遥感影像信息提取中纹理特征的应用

本文简要介绍了基于灰度共生矩阵的纹理分析方法,并以一个农业县的CBERS-02 CCD影像为例,通过纹理分析方法对该地区的农作物种植区域进行提取,同时探讨了基于灰度共生矩阵的纹理分析方法中滤波窗口大小、特征波段等要素的确定方法。     

纹理与波形特征组合对机载LiDAR数据分类的影响

将纹理特征与波形特征用于LiDAR数据分类,进行了纹理特征与波形特征的最佳组合方案研究。首先将LiDAR全波形数据的高程、波宽、振幅和回波次数等波形特征信息转化为波形特征图像;然后利用灰度直方图和灰度共生矩阵(GLCM)提取多种纹理特征,并与波形特征图像叠加构成多维特征图像;最后讨论纹理特征与波形特征组合对分类的影响,并确定最佳组合方案,探讨不同分类器对纹理与波形特征组合的适应性。实验结果表明,某些纹理特征能够提高分类精度,但不是分类特征越多越好,只有最佳组合才能充分利用纹理和波形特征,提高分类精度。     

基于纹理特征的钢丝绳图像分割方法

针对复杂背景下钢丝绳图像难以准确分割的问题,提出一种新的基于纹理特征的图像分割方法.首先,采用局部二进制模式(Local Binary Pattern,LBP)特征直方图的一阶熵、二阶熵作为LBP特征的统计测度,降低LBP特征的维数.同时选用边缘密度作为纹理描述的特征之一,弥补LBP算子提取纹理特征不足,抗干扰能力差的缺点.然后以上述纹理特征构成特征矢量,采用模糊C-均值(Fuzzy C-Mean,FCM聚类算法进行聚类分割.在实验中,对比了该算法与灰度共生矩阵、传统LBP算子在钢丝绳图像分割中的效果.结果表明,该算法可以有效地对钢丝绳图像进行纹理分割,并能取得良好的边界定位效果,性能优于另外两种算法.     

基于振动参数图像融合灰度共生矩阵的电抗器机械状态辨识方法

为更有效地监测电抗器的工作状态,提出一种基于振动参数图像融合灰度共生矩阵的电抗器机械状态辨识方法。首先对电抗器施加不同大小的电压、预紧力以模拟不同工况,在采用工作变形分析的基础上,利用灰度共生矩阵提取不同工况下工作变形分析云图的纹理特征,引入能够定量表征电抗器振动情况的振型相关系数,进而得到电抗器振动参数结合工作变形分析灰度图纹理特征的融合特征矩阵,最后利用支持向量机实现电抗器的状态辨识。通过模拟绕组松动故障试验,将所提方法与单一基于灰度共生矩阵的常规辨识方法进行比较,实验结果表明：所提方法能够有效地提取电抗器振动信号特征参量,且诊断精度相较于常规方法有明显提升,准确率可达93.6%。     

基于纹理谱及其空间特征的图像检索

针对传统纹理谱描述符维数较高且忽略了空间特征的问题,一方面进一步考虑邻域中心像素与其它像素间的灰度关系,改进了中心对称局部二值模式纹理谱描述符,另一方面基于灰度共生矩阵提出了纹理谱基元共生矩阵的概念,并据此来提取纹理谱基元空间特征。通过不同图像库进行实验,结果表明,结合所提取的空间特征,可明显地提高传统纹理谱描述符的检索性能,而且所提出的描述符以较低的维数取得了较好的检索效果。     

基于振动图像纹理特征识别的轴承故障程度诊断方法研究

针对轴承故障诊断中故障分类研究多,故障程度研究少,振动图像信息丰富得不到充分利用问题,提出利用振动图像纹理特征识别技术进行轴承故障程度诊断方法。该方法先对轴承振动响应信号进行EMD-形态差值滤波处理,后将滤波后信号转换为双谱等高线图,利用灰度三角共生矩阵得到双谱图形纹理特征,应用主成份分析法从纹理特征参数中提取轴承故障程度特征参量,用支持向量机进行模式识别。实验结果表明该方法能有效区别轴承外圈、内圈及内外圈的故障严重程度,可为旋转机械故障程度诊断提供新方法。     

灰度共生矩阵在蔬菜种类识别中的应用研究

针对我国蔬菜类食品安全追溯系统中有关种类信息采集存在的一些问题,提出了一种利用图像纹理分析技术对多种蔬菜进行识别分类,进而提高信息采集的准确性与高效性.实验中分别用灰度共生矩阵算法(GLCM)、高斯马尔可夫模型法(GMRF)和Gabor法分别对蔬菜的纹理进行特征提取,并通过支持向量机(SVM)分类对比.结果证明,由灰度共生矩阵对蔬菜种类识别可以得到较好的分类结果.     

基于特征融合与降维的印刷套准识别方法

目的针对单一方面特征难以准确表达印刷标志套准状态的问题,研究印刷标志图像多维特征提取、融合和降维的印刷套准识别方法。方法提取印刷标志图像的灰度共生矩阵、Tamura纹理特征、灰度差分统计特征和灰度梯度共生矩阵表达其纹理,并采用主成分分析法对融合后的多维特征进行降维处理,得到主特征。将印刷标志图像的主特征数据分成训练集和测试集。支持向量机模型通过对训练集的学习确定模型参数,然后在测试集上验证模型的性能。结果文中建议方法在测试集上的识别准确率为99%,训练集对支持向量机模型的训练时间为1.9327 s,模型在测试集上的识别时间为0.0307 s,模型的总体时间(训练时间和识别时间之和)为1.9634s。结论文中建议方法优于采用单一方面特征的识别准确率;同时在不影响识别准确率的情况下,优于未PCA降维方法的模型训练时间、识别时间和总体时间。     

合成孔径声纳原理样机的湖上试验

在合成孔径声纳理想模型的基础上，讨论了该声纳的系统结构，并介绍了其原理样机的湖上试验情况。实验结果表明，在用成像算法对原始数据进行处理后，很好地得到了目标的图像。该合成孔径声纳系统的方位向与距离向成像分辨率均小于0.5m，完全达到了设计要求，从而表明该系统的设计是成功的。     

基于学习矢量量化的运动目标检测算法

提出一种基于学习矢量量化的运动目标检测算法.通过训练样本,网络能自适应地确定区分运动目标和背景的阈值向量.输入向量包含图像的 YCbCr 颜色空间分量和灰度共生矩阵的方向特征.两者融合到算法中,有效抑制了背景亮度变化对运动目标检测的干扰.仿真实验结果表明,即使在背景模型亮度剧烈变化的情况下,算法也能够准确检测出运动目标.     

基于修正CycleGAN的声呐图像库构建方法研究

声呐图像数据集获取困难,导致很多水下工作无法正常开展,如水下目标检测与跟踪、声呐图像的超分辨等,因此构建充足的声呐图像数据库成为很多水下研究工作的重要前提条件。受光学图像与合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）图像转换研究工作的启发,提出了基于CycleGAN实现声呐图像库的构建,即利用光学图像合成声呐图像,实现光学到声呐的图像风格迁移。通过对CycleGAN网络损失函数的改进,提高了声呐图像的合成效果。通过与Pix2Pix等图像风格迁移网络进行比较的实验结果证明,修正后的CycleGAN网络具有更好的图像风格迁移效果。最后用合成的声呐图像训练Mask RCNN目标检测网络,并用真实的声呐图像进行测试,训练得到的模型能够成功地检测出真实声呐图像中对应的目标,进一步验证了利用光学图像构建声呐图像库的有效性。     

基于声呐历程累积图像的弱回波目标检测方法

针对浅海随机噪声与混响背景下蛙人等弱回波强度、慢速小目标的检测问题,提出一种基于声呐历程累积图像的目标检测方法。首先根据声呐图像时域、空域相关性,采用背景空时归一化处理技术,抑制声呐背景中的静态混响、突发性噪声等强回波干扰。声呐历程累积图像集成了多帧声呐图像的信息,目标回波亮点由于运动连续性形成亮线特征,利用该特征,采用Radon恒虚警率(Radon Constant False Alarm Rate,Radon-CFAR)检测声呐历程累积图像中的目标短时运动轨迹,能够检测到低信噪比的目标。分析了空时归一化处理和检测算法的性能,并通过海试数据验证了该算法的有效性,可以检测到低信噪比的蛙人目标回波。     

基于声呐历程累积图像的弱回波目标检测方法

针对浅海随机噪声与混响背景下蛙人等弱回波强度、慢速小目标的检测问题,提出一种基于声呐历程累积图像的目标检测方法.首先根据声呐图像时域、空域相关性,采用背景空时归一化处理技术,抑制声呐背景中的静态混响、突发性噪声等强回波干扰.声呐历程累积图像集成了多帧声呐图像的信息,目标回波亮点由于运动连续性形成亮线特征,利用该特征,采...     

水下小目标合成孔径声呐层析成像技术研究

水下小目标精细成像对于正确识别水下目标具有重要意义。目前,多波束成像声呐和条带合成孔径声呐是获取水下小目标图像的主要手段。水下目标的判别主要利用了目标图像的亮点特征,即使是同一目标从不同方位观测时得到的结果也可能差异较大,这给快速识别确认目标带来了困难。为解决该问题,提出了利用圆周合成孔径声呐对水下小目标进行水声层析成像信号处理方法,提高了声呐的多角度融合观测能力。仿真及试验数据处理结果表明,合成孔径声呐层析成像方法能够获得目标外形轮廓精细特征,有利于水下小目标的正确识别。     

阵列信号维纳滤波用于主动声呐图像增强处理

声呐图像的噪声背景抑制是提高水下目标检测能力的重要问题。针对声呐图像背景斑点噪声强、目标轮廓模糊、目标回波对比度低等问题,利用确定性目标回波信号与随机分布的干扰噪声之间的相关统计特性差异,采用基于最小均方差准则的阵列信号维纳滤波器,通过主动最小方差无畸变响应（Minimum Variance Distortionless Response,MVDR）波束形成和后置维纳滤波的两级处理,去除声呐随机噪声背景。试验数据的处理结果表明：在噪声干扰条件下,相比于常规波束形成（Common Beamforming,CBF）,主动MVDR处理提高了目标回波的局部信噪比,后置维纳滤波处理降低了随机分布的斑点噪声,使声呐图像的清晰度得到增强。     

基于粒子群最小二乘支持向量机的前视声呐目标识别

随着声成像技术的日益发展和广泛应用,利用图像声呐进行水下目标识别逐渐成为水声探测领域的重要研究方向之一。根据前视声呐图像的特性,提出了一种水下目标识别的方法。对声呐图像进行去噪和增强处理并分割图像,来获取目标所在区域、提取目标的区域形状特征;利用粒子群算法优化最小二乘支持向量机的正则化参数和核参数,构造出高性能的多分类器;输入待识别目标的特征实现分类。实验表明:优化后的最小二乘支持向量机能够准确、有效地识别出水下目标,并且具有较高的精度。     

Motion estimation in wide band synthetic aperture sonar based on the raw echo data using the method of displaced phase center antenna

Phase errors in synthetic aperture sonar (SAS) imaging must be reduced to less than one eighth of a wavelength so as to avoid image destruction. Most of the phase errors occur as a result of platform motion errors, for example, sway yaw and surge that are the most important error sources. The phase error of a wide band synthetic aperture sonar is modeled and solutions to sway yaw and surge motion estimation based on the raw sonar echo data with a Displaced Phase Center Antenna (DPCA) method are proposed and their implementations are detailed in this paper. It is shown that the sway estimates can be obtained from the correlation lag and phase difference between the returns at coincident phase centers. An estimate of yaw is also possible if such a technique is applied to more than one overlapping phase center positions. Surge estimates can be obtained by identifying pairs of phase centers with a maximum correlation coefficient. The method works only if the platform velocity is low enough such that a number of phase centers from adjacent pings overlap.     

基于小波域多分辨率MRF的声呐图像目标分割

声呐图像受噪声影响严重,分辨率低,传统算法对其目标分割效果较差,为此,提出了小波域多分辨率MRF模型的声呐图像分割算法。小波域多分辨率分析有利于提取声呐图像弱特征信息;每一分辨率中的观测特征采用高斯混合模型建模,尺度内同标记的观测特征用高斯模型建模,用各向同性的双点多级逻辑(Multi-Level Logistic,MLL)模型建模每一尺度的标记场;最后,用迭代条件模式(Iterated Conditional Mode,ICM)实现多分辨率马尔可夫随机场(Multi-Resolution Markov Random Field,MRA-MRF)中能量函数的最优解,获取标记场,完成声呐图像分割。从视觉效果和定量分析两方面验证。对比实验的结果表明,该文算法能有效地提取声呐图像的弱目标信息,较好地将目标区域和背景区域分割出来,具有较高的分割精度和鲁棒性。     

采用反向投影算法进行宽带合成孔径声纳数据处理与图像重建

文中提出了宽带合成孔径声纳(synthetic aperture Sonar，简称SAS)成像的反向投影算法(back pmjection，简称BP)。该算法是在时间-空间域中对合成孔径线列阵中备个阵元接收回波的所有频率分量进行相干求和，以充分利用合成孔径上所有回波的能量，从而得到理想的SAS图像。同时，文章中分析了BP算法实现过程中拖尾(tall)现象的产生机理，对BP重建图像进行了斜坡滤波处理。并对载频为15kHz,带宽为20kHz的SAS系统进行了仿真，结果验证了这种算法的有效性。     

合成孔径声纳干涉相位图噪声抑制方法分析

讨论了合成孔径声纳的干涉相位图降噪问题。利用加性噪声模型,分析了四种降噪算法:像素平均法、非线性条件邻域均值法、模糊中值法和向量滤波法。通过仿真数据生成的干涉相位图进行降噪分析得到结论:通过像素平均法和条件邻域均值法降噪后不能准确地生成高度图,不推荐在实际中使用。而模糊中值法和向量滤波法通过降噪可以准确地生成高度图。通过相位图残留点数和高度图方差对比发现,向量滤波法性能最优,是一种快速有效的噪声抑制方法。