功耗、低成本、体积小、图像信息可随 机读取等一系列优点。在手机拍照、PC 摄像、机器视觉、视频监控等诸多领域 已经取代了 CCD 图像传感器。 技术原理与工艺流程简介： （1）时间延迟积分型 CMOS 图像传感器芯片 通过 0.18µm 1P4M CMOS 工艺完成了对最高 128 级线阵长度为 1024 像素的 TDI 型 CMOS 图像传感器芯片的设计、投片和测试工作。 （2）具有紧凑读出的多次积分动态范围扩展 CMOS 图像传感器 提出了一种通过多次积分扩展动态范围的方法，采用紧凑读出方式，以降低 对对读出电路的工作速度要求。成功流片 128×128 阵列原型，动态范围可以扩展 39dB,像素读出时间相对于滚筒是曝光增加了 3 倍。 应用前景分析及效益预测： 该领域开始向着高清专业摄像、高精度工业和医疗成像、抗辐射太空成像等 专业高端领域迈进。CCD 传感器的衰退之势难以挽回，CMOS 将在未来几年保 持优势地位。2015 年，CMOS 出货量将达到 36 亿个，份额达 97%；而 CCD 出 货量将下降到只有 9520 万个，占 3%份额。 应用领域： CMOS 图像传感器广泛应用于消费类、工业和科技等各个领域。民用领域： 拍照手机、数码相机、可视门镜、摄像机、汽车防盗等；工业领域：生产监控、 安全监控等。 技术转化条件： 四十平方米以上的办公用房，电脑、工作站若干，相应软件。也可以和 RFID 天线制造单位，卡片封装单位共同合作。 合作方式及条件：根据具体情况面议

漫画作为一种特殊的休闲娱乐类出版物，通常由简单形象的绘画内容和少量的文字构成，深受不同国家各年龄段阅读者的喜爱。随着移动终端(如智能手机、平板电脑、电子书阅读器)的普及，越来越多的读者开始基于移动终端阅读漫画电子内容，漫画移动阅读已成为漫画出版产业的发展趋势，出现了大量的漫画内容网站以及相应的APP阅读软件（如Apple store里的漫画控、Comic glass，Android应用市场里的卡布漫画、有妖气漫画等）。然而，现有的漫画电子出版物及以往大量的历史纸质出版物通常按照纸质媒介的大小进行排版设计，受漫画内容及排版布局、移动终端屏幕大小及分辨率的限制，无法在移动终端上清晰完整地展示。 为了解决该问题，北京大学计算机科学技术研究所“网络内容保护与文档处理实验室”师生通过近几年的攻关，研究出了漫画图像版面理解技术，对该问题提出了有效的解决方案。

多功能图像/视频分析比对系统是一套可以和视频硬件无缝结合的计算机软件系统，它提供了强大的图像采集、编辑、标注、图像处理、分析和检索比对功能。不仅能处理静态图像—静态图像之间的检索、比对和分析；还能处理动态视频图像，动态视频和静态图像的检索、比对和分析。   具体功能包括： 1、各种图像视频设备的输入。系统兼容WDM采集卡，USB数字摄像头以及多种数码照相机和摄像机的视频采集。 2、强大的图像处理功能。包括了图像变换，图像色彩，图像增强和图像分析的基本算法和许多特色算法。 3、圆柱体表面的二元展开。 4、引入图像的编辑、标注、测量等对象，以对象作图层的形式存在于图像表面。 5、图像—图像/图像—视频相似度的检索，重影比对，切割对接，线条比对。 6、图像的分割线自动对接。 7、视频的RGB图像块分析。    技术创新： 1、圆柱体展开扩展为二元展开，即同时可以对目标物体的两个位置进行展开，用于生成圆柱体的平面展开； 2、图像—图像（或视频）的线条比对，用于图像和图像，图像与视频局部之间的精确比对； 3、图像—图像的分割线自动对接，能自动寻找定位图像最相似的部分； 4、视频块RGB分析，能对图像的颜色成分进行分析。 同类技术产品或成果比较： 目前市场上类似产品存在两方面问题： 1、功能单一。静态图像处理，视频图像处理，图像增强和变换等功能不能兼顾，往往某一方面全面而其他方面薄弱，不能满足用户的全方位要求。本产品则综合图像和视频处理的众多功能于一身。 2、个别处理功能薄弱，人工参与多。本产品的运动模糊复原和散焦模糊复原算法都是结合最新算法，效果较好。另外图像自动对接、自动比对等功能实现了自动化，减少了劳动强度。    能为产业解决的关键技术： 能与企业的视频采集系统相结合，完成全套的视频/图像分析和比对功能，完成众多图像处理功能并生成报告。    行业发展水平： 以丰富的图像处理功能和图像/视频比对功能为特色，在专业的图像处理系统中处于较领先水平。    项目主要应用范围： 应用于刑侦图像比对、档案文书的比对以及视频监控和分析的系统平台等。    预期效果： 实现以下模块功能： 1、各种图像视频设备的输入。系统兼容WDM采集卡，USB数字摄像头以及多种数码照相机和摄像机的视频采集。 2、强大的图像处理功能。包括了图像变换，图像色彩，图像增强和图像分析的基本算法和许多特色算法。 3、柱体表面的二元展开。 4、引入图像的编辑、标注、测量等对象，以对象作图层的形式存在于图像表面。 5、图像—图像/图像—视频相似度的检索，重影比对，切割对接，线条比对。 6、图像的分割线自动对接。 7、视频的RGB图像块分析。 可以独立制作系统平台也可植入现有的相关平台，预计创造产值50-300万元。

本项目检测系统通过高帧频面阵相机动态实时采集纱线图像，配合鲁棒性图324 像处理与参数检测算法，实现对纱线条干均匀度的全面评价，建立电子黑板和电 子织物构建模型，实现纱线条干均匀性的可视化，预测纱线条干在黑板和织物中 的外观效应。该项目同时可用于纱疵分类、竹节纱参数检测以及纱线等级预测评 定。 2 关键技术 （1）纱线传动控制各单元的协调与配合：包括传动装置与采集设备各组件 的配合设计，纱管退绕装置与主动轮连轴传动时的张力控制，运行中纱线的抖动 和跳动问题，暗箱、相机镜头和光源位置的优化调整以及纱线速度、光源亮度与 相机帧频、曝光时间的配合问题。 （2）基于 C++与 Opencv 的多线程实时处理框架的搭建，在纱线图像采集的 过程中，实现图像的边采集边处理，提高系统的实时性，缩短检测所用时间，杜 绝纱线信息丢失现象，从根本解决纱线图像高速检测的问题。 （3）鲁棒性纱线图像处理算法的研发：包括配合实时检测的纱线图像分割 算法的研发，相邻图像间重合部位查找算法的研发以及纱线图像可视化模块电子 黑板构建算法和电子织物仿真算法的研发。 3 知识产权及项目获奖情况 已授权发明专利 2 项。 发表相关 SCI 论文 6 篇，EI 论文 4 篇 4 项目成熟度 采用图像式纱线条干检测系统已对多种类型的纱线进行检测，并将检测结果 与成熟的仪器和人工结果进行了对比，无论在段片段不匀、周期性不匀，还是相 关性分析和长片段不匀方面，该检测系统都可获得与成熟仪器较为一致的结果。