几何校正的systolic实现

本文提出了一种用Systolic结构实现图像几何校正的方法,我们采用多项式来逼近几何校正的变换函数,由于坐标变换在图像平面上进行,多项式的计算可以大幅度简化。我们给出一个叠代算法,当用systolic结构来实现这个叠代算法时,计算一个象素点的坐标只需一次加法的时间,完成全部计算的加法器数目与多项式的阶次成线性关系。对运算的精度,我们作了理论上的分析。根据这个方法,我们用硬件实现了二阶多项式函数几何校正,几何校正的计算可以以接近实时的速度运行。     

一种基于Legendre展开的CS成像算法

针对SAR的侧视工作模式,本文提出了一种基于Legendre展开的CS成像算法。该算法采用Legendre多项式代替Taylor多项式对回波信号的二维频域传递函数进行展开,在此基础上,导出了Legendre多项式系数的数学表达式,并详细推导了CS算法流程中基于Legendre多项式的三个相位校正函数。理论推导和仿真结果验证了该算法的正确性和可行性。     

一种适用于低信噪比的LFM信号调频率估计新算法

离散多项式相位变换(DPT)算法广泛应用于线性调频信号调频率参数的实时估计,但其缺点是不适用于低信噪比环境,针对这个问题,提出一种基于频率走动校正的积分离散多项式相位变换算法。该算法通过时频轨迹积分提高信号的能量,克服了DPT算法低信噪比下性能较差的缺点,同时,算法采用频率走动校正替代二维搜索,避免了计算量的快速增加。理论分析及仿真结果均验证了算法的有效性。     

近距离超宽带调频连续波雷达非线性校正研究

调频连续波雷达凭借其结构简单、造价低廉等优势在目标探测与识别等方面体现出重要的应用价值,然而系统的非线性调制问题成为制约其性能的重要因素。传统的非线性校正方法能够在一定程度上估计非线性,但估计过程中的误差传递问题导致校正效果并不理想。基于该问题,本文提出一种基于多项式回归的方法实现非线性的准确估计。所提算法首先将非线性相位建模为多项式函数,然后通过多项式回归实现参数的联合估计,以消除误差传递问题。基于估计出的参数,通过时域重采样操作实现非线性的校正。仿真结果表明,所提算法不仅能够准确估计出多项式参数,而且在一定信噪比下比传统算法更接近克拉美—罗界。X波段FMCW雷达实测数据处理结果显示,本文所提算法可以有效消除非线性误差。      

BP神经网络用于大视场显示设备的畸变校正

大视场光电成像显示设备中会出现光学系统引起的图像几何畸变现象。为了提高显示设备畸变校正效果,并克服传统BP算法存在局部极小点、收敛速度慢等缺点,采用了基于优化理论的LM算法来改进传统BP神经网络算法。提出一种含有双层隐含层的BP神经网络畸变校正方法,可在不确知畸变数学模型情况下,实现自适应地建立畸变图像与原始图像之间的高精度映射关系。在Matlab平台上进行算法的深入分析和比较。仿真结果表明,双隐含层BP神经网络算法易于实现、数据处理能力强、校正精度高。与多项式拟合方法的畸变校正模型相比,基于双隐含层BP神经网络算法的畸变校正模型的各项精度指标提升显著。     

基于自适应渺茫皮的焦平面非均匀校地的研究

根据最小二乘原理和回归模型设计出消除噪声的自适应滤波器,以消除图像的噪声。提出采用基于多项式的红外焦平面非均匀校正方法,讨论分析了实现该方法的算法,最后对图像校正效果进行了分析。     

基于标定的IRFPA非均匀性校正方法综述

红外焦平面阵列(IRFPA)是红外系统的关键部件,其非均匀性是制约红外系统成像质量的限制性因素.对基于标定的IRFPA非均匀性校正算法进行了原理探讨,阐述了两点校正法、基于埃尔米特插值算法、基于多项式拟合以及最佳平方逼近等几种目前正在研究的标定类非均匀性校正技术.     

基于FPGA的科学级CMOS图像传感器非均匀性校正

根据科学级CMOS(sCMOS)图像传感器开发的工程实际需求,设计了基于FPGA的二阶多项式拟合的非均匀性校正算法.该非均匀性校正算法首先通过定标得出每个像素的响应曲线,然后采用最小二乘法将sCMOS像素响应曲线参考平均响应曲线进行拟合,得出校正系数并通过FPAG对像素值进行实时校正.通过处理后的图像非均匀性从17.1％降低到7.6％.该算法有效提高了sCMOS器件对高动态、非线性响应特性的适应能力,并具备实时计算校正优点,通过模块化设计可以方便移植和集成.     

MEMS振镜扫描共聚焦图像畸变机理分析及校正

在皮肤反射式共聚焦显微成像过程中，针对MEMS振镜二维扫描引起的共聚焦图像畸变，开展了光束偏转理论分析，得出了投影面扫描图像的具体形状表征，理论畸变图像与真实畸变图像一致，明确了畸变机理，提出一种有效的畸变校正算法，实现对图像二维畸变的校正。首先记录原始光栅畸变图像，然后基于Hessian矩阵提取光栅中心线，拾取特征点并设置基准参考线，通过基于最小二乘法的7次多项式插值法标定二维方向像素畸变校正量，采用加权平均法填补间隙像素灰度值，最终实现图像畸变校正。利用网格畸变测试靶实验得出7次多项式插值后的校正决定系数最高、均方根误差值最低，整幅512行图像在7次多项式插值后最优行数占379行，比例为74%，通过残差分析，二维方向上残差最大为4个像素，最小为0个像素，平均为1.15个像素，校正结果较为精确。皮肤在体实时成像实验显示，图像畸变校正后组织结构特征更加真实准确，表明这种校正算法有效可行，有助于皮肤疾病的准确诊断。     

二进制BCH码的一种盲识别方法

提出二进制BCH码的一种盲识别方法。该算法适用于本原和非本原二进制BCH码。首先,在帧长度已知的条件下,根据循环特性,给出一种分组长度的统计识别方法;然后,根据循环特性及各种约束条件得到备选多项式;再根据校正子权重和最小原则,得到最优多项式;最后通过因式分解得到生成多项式的最终估计表达式。仿真表明,本文算法具有较强的抗随机误码能力,而且其识别性能随着参加统计的码字数增多而提高。该算法不涉及矩阵运算,因此非常适合硬件实现。     

基于Infinite integral的四象限探测器光斑位置检测算法

为了进一步提高基于四象限探测器的半主动式激光导引头的目标定位精度,本文以高斯分布的圆形光斑作为入射光斑模型,提出了一种基于Infinite integral拟合方法的改进算法(GII)。在Infinite integral拟合算法的基础上,考虑了外部光能和死区带来的误差影响,采用最小二乘法获得最佳拟合的解析表达式。为了简化算法的计算量,对部分解析表达式进行分段式多项式拟合,优化拟合区间,并得到GII算法的解析表达式。GII算法相较于传统Infinite integral拟合算法和8次多项式拟合法,精度大幅度提升。仿真和实验表明,该算法在确保良好实时性的同时,能增加四象限探测器的有效探测范围,提高不同光斑半径下四象限探测器的定位精度,为战场环境下精准激光制导武器的发展提供了理论参考。     

Seed region selection and homogeneity criterion for doorplate image segmentation in mobile robot navigation

Focused on the seed region selection and homogeneity criterion in Seeded Region Growing （SRG）, an unsupervised seed region selection and a polynomial fitting homogeneity criterion for SRG are proposed in this paper. First of all, making use of Peer Group Filtering （PGF） techniques, an unsupervised seed region selection algorithm is presented to construct a seed region. Then based on the constructed seed region a polynomial fitting homogeneity criterion is applied to solve the concrete problem of doorplate segmentation appearing in the robot navigation along a corridor. At last, experiments are performed and the results demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.     

星载SAR多项式拟合插值处理及误差分析

在分析SAR Range-Doppler算法的基础上，给出了其sinc插值的多项式拟合简化算法，该算法可以在保持图像质量的情况下，较大地减少计算量。提出采用Taylor展开和最小二乘法来确定多项式系数的两种拟合方法，并给出了误差分析和比较。最后采用RADARSAT的实测数据对插值算法进行了验证，仿真结果证明，文中给出的插值方法，对于实时性要求较高的系统有重要意义，可以应用于SAR实时信号处理中。     

基于改进多项式拟合的红外焦平面非均匀校正方法

两点法是基于定标数据的线性校正方法,其动态范围窄且校正精度差,在应用中难 以完全克服探测器响应的非线性和随时间及环境变化带来的漂移的影响。在分析两点校正法的基础上,提出 了一种多项式拟合与单点校正相结合的改进算法以消除探测器的非均匀性,解决了探测器系数随环境变化产生 漂移的问题。     

一种修正的线性调频信号参数估计算法

研究了加性噪声中线性调频信号的参数估计问题。基于相位解卷和多项式拟合,考虑到初始相位可能出现模糊,提出了一种修正的线性调频信号参数的联合估计算法。仿真实验证实了所提出的修正算法的有效性。     

压力传感器零点温漂的两种补偿方法比较

压阻式压力传感器在实际应用中普遍存在零位偏离和零位温度漂移现象,这就降低了传感器的测量精度,因此需采取适当的补偿方法对这两种现象产生的误差进行修正,从而提高测量精度。文中分别通过电桥臂一串一并的硬件补偿方法及基于规范化多项式拟合算法的软件补偿方法同时实现平衡零位与补偿零位漂移。由模型推导分析及实验最终得出,通过规范化多项式计算方法拟合出的数据精度较高,补偿效果好于一串一并的硬件补偿方法。     

基于四象限探测器的光斑中心高精度定位算法

为了提高四象限探测器检测光斑中心位置的精度,降低现有算法的复杂度,提出了二段式多项式拟合算法。在光斑能量分布服从高斯分布模型的条件下,利用四象限探测器的对称性,简化数据的处理量,将拟合区间合理分为两段进行多项式拟合。同时,针对在拟合区间两端的拟合误差较大的现象进行了优化。仿真分析结果表明,当最高多项式次数为四次时,在原点附近区间,拟合误差仅为10-5mm数量级;在远离原点区间,拟合误差为10-4mm数量级。最后通过实验验证,证明了算法的可行性。     

Nonlinear blind source separation algorithm based on spline interpolation and artificial bee colony optimization

A post-nonlinear blind source separation algorithm based on spline interpolation fitting and artificial bee colony optimization was proposed for the more complicated nonlinear mixture situations.The separation model was constructed by using the spline interpolation to fit the inverse nonlinear distortion function and using entropy as the separation criterion.The spline interpolation node parameters were solved by the modified artificial bee colony optimization algorithm.The correlation constraint was added into the objective function for limiting the solution space and the outliers wuld be restricted in the separation process.The results of speech sounds separation experiment show that the proposed algorithm can effectively realize the signal separation for the nonlinear mixture.Compared with the traditional separation algorithm based on odd polynomial fitting,the proposed algorithm has higher separation accuracy.     

基于相位法的雷达脉内参数估计

研究了雷达信号的脉内参数的估计问题,首先分析了基于瞬时相位法的信号瞬时频率提取的原理,再利用多项式拟合法来实现对多项式相位信号参数的估计,仿真及工程应用都验证了该算法的有效性。     

一种快速鲁棒的光学表面划痕高精度检测方法

为了提高光学零件表面划痕定位测量和宽度测量的精度,采用基于离散正交多项式曲面拟合的亚像素边缘检测与宽度测量的算法,通过对边缘点及其邻域进行曲面拟合代替了只对边缘点梯度方向进行曲线拟合,实现了亚像素边缘检测;采取感兴趣区域加速策略与基于离散正交多项式曲面方程参量快速求解方法串联进行的加速方案,大大减少处理时间;在宽度计算方面,根据划痕长度自适应分段,分别计算每段分段点之间欧氏距离并作为其宽度,比较后取最大宽度作为划痕宽度。结果表明,该算法测量精度较高且具有较强的鲁棒性,同一划痕在不同视窗下测得宽度误差均值不超过5.2%,且标准差不超过0.3;在求解曲面模型参量的时间方面,该方法计算时间约为最小二方法的7.35%,处理效率显著提高。该方法能够满足工程应用中快速、高精度的测量要求。