一种基于投影和多分辨谱分解的图像配准方法

本文结合积分投影与多分辨谱分解技术,提出了一种实时图像亚像素配准算法。该算法首先引入积分投影方法将图像序列中的每帧图像转换成两个一维积分投影向量,再应用多分辨谱分解方法对两个投影向量分别进行处理,从而精确地获取图像在二维空间上的亚像素平移量。实验结果表明,本文算法具有计算量小、精度高、收敛速度快等优点,尤其适合于硬件实时实现。     

一种新的空时域滤波小目标检测方法

为了提高红外图像序列中弱小目标的信噪比和检测概率,同时考虑检测算法实时性,提出了一种新的基于空时域滤波的小目标检测方法.首先,以第一帧图像为参考帧,对各帧图像进行运动补偿;然后,对运动补偿后的各帧图像在空域进行方差加权信息熵滤波,对空域滤波后图像采取双向隔帧差分的时域滤波;最后通过检测差分图像中的"凸包",抑制背景和噪声,检测小目标.文中给出了实验结果与分析,并与其他方法作了比较.实验结果表明,上述方法能大幅度的提高目标的信噪比,检测小目标,且实时性好.     

采用马氏模型的点状动目标快速检测方法

提出了一种视频序列图像中点状运动目标三维快速检测方法。该方法利用目标运动的时域连续性假设,将目标在相邻多帧上的位置状态模型化为二阶马尔可夫数据链;依照该模型采用沿轨迹集成的检测算法,克服了传统三维检测造成搜索次数巨大的弱点,同时也避免了二维投影检测带来的信噪比下降。理论分析和仿真试验表明,该检测方法能稳定地检测出信号杂波噪声比（SCNR）超过3的缓动点状运动目标,而且在采用5帧集成时计算量比传统的穷尽轨迹匹配检测减少100倍。     

基于奇异值分解的红外弱小目标检测

鉴于传统的基于单幅图像奇异值分解红外弱小目标检测算法的不足,提出了一种新的基于图像序列奇异值分解的红外弱小目标检测算法.首先,利用图像序列构造图像矩阵并进行奇异值分解,得到对应的特征值与特征向量;其次,利用处理后的特征值和特征向量重构图像序列,得到新的特征图像序列;再次,在特征图像序列中选取合适的特征图像进行处理从而增强目标并抑制背景;然后,对新特征图像进行阈值分割,得到要检测的弱小目标;最后,对序列中的每幅图像分别进行帧间位置修正与帧内位置修正,以达到检测红外弱小目标的目的.实验结果表明该算法具有很好的鲁棒性与实时性.     

核最小二乘算法检测红外点目标(英文)

对于背景呈非线性变化的复杂图像,用背景预测的方法对红外点目标进行检测时,传统的线性最小二乘法(Least Squares,LS)的效果比较差.文章使用核方法(Kernel Methods,KMs)推导了最小二乘法的非线性版本:核最小二乘算法(Kernel Least Squares,KLS);进一步推导出了更适合动态系统时序预测的指数加权形式的核最小二乘算法(Kemel Exponential wleighted Least Squares,KEWLS).提出了一种基于核方法的红外点目标检测算法,先用KEWLS非线性回归算法预测红外图像背景,再通过自适应门限检测残差图像中的目标,非线性函数回归和红外序列图像检测实验表明核方法较大地改进了算法的非线性函数估计与红外背景预测能力.     

基于LabVIEW的红外人体目标跟踪

针对红外图像序列信噪比低,缺少边缘及纹理信息,以及人体目标运动自主性强且姿态复杂多变的特点,选用Mean Shift目标跟踪算法,对红外人体目标进行跟踪.针对传统Mean Shift目标跟踪算法不能对尺度变化的红外目标进行有效跟踪的问题,对原有算法进行改进,使用边缘加权直方图与模板中心加权直方图计算Bhattacharyya系数的方式,实现核函数带宽的自适应,并利用界面友好的LabVIEW2011平台进行实现.通过两组实验证明了改进后算法的可行性和有效性.     

基于FSVM时域背景预测的红外弱小目标检测

本文提出了一种基于模糊支持向量机(FSVM)时域背景预测的红外弱小目标检测方法.首先针对前几帧图像中对应同一位置像素点的灰度值序列,利用模糊支持向量机进行函数拟合,并据此预测下一帧图像在该位置处像素点的灰度值:然后将原始图像与预测图像相减得到预测残差图像,利用基于二维Tsallis-Havrda-Charvat熵的阈值选取快速算法进行分割,并根据小目标运动的连续性和轨迹的一致性进一步分离噪声和小目标.文中给出了实验结果及分析,并与现有的检测红外小目标的空域和时域背景预测算法进行了比较.结果表明,本文提出的算法具有更高的检测概率,明显优于已有的基于背景预测的红外小目标检测算法.     

三级管道流水线算法实现红外点目标跟踪

针对海空复杂背景下舰载光电跟踪仪的红外点目标检测跟踪问题,本文研究了一种基于三级流水管道的点目标轨迹检测与跟踪算法.该算法针对由光电跟踪仪实际拍摄的红外图像的二值分割图,利用第一、二级流水管道,完成对二值图像的二阶相关,实现更为有效的滤波除噪.利用第三级基于"或运算"的目标检测管道搜索目标点和进行目标点的准确定位,从而实现了从序列图像中可靠检测和跟踪点目标的目的.本文采用舰载光电跟踪仪实拍的红外图像,进行了实际的工程验证.结果说明,工程验证的结果与实验仿真结果相吻合,算法是可行的.     

复杂背景下的红外目标自动跟踪算法

提出了一种非线性边缘检测和Mean Shift方法相结合的红外目标检测与跟踪算法.采用双窗口算子的非线性边缘检测算法具有计算量小、速度快、图像质量好等优点.在边缘检测后的二值图像基础上,利用改进的Mean Shift跟踪算法实施目标跟踪.该跟踪算法融合了计算目标区域局部标准差的信息;利用灰度值和局部标准差的概率密度函数来描述目标;同时选择核函数级联方式进行目标密度估计,从而弥补了仅用灰度信息描述目标特征的不足.实验结果表明,该跟踪算法检测出的复杂背景下红外目标边缘清晰,并且能够准确地对目标实施自动跟踪.     

基于模糊融合的红外弱小目标快速检测算法

提出了一种基于模糊融合的红外弱小目标快速检测新算法。算法以差分图像为基础，根据差分图像的噪声特性引入衡量像素点灰度变化程度的隶属度函数，将经过隶属度函数“模糊化”的数帧差分图像进行模糊“与”操作实现融合，按照规则对融合后的图像进行两次模糊推理，实现了弱小目标的检测。仿真实验结果表明，该算法保留了差分法良好的实时性，克服了确定检测阈值难和“硬”判决带来检测概率低的缺点，能快速有效地检测出低信噪比红外图像序列中的像素个数不小于4的弱小运动目标。     

Quantitative analysis of the projectile impact on rock using infrared thermography

The transient process of rock, normally impacted by a gas gun, was monitored with a thermal infrared (TIR) imager. The geometric features and the radiant characteristics of the infrared thermography in target region were extracted and regressively analyzed. Both the projectile's impacting velocity and kinetic energy were back analyzed based on the extracted geometric features and the radiant characteristic parameters of target thermography. It was revealed that: (1) there is a critical velocity at which target thermography is regular and centrally symmetrical; (2) within the critical velocity, the impacting velocity is linearly correlated to the perimeter of target thermography and is quadratically correlated to the TIR temperature increment, while the projectile kinetic energy is linearly correlated to both the area and the increment of the TIR radiant flux of the target thermography; (3) for a quantitative back analysis of the impact-related parameters, both geometric features and radiant characteristics can be applied. It was suggested that the perimeter and the TIR radiant flux increment of the target thermography can applied as the principal indices (with an error of less than 5%), while the area and the TIR temperature increment of target thermography can act as other auxiliary indices (with an error of less than 15%). The possible mechanisms of variations in IR radiation for impact on rock are discussed. The results are of general significance for the impact on other types of rocks or solid materials, and might extend the application of infrared remote sensing from a static geosciences domain to a dynamic mechanical domain.     

时空联合的红外运动目标提取算法

针对红外图像对比度差、边缘模糊的特点,提出了一种基于时空联合的红外序列图像目标提取的新方法.算法充分利用了红外目标的亮度特征、背景信息以及运动信息.时域分割中通过建立帧差图像背景的高斯分布模型,采用变化检测模板来确定红外目标约束区域.然后,构造图像像素与区域之间的空间关系隶属度矩阵并约束到传统的模糊聚类算法中,空域分割则利用该模糊聚类来对目标约束区域进行有效分割.最后将时空分割结果融合便能实现最终的红外目标提取.实验结果表明,该方法简单有效,能准确提取动态场景中的红外目标.     

基于时域波束信号高阶谱的目标检测技术

为解决常规时域波束形成技术抗噪声能力弱、对弱目标检测能力差的问题,利用高斯噪声的高阶累积量(三阶及三阶以上)为零、非高斯信号的高阶累积量不为零这一性质,对常规时域波束形成后输出的波束信号进行后置处理。首先,对常规时域波束形成后输出的各预成波束信号,分别求其四阶累积量切片谱值;然后,再对各四阶累积量切片谱值分别进行能量累加,得到空间谱图;最后,通过对空间谱在时间上的累积,得到方位历程图。用仿真和海试数据对算法进行了验证:在低信噪比情况下,常规算法不能有效检测到弱目标时,经后置处理后可以有效检测到弱目标。结果表明,与常规时域波束形成算法相比,波束形成后再进行切片谱后置处理的算法增强了对噪声的抑制能力,提高了对弱目标的检测能力。     

HHT与神经网络在舰船目标特征提取中的应用

目标识别一直是水声领域的关键技术之一。将高阶累积量用于希尔伯特变换特征提取中,通过对舰船目标辐射噪声信号进行采集,得到舰船目标噪声信号,进而提取目标辐射信号各阶模态的相邻平均瞬时频率比、相对标准差、中心频率、平均强度、高阶矩和高阶累积量等作为特征,最终利用BP神经网络来实现对两类舰船目标的分类识别。通过对实际舰船目标噪声进行识别,验证了该舰船目标识别系统具有较好的识别效果。     

一种新的ICA域图像融合算法

针对红外和可见光图像的特点,结合Mitianoudis提出的ICA域图像融合方法,本文提出了一种改进的ICA域多模图像融合算法.该方法根据Mitianoudis的方法,通过训练得到的基函数对图像进行线性变换,在变换域中将图像分割成不同的区域,对活跃区域采用绝对值取大的融合规则,而对非活跃区域则按照目标传感器图像的区域分割结果分别采取不同的融合规则,最后反变换得到融合图像.实验结果表明了本丈方法的有效性.     

谐波恢复的时间平均三阶累积量方法及其工程应用

为了识别在强高斯噪声背景下振动信号的谐波成分，从三阶累积量的估计算法出发，提出了基于时间平均的三阶累积量算法，进行振动信号的谐波恢复。时间平均三阶累积量是三阶累积量的一种估计值。理论推导表明，随机相位谐波过程时间平均三阶累积量为非零值，而且其一维切片仍然是谐波过程。由此提出了一种在强高斯噪声背景下识别信号的谐波成分的频谱分析方法。该方法对抑制振动信号中的高斯噪声、正确识别其中的谐波成分十分有效，工程应用实例和信号仿真都很好地验证了该方法的正确性。     

一种光电导引着舰红外合作目标组合的研究

为了实现舰载机全天候自主着舰,本文研究了舰载机光电导引着舰用红外合作目标组合.首先提出了切实可行的工作过程及地面车载验证方案,然后研制了合作目标.根据大气窗口、红外辐射在大气中的传输特性和待选波段对应的最佳辐射温度对合作目标温度控制的影响,确定了8~14 μm波段为合作目标对应的辐射波段.根据摄像机的探测距离的估算以及实际要求确定了合作目标的大小.将所设计的合作目标组合用于光电导引算法,计算结果表明,对着舰点的位置预测误差分别小于0.5 m、1 m、1.2m,具有很高的精度.     

Study of DNA internal dynamics by quasi-elastic light scattering

We have studied the large-scale internal fluctuations in DNA coils by using quasi-elastic light-scattering spectroscopy. We have measured the angular dependence of the first cumulant of the scattered-light autocorrelation function. Within the q (3) domain of this dependence, we observed the transition from the asymptotic behavior predicted for good solvents to the asymptotic behavior predicted for ? conditions. This allowed us to determine the screening length of volume interactions in DNA chains. Analysis of the autocorrelation functions by a regularization procedure allowed us to reconstruct the mode composition of the scattered light and to determine the relaxation time of the fluctuations in the coil size.     

一种新的动态光散射纳米颗粒反演算法

由于传统累积量反演算法计算结果随相关时间的变化有较大的波动,提出一种新的累计量算法,此方法直接利用光子相关光谱函数作为目标函数进行反演,减少相关时间选择对测量结果的影响.在介绍传统累积量光子相关光谱法颗粒粒径分布反演算法的基础上,引入以光子相关光谱函数作为累积量算法的目标函数的反演算法,利用实验平台对90 nm的乳胶颗粒进行测量.运用实验获得的相关函数数据研究两种累积量算法和相关时间之间的关系,实验结果表明,采用传统累计量算法其结果受相关时间影响较大,而本文所提算法稳定性好,在较长相关时间范围内基本不受相关时间影响.