一种基于小波变换的数字图像自动聚焦算法

由傅立叶光学理论可知，图像高频能量值可以反映聚焦程度．在传统图像灰度方差评价函数的基础上．利用小波多分辨率分析，提出了一种新的自动聚焦算法．清晰度评价函数通过舍去图像低频概貌信号，突出了高频能量，具有更好的尖锐性．并分析了分解层数对评价函数性能的影响．通过改进的变步长爬山算法实验表明，该算法与传统灰度方差算法相比具有更好的聚焦精确度．     

一种显微镜自动聚焦算法

传统的自动聚焦算法时间复杂度高,计算现在的高清图像速度慢,导致聚焦效率低下。针对这一问题提出了一种新的聚焦方法。该方法在分析灰度值与图像清晰度之间关系的基础上,提出了灰度非零值统计函数和低灰度值统计函数来评价聚焦清晰度,具有运算量小,评价准确的优点。然后采用两种评价函数结合的方式实现了一种变步爬山搜索策略。该策略在远焦点位置采用灰度零值比较评价函数和大步长快速粗略搜索焦点,在近焦点位置采用低灰度值统计函数和小补偿精细搜索焦点。实验表明,所提出的方法在聚焦效率和清晰度两个方面都优于目前的方法。     

自适应压缩双边滤波算法

为了提高压缩双边滤波算法的滤波效果,对其灰度方差参数值的设置加以改进,即使用自适应的参数值代替原有固定的参数值。对加噪图像进行小波分解,将分解得到的高频部分,分成相同大小的子图像,根据拉普拉斯快速估计算法估计各子块的噪声方差,并计算其平均值,然后利用灰度方差与噪声方差的线性关系计算灰度方差参数值。随机选取4幅灰度图像,添加噪声,测试改进算法。结果显示,改进后的算法比改进前的算法的图像的峰值信噪比更高,滤波效果更好。     

机器视觉测量算子耦合显微图像内容的快速聚焦机制

针对显微聚焦速度慢、精度不够等难题,设计了机器视觉测量算子;根据显微图像内容,自动选择图像有效聚焦点,提出了二者相融合的快速自动聚焦算法.将最大灰度值像素作为有效聚焦点,并引入清晰度评价函数,嵌入爬山搜索法,快速锁定Z轴聚焦位置,解决显微聚焦速度慢、精度不够的问题.实验结果表明,相对于传统方法,文中算法具有更高的聚焦效率与精度.方案应用在快速自动聚焦上可以达到较好的效果,在工程上应用是可行的.     

融合方向和灰度信息的指纹图像分割算法研究

利用点方向上的灰度差值法和点方向上的灰度方差法,改进了以八邻域模板法为基础的点方向信息计算算法,同时,融合灰度方差阈值分割算法和方向信息分割算法的优势,提出了一种改进的基于灰度方差阈值和方向信息分割指纹图像的合成算法,该算法避免了传统的、基于单一指纹纹理特性的指纹图像分割算法的局限性,对不同质量指纹的具有较高的适应性。通过与灰度方差阈值算法及方向场算法的分割结果进行比较,验证了所述合成算法的独特优势。     

平移不变小波医学图像融合方法

针对传统小波变换融合算法对细节信息的丢失问题,提出了一种新的基于平移不变小波变换的医学图像融合算法,采用灰度加权平均法进行低频部分融合;高频部分采用基于梯度能量的加权融合规则。实验结果表明,与传统的小波变换方法相比,文中方法融合效果更加理想,较多地继承了两幅源图像的重要信息,更好地描述了图像的细节部分,更具有实用性。     

基于提升小波变换的多传感器图像融合算法研究

为了更好的进行图像融合,基于提升小波变换,采用了一种基于区域方差和方向对比度的融合规则相结合的图像融合新算法.该算法结合提升小波的优势,将图像进行多分辨率分解;针对变换后的低频分量和高频分量的不同特点,采用了不同的融合规则进行融合;最后通过提升小波逆变换得到融合图像.实验结果表明,该算法具有增强图像空间细节的能力,使得融合后的图像内容清晰,相比于传统小波变换法,具有更好的融合效果.     

基于小波变换和邻域特征的多聚焦图像融合算法

提出了一种基于小波变换和邻域特征的多聚焦图像融合算法。该算法首先采用小波变换对源图像进行多尺度分解,得到低频和高频子图像;然后对低频子图像采用基于邻域归一化梯度的方法得到低频融合系数,对高频子图像采用基于邻域方差的方法得到高频融合系数;最后进行小波重构得到融合图像。采用均方根误差、信息熵以及峰值信噪比等评价标准,将该算法与传统融合方法的融合效果进行了比较。实验结果表明,该算法所得融合图像的效果和质量均有明显提高。     

一种新的用于图像分割的活动轮廓模型

为了从灰度异质图像中更好地提取目标,本文提出了一种新的图像分割方法,采用测地时间函数作为局部二值拟合模型的核函数,并结合图像区域的局部灰度信息和全局灰度信息建立能量泛函.同时,符号函数惩罚项的引入避免了符号函数的重新初始化,而曲线长度调整项则保证了曲线演化的连续性和光滑性.通过变分水平集方法最小化新的能量泛函,得到曲线演化的梯度下降流.通过对医学CT图像进行分割实验,证明了该方法的可行性和优越性.     

非下采样Contourlet变换耦合区域特性的多聚焦图像融合算法

为提高图像融合质量,较好地保留原始图像的光谱特性,避免融合图像光谱退化,提出非下采样Contourlet变换耦合区域特性多聚焦图像融合算法。采用非下采样Contourlet变换(nonsubsampled contourlet transform,NSCT)对图像进行多尺度精细分解,获取图像多层次分解子带;利用分割块区域能量函数,构造区域能量度量模型,获取区域能量相似系数,判定低频子带对应的加权系数,完成图像低频子带的融合。根据分割高频子带时形成的行列特征,形成区域锐度模型,获取高频子带分割块中的区域锐度值,利用该锐度值建立分割块判定函数,完成高频子带的融合。最后,采用非下采样Contourlet变换的逆变换得到融合图像。结果表明,与已有图像融合算法相比,本文图像融合算法融合质量更好。     

一种改进的自动调焦爬山搜索算法

图像法自动调焦的一个关键问题在于图像清晰度评价函数的选取,自动调焦的过程就是求取图像清晰度评价函数最大值的过程。针对普通的爬山搜索算法易受到调焦评价函数局部极值干扰而不能准确调焦的问题,提出了一种改进的爬山搜索算法。该算法以连续3次的调焦函数值的变化情况作为确定调焦方向的判据,有效地避免了局部极值的干扰。     

一种新的图像清晰度评价函数

准确有效的图像清晰度评价函数是采用数字图像处理技术实现自动调焦的关键。通过分析比较3种聚焦效果较好的清晰度评价函数，提出了一种基于聚焦窗口模式的平方梯度函数作为聚焦评价函数，建立了评价函数的数学模型，并给出了实验分析和结果。与以往常用的评价函数相比，具有更高的可靠性和聚焦灵敏度。     

一种基于图像处理的二次聚焦算法

如何快速、准确地实现聚焦一直是自动聚焦技术的主要研究内容,其中关键问题是选取正确的评价函数。传统聚焦评价函数在应用于深度离焦情况时存在一些诸如聚焦失败、有效聚焦区域内精度不够等问题。针对这些问题,为了提高自动聚焦的稳定性、快速性、准确性,阐述了一种在现有聚焦算法的基础上改进的基于图像处理的二次聚焦的算法。第一次聚焦选取中心范围内部分区域的图像数据,采用改进的自动阈值方差函数算法来完成快速聚焦。第二次聚焦选取包含第一部分的倒T字形区域图像数据,采用Robert梯度-阈值形式进行精确聚焦。验证结果表明,改进的二次自动聚焦算法在稳定性、速度和精确度方面都有较好的效果,特别是在深度离焦时聚焦效果最为显著。     

数字图像处理在投影显示三色会聚中的应用

针对三片式投影显示光引擎的工业生产中的手工定位问题,提出一套新的自动化生产系统.该系统运用数字图像处理技术,以方差函数和光强重心算法分别作为清晰度调节和三色和色调节的评价函数,分析电荷耦合器件(CCD)采集的局部图像,产生反馈信号.通过调整阵列象素器件(SLM)的空间位置,实现三色自动会聚.实验表明,在高精度的电机控制下,该系统可以在短时间内实现三片式投影显示光引擎的高精度、高可靠性的三色自动会聚.     

基于图像清晰度评价函数的CCD摄像机自动调焦技术研究

自动调焦技术是提高CCD摄像机测量精度的一个重要手段,特别是在小景深及高精度的测量中.图像清晰度评价函数是计算机自动调焦中的关键技术.本文介绍了针对几种图像清晰度评价函数实现的CCD自动调焦过程以及调焦后可在低分辨率CCD摄像机上获得高分辨率图像的手段.     

基于相位一致模型的边缘检测

边缘检测在图像处理和理解中占有重要地位,传统的边缘检测是基于梯度算子,而相位一致方法是基于傅里叶变换理论的一种图像特征检测方法.其原理是指图像特征总发生在相位的最大叠合处.通过计算局部能量,来度量其图像各个位置的相位一致值.利用log Gabor滤波器组实现相位一致模型.为了检验相位一致模型在边缘检测中的有效性,利用该方法对工业图像和遥感图像进行边缘检测实验,并将该方法与canny算子和sobel算子进行对比分析.结果表明相位一致方法可以有效地提取边缘特征.     

实用图形水印算法研究

基于小波水印算法在不可见性和鲁棒性上能够很好地平衡,分别提出了针对矩形图像的水印扩展算法及其相似度定义,并进行了模拟运行,结果表明,新的水印扩展算法在图像降质较大的情况下依然有很好的不可见性;新的相似度定义有较强的抗降质提取图形水印的能力。     

基于混沌理论和Hash函数的自适应图像加密算法

为了实现对数字图像的加密,提出了一种基于混沌理论和Hash函数的自适应图像加密算法。该算法用抽取的Lorenz混沌信号及Hash函数得到像素置乱矩阵,并对图像的像素进行置乱,利用分段Logistic映射对图像灰度进行自适应扩散。理论分析和仿真实验结果表明,该算法具有密钥空间大、抗统计攻击能力强、有效抵抗熵攻击、秘钥敏感性强等良好的性能,能够达到相应的安全水平。     

Attitude control allocation strategy of high altitude airship based on synthetic performance optimization

This paper presents a method for solving the attitude control problem of high altitude airship (HAA) with aerodynamic fin and vectored thruster control. The algorithm is based on the synthetic optimization of dynamic performance and energy consumption of airship. Firstly, according to the system overall configuration, the dynamic model of HAA was established and the HAA linearized model of longitudinal plane motion was obtained. Secondly, using the classic PID control theory, the HAA attitude control system was designed. Thirdly, through analyzing the dynamic performance of airship with fin or vectored thruster control, the synthetic performance index function with different weighting functions was determined. By means of optimizing the obtained performance index function, the attitude control of high altitude airship with good dynamic performance and low energy consumption was achieved. Finally, attitude control allocation strategy was designed for the airship station keeping at an altitude of 22 km. The simulation experiment proved the validity of the proposed algorithm.