光学合成孔径图像超分辨率重建技术研究

针对光学合成孔径固有的中低频损失而导致的成像模糊问题,提出一种改进的超分辨率生成对抗网络(SRGAN)进行图像复原研究;首先通过MATLAB构建光学合成孔径图像数据集,并对数据集进行数据增强处理,其次根据ASPP网络设计思想,构建多尺度SRGAN生成器的残差结构,最后与传统超分辨率重建算法进行复原效果对比;实验结果表明,该算法可加快模型收敛速度,提升模型获取图像细粒度特征的能力,对于光学合成孔径图像的复原效果更优。     

基于嵌入式Linux技术的光学透镜MTF实时检测系统

本文提出一种基于嵌入式Linux技术的光学透镜MTF实时检测系统,该系统通过CMOS摄像头采集图像,然后在嵌入式平台中进行MTF提取,并在显示屏中进行显示。文章主要从硬件设计和软件设计两部分进行描述,基于C语言详细介绍了MTF测试算法与流程,对样品进行了测试,得到了测试结果并给出了相应的MTF曲线。本系统可实现透镜成像质量的实时监控,从而实现透镜加工环节的自动化测试和管理。     

基于神经网络的光学4f系统图像复原

由于光学4f系统存在诸多误差因素,引起所采集到的图像存在大量的噪声。探讨了基于神经网络的图像复原的一般方法,结合4f光学系统的特点,提出采用整体图像处理的复原思路,有效地利用了系统误差的结构信息。实验结果表明,该方法对光学4f系统的图像复原具有较好的效果。     

运动模糊图像复原算法研究

运动模糊主要是由于成像系统与目标物之间产生了相对运动而成的。在运动模糊图像复原的研究中,运动模糊的点扩散函数(PSF)和复原方法是近年来图像复原中的热点问题。针对含有噪声的运动模糊图像的退化模型和恢复过程进行了研究,叙述了运动模糊图像基本原理,并提出了一种基于变分法求极值的方法并应用了模糊图像限制核函数法的方法解决了变分模型中大多数应用场定义域的有限性,最后根据方法得出实验结果。     

改进的运动模糊图像复原算法

提出了一种改进的运动模糊复原算法,首先利用改进的高通滤波(方向微分)快速算法判定运动模糊方向,然后利用边缘检测算法计算模糊尺度,从而确定点扩散函数,最后通过维纳滤波算法对模糊图像进行恢复。针对K值估计问题,提出了一种新的K值自动估计算法。实验结果表明,该方法鲁棒性强、实时性好,图像复原效果好。     

多聚焦散焦图像复原算法

提出一种多聚焦散焦图像复原算法。基于物体成像的点扩散函数退化模型,通过同一场景(包括前景和后景)中任意2幅对焦不同的模糊图像,得到该场景比较清晰的图像。同时,利用点扩散函数的模糊半径与物体深度信息之间的对应关系,估计物体的深度信息。实验结果证明了该算法的有效性。     

光学镜头调制传递函数的测试

为了定量、客观、全面地评价光学镜头的像质,介绍了光学镜头调制传递函数的测试。先简要叙述了测试的原理,并给出计算公式;然后介绍了测试步骤,其中包括固定、穿轴、测试中心视场和测试轴外视场;最后介绍了测试时的注意事项,包括对测试工装的要求、对测试平面的要求和正、负轴外视场测试值相差较大时的处理办法。     

一类离焦虹膜图像复原算法的研究

通常,虹膜识别系统中采集设备的景深(Depth of field, DOF)都很小,在采集过程中经常出现离焦现象,理论和实际应用都需 要研究这种离焦图像的复原方法.本文研究了一种点扩散函数 (Point spread function, PSF)为正六边形的示性函数的离焦虹膜图像复原问题. 通过分析PSF频域零点的分布规律,从理论上证明了距频域中心最近的第一圈零点的零点定理, 证明过程中也提供了计算这些零点的方法,在此基础上,给出了这一类离焦图像复原的快速算法. 实验结果验证了算法的有效性与实时性.     

基于L-R非线性迭代的降质图像复原算法

为克服图像传输和获取过程中受模糊、失真等因素影响所造成的图像降质,提出一种基于L-R非线性迭代的降质图像复原算法。建立图像退化和恢复模型,并给出复原图像的评价测度。仿真实验结果表明,与传统的维纳滤波相比,该算法在存在多种随机噪声的情况下,能达到较好的图像复原效果。     

合成孔径雷达及其干涉技术研究进展

合成孔径雷达(Synthetic aperturer adar,SAR)能够在全天候、全天时条件下对地面进行大范围测绘,是现代民用遥感和军事侦察中的重要手段。本文回顾了SAR及干涉合成孔径雷达(InSAR)技术的历史,叙述了SAR由非聚焦到完全聚焦,由光学处理到全数字式处理,由二维测绘到干涉三维测绘的发展历程。通过例举典型系统,介绍了国外机载、空载SAR和InSAR技术的现状,并对我国近年来在该领域取得的进展作了简要介绍。最后,本文给出对SIR—C／X—SAR采集的航天飞机SAR数据处理所得到的成像结果。     

基于事件相机的合成孔径成像

合成孔径成像(Synthetic aperture imaging, SAI)通过多角度获取目标信息来等效大孔径和小景深相机成像. 因此, 该技术可以虚化遮挡物, 实现对被遮挡目标的成像. 然而, 在密集遮挡和极端光照条件下, 由于遮挡物的密集干扰和相机本身较低的动态范围, 基于传统相机的合成孔径成像(SAI with conventional cameras, SAI-C)无法有效地对被遮挡目标进行成像. 利用事件相机低延时、高动态的特性, 本文提出基于事件相机的合成孔径成像方法. 事件相机产生异步事件数据, 具有极低的延时, 能够以连续视角观测场景, 从而消除密集干扰的影响. 而事件相机的高动态范围使其能够有效处理极端光照条件下的成像问题. 通过分析场景亮度变化与事件相机输出的事件点之间的关系, 从对焦后事件点重建出被遮挡目标, 实现基于事件相机的合成孔径成像. 实验结果表明, 所提出方法与传统方法相比, 在密集遮挡条件下重建图像的对比度、清晰度、峰值信噪比(Peak signal-to-noise ratio, PSNR)和结构相似性(Structural similarity index measure, SSIM)指数均有较大提升. 同时, 在极端光照条件下, 所提出方法能有效解决过曝/欠曝问题, 重建出清晰的被遮挡目标图像.     

综合孔径微波辐射计及其反演成像

介绍了综合孔径微波辐射计的基本思想,以及对地观测的综合孔径微波辐射计与综合孔径射电天文望远镜的区别。给出了综合孔径微波辐射计任意基线干涉测量的可见度函数与基线参数的关系,推导了可见度函数的一般表达式和综合孔径微波辐射计亮度温度反演的一般函数空间表示。给出了亮度温度反演的数值算法和算例。     

干涉合成孔径声纳的信号源系统设计

为达到干涉合成孔径声纳系统对信号源的特殊要求,提出了一种基于SOPC技术的FPGA实现方法,该信号源一方面提供给发射机模拟信号,还给回波信号采集系统提供时钟和同步信号以保证信号系统时间一致性,同时还给接收机的时变增益信号实现对回波信号衰减的补偿;另一方面还实时采集并传输声纳系统在水下的运动姿态、深度、压力等信息;经过湖试和海试,该信号源系统完成了模拟信号和数字信号各项指标的测试,满足设计要求。     

高分辨率极化合成孔径雷达成像研究进展

合成孔径雷达（Synthetic aperture radar,SAR）是一种有效的地球遥感技术,对观测区域进行全天时、全天候的高分辨率大范围成像,在军事侦察、环境监测和地质测绘等领域有着十分广泛的应用。随着雷达技术和地球科学的发展,人们期望能够获取更多的目标特性,传统的单极化SAR已经难以满足越来越多元化的实际应用需求。极化合成孔径雷达（Polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR）基于多个极化通道获取目标不同极化状态下的散射特性丰富了SAR图像的信息量,拓展了SAR的应用领域。从极化数据中准确地解译目标的物理特性是PolSAR应用的重要前提。本文对PolSAR的研究进展进行了总结,重点介绍了极化目标分解算法,给出了高分辨率PolSAR实测数据处理结果,并对未来研究方向进行了展望。     

基于OpenMP的SAR距离多普勒成像算法的研究与实现

阐述OpenMP的特点与使用方法,分析合成孔径雷达距离多普勒成像算法,得到该算法中适合利用OpenMP并行处理的部分:傅里叶变换和逆傅里叶变换,并将OpenMP应用到傅里叶变换和逆傅里叶变换中。将原雷达距离多普勒成像算法,设计成可并行化执行的程序。采用pragma omp for和pragma omp section两种并行设计方法,通过创建多个线程,缩短程序执行时间。实验证明,采用双核处理器并行化的雷达成像算法,图像生成时间缩短到原来时间的67%左右,可有效地提高处理效率,充分挖掘处理器的处理能力。     

适用于宽带和窄带照射源的无源合成孔径雷达成像方法

无源合成孔径雷达成像利用外部照射源和运动接收机对感兴趣场景进行成像,具有良好的电子对抗性,并可降低系统成本,利于系统小型化,缓解频带拥挤。本文给出基于逆散射理论和微局部分析的无源合成孔径成像统一理论,适用于沿任意轨迹运动的机载接收机和静止或运动的照射源。考虑发射两种发射波形：窄带连续波(Continuous-wave, CW)和宽带脉冲波形,相应给出两种新的无源合成孔径成像模式：针对宽带脉冲波形的合成孔径无源成像(Synthetic aperture hitchhiker, SAH)和针对单频或超窄带连续波的多普勒合成孔径无源成像(Doppler synthetic aperture hitchhiker, DSAH)。首先建立回波相关信号模型,该模型可消除与发射机相关的相位项,然后利用滤波反投影理论和微局部分析对相关回波数据进行反演,对应SAH和DSAH这两种无源模式,分别将相关回波数据反投影到无源距离和无源多普勒等值线上,给出详细的分辨率分析。最后通过仿真实验对成像方法进行验证。     

合成孔径雷达图像自动配准算法研究

针对合成孔径雷达图像配准对精度和时间的需求,文中对基于相似三角形的配准算法进行了改进:通过角度判断相似三角形,计算简单且可阻止病态三角形影响配准结果;鉴于用于视频追踪的强角点的优良性能,首次引入它作为配准点特征;基于开源计算机视觉库开发了图像自动配准软件,文中简述软件实现过程,分析了代码优化问题;与传统判断相似三角形的配准算法以及常用配准算法相比,实验数据表明,该算法能够精确求解几何形变参数,且运算时间降至毫秒级,对3种几何形变的配准率均高于97%。     

针对合成孔径雷达图像的新型LOG 边缘检测算法

传统LOG 边缘检测算法对合成孔径雷达图像进行边缘检测时,对噪声敏感,同时也 易损坏部分低强度边缘。针对这一问题,提出了一种新型的LOG 边缘检测算法,首先采用双边滤 波和自适应中值滤波来代替传统LOG 算子中的高斯滤波,再计算平滑后图像的拉普拉斯,最后提 取运算后的零交叉点作为图像的边缘。仿真实验表明,本文方法在脉冲噪声环境下具有显著的去噪 效果,而且能较好地保护边缘,提高了检测精度,相对传统LOG 算法具有更好地检测效果。