基于光谱角匹配和加权自相关约束能量最小化 算法的水面目标探测方法

为实现对高光谱图像海面舰艇目标进行有效探测,通过对传统的目标探测算法进行改进,解决了加权自相关约束能量最小化算法(Constrained Energy Minimization, CEM)对于大目标地物提取效果不佳的问题.对高光谱图像做降维和端元提取处理,并利用提取的端元进行光谱角匹配(Spectral Angle Mapping, SAM)分类来确定两个重要的分类:舰船类和海水类;从所有像元中减去舰船类像元作为背景像元,通过基于纯背景像元加权自相关矩阵的SAM-CEM算法计算探测结果;通过分类图像来获得只包含海水和舰船的灰度图像,并进行二值化和数学形态学处理,寻找范围最大的白色区域为海水区域;通过对目标探测图像进行二值化,利用舰船目标在海水中的特点,去除不在海水区域内的虚警目标,从而确定最终的舰船目标.实验结果表明:该算法能够更好地增强目标信号而抑制背景信号,从而避免了加权自相关CEM算法中目标信号作为背景信号参与运算而对探测结果的影响,在对海面舰艇的目标探测中取得了令人满意的结果.     

舰船气泡尾流场气泡数密度衰减模型研究

为探究舰船气泡尾流场中气泡的数密度衰减特性,通过港内海况条件下冲锋舟航行实验,以高速摄像机采集实验测得的不同螺旋桨转速下的真实气泡尾流场数据,对舰船气泡尾流场中不同螺旋桨转速工况下气泡的数密度衰减特性进行分析,得出舰船气泡尾流场中气泡数密度随时间呈指数衰减,最大气泡数密度可达8×105/m3,且衰减情况受螺旋桨转速的影响,转速越高衰减越快,并构建舰船气泡尾流场中考虑螺旋桨转速的气泡数密度衰减模型,模型与实验结果吻合良好,表明模型的正确性和应用价值,对舰船气泡尾流场微观气泡探测和鱼雷制导等研究应用具有参考价值。     

舰船红外成象目标实时识别跟踪算法研究

对前视海面舰船红外成象目标的实时识别与跟踪技术进行了研究，提出了一种新的海面舰船红外成象目标的识别跟踪算法。重点论述了其中的跟踪算法；同时基于本文算法及实际系统使用性能的要求，设计了一种适合本文算法的舰船红外成象识别跟踪系统，给出了硬件原理框图，对系统的实时性进行了分析。     

舰船尾流侧向声检测方法

舰船尾流声检测是水下航行体实现自动搜索、跟踪、攻击水面舰艇目标的最有效途径之一,当前工程应用和相关研究主要集中于从尾流下方实施的顶视声尾流检测方法.为了进一步研究水下航行体新型尾流检测技术,提高尾流自导性能及抗干扰能力,研究了舰船尾流的侧向声散射检测方法.分析了舰船尾流的几何特性和声特性,进行了实验室模拟尾流的气幕声散...     

加权均值滤波在机场跑道路面裂纹图像检测中的应用

图像去噪是图像处理中的一个重要环节。基于均值滤波和中值滤波的经典算法,结合数字图像处理技术,以拍摄的直升机机场跑道路面裂纹图像作为研究对象,提出了一种改进的加权均值滤波算法,并通过仿真给出了试验效果图及数据结果。结果表明：改进的加权均值滤波算法较传统均值滤波能更好地保护图像的细节,失真小,在去除噪声的同时较好地保留边缘等细节信息,降低了图像处理后的模糊化程度,优于经典的滤波算法。该研究为机场跑道路面裂纹图像检测提供了一种新方法。     

基于双边滤波的Retinex图像增强算法

针对Retinex图像增强技术在高对比度边缘区域存在"光晕伪影"这一缺点,提出了一种基于双边滤波的Retinex算法。该算法先使用带有边缘保存功能的双边滤波将原图像分解成照度图像和反射图像,再分别采用不同的策略压缩照度图像和增强反射图像,最后把两部分图像合成为新的图像。通过从主观视觉效果和客观质量评价两方面对该算法进行检验,实验结果表明它有较好的增强效果,解决了"光晕伪影"问题。     

水下航行体热尾流数值预报方法研究

研究了水下航行体红外隐身性等问题，提出了一种可对水下航行体热尾流进行数值预报的方法。在已建立了水下热尾流数学模型及海面热尾流红外辐射大气传输模型的基础上，采用几何投影的方法，确定机载红外成像器件焦平面上各个探测像元所对应的海面辐射区域，进而计算出探测器焦平面上每个探测像元所接收到的红外辐射能量，最后根据每个探测像元所接收到的红外辐射能量绘制伪彩色红外图像。按此方法在WindowXP平台上选用Vc＋＋6．0结合FLUENT及MODTRAN等专业软件，建立数据库，编写了仿真程序，可以对水下航行体的热尾流进行数值预报。     

对海面重拖尾杂波下相位梯度自聚焦算法的改进

由于海杂波的随机动态特性,用合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)对海面上的舰船目标成像时,相位梯度自聚焦算法(Phase Gradient Autofocus,PGA)的聚焦效果变差.在统计海杂波的分布特性之后,在大多数情况下可以用α-stable分布模型比较好地描述海杂波的幅度特性,尤其对于拖尾较大的海杂波.用分数低阶统计模型和相位梯度自聚焦算法结合起来(PGA-FLOS),可以有效地改善海面上舰船目标的成像效果.仿真和对实测海面数据处理都证明了文中算法的有效性.     

舰船尾流气泡声学测试系统研究

针对舰船尾流气泡的声学特性测试需求,开展了系统工程样机试制及实际航行(简称“实航”)试验测试研究。针对声学探测反演舰船尾流几何尺寸、气泡分布密度等基本原理进行说明。综合分析国内相关研究现状,采用基于(Remote Operated Vehicle,ROV)平台的移动式一体化测试方案,解决不同水深的试验测试问题;利用比对分析方法,降低水声环境对尾流气泡声学测试系统的影响。研制相应试验测试系统装置,并开展湖上实航试验。试验测量结果与当前相关研究及试验测试结论基本一致,证明该测试系统具备舰船尾流气泡声学探测能力,具备广泛的军事和民用价值。     

基于改进的互信息结合边缘互方差的医学图像配准方法研究

研究了灰度多模医学图像配准中广泛使用的最大互信息方法,在此基础上,又研究了边缘图像的互方差配准原理,并将其引入到原始图像的互信息中,综合互信息和边缘互方差对图像配准的目标函数作了改进,定义了一个新的测度函数.通过使用Powell算法和模拟退火混合优化算法对目标函数进行寻优,得到了配准变换参数,最终对图像实现了配准.这种方法既利用了原始图像的灰度互信息,又利用了边缘图像在二维水平面上像素间的关系,起到了补偿互信息缺陷的作用,提高了配准的精度.通过Matlab仿真实验证明这是一种有效的医学图像配准方法.     

Smoothing With Split Linear Fits

We introduce a family of smoothing algorithms that can produce discontinuous output. Unlike most commonly used smoothers, that tend to blur discontinuities in the data, this smoother can be used for smoothing with edge detection. We cite examples of other approaches to (two-dimensional) smoothing with edge detection in image processing, and apply our one-dimensional smoother to sea surface temperature data where the discontinuities arise from changes in ocean currents.     

Detection of the electromagnetic field induced by the wake of a ship moving in a moderate sea state of finite depth

The wake of a ship and ambient sea waves induce disturbances in the Earth??s geomagnetic field. Numerical simulations are used to examine the feasibility of detecting these disturbances for moderate sea states. It is assumed that the electromagnetic disturbances are sampled by an air-borne magnetometer moving steadily along a rectilinear path. Spectral analysis of the samples is performed. Numerical simulations indicate that the magnetic field induced by the noisy sea environment and that by the wake of a moving ship have different spectral characteristics. Typically, the peak of the body-induced magnetic-field spectrum is located in the range of frequencies where the corresponding value of the wind wave??s spectrum is less significant. It is illustrated that the feasibility of electromagnetic detection of a ship??s wake depends strongly on the ship??s depth-based Froude number.     

基于敏感区域多结构元素形态学边缘检测算法

在边缘检测算法的应用中,很难同时兼顾图像处理效果和处理速度,为此,提出了一种新的边缘检测算法,将边缘处理集中在感兴趣的图像区域中.该算法利用梯度算子获得图像中的敏感区域,再构造多种结构元素,结合形态学梯度和OTSU分割法检测敏感区域的边缘.应用于沥青路面裂缝图像检测,实验结果表明,与其它边缘检测算法相比,该算法不仅具有很好的边缘提取能力,而且具有很强的抗噪能力.在保证处理效果的同时,也保证了处理速度,有很高的实用性和推广性.     

靶丸目标图象预处理

主要阐述了提取ＩＣＦ实验中靶丸目标边缘轮廓的图象处理方法。包括Ｓｏｂｅｌ边缘检测算子在内的多种方法都能够检测目标物体边缘及实验但未改进的算法在实验中效果不是很好。处理结果达到了实验的要求。     

基于图像处理技术的五金件表面缺陷检测研究

为实现图像处理技术在表面缺陷检测中的应用,取代传统人工检测的方式,设计开发了一套五金件表面缺陷检测系统,研究了镀镍五金件表面图像在线处理算法,包括边缘检测算法、位置修正算法、标定算法和检测算法,实现了五金件表面缺陷视觉检测.同时提出一种阈值反馈算法,用实际缺陷值反馈验证理论缺陷值,最终得到可靠的缺陷阈值,判断表面缺陷....     

Edge enhancement by unsharp masking using liquid-crystal displays

A new method for real-time edge enhancement is presented. The method is based on the capacity of liquid-crystal displays to generate a contrast-reverted replica of the image displayed on it. When the negative replica is defocused and it is superposed to the original image (displayed in a second liquid-crystal display), one obtains an image with enhanced second derivatives. The proposed technique resembles the classical (photographic) unsharp masking method, but unlike the time-consuming photographic implementation, it can be applied in real-time. The proposed method is potentially interesting for image processing in areas such as microscopy, industrial edge inspection, etc. Validation experiments are presented.     

工业干扰环境下基于模板匹配的印刷品缺陷检测

目的提出一套应用于实际工业干扰环境下的印刷品缺陷检测算法,解决在工业环境中由于受灰尘干扰和传送装置振动干扰等因素影响,一些传统的印刷品缺陷检测算法在检测速度和精度等方面已经无法胜任的问题。方法算法主要包括图像预处理、模板制作、模板匹配、灰尘处理、缺陷提取等5部分,其中图像预处理主要包括图像去噪、图像旋转、图像归边、图像剪裁和图像平移等环节。结果该算法在实际工业流水线上的运行结果表明,若检测400 mm×400 mm的印刷品,检测速度最快可小于1 s,检测精度可达到0.1 mm。结论该算法能够对传统预处理添加图像归边处理,以及对印刷品帧差结果图进行形态学处理,克服了工业环境下灰尘和传送装置振动等的干扰。     

基于形参均匀B样条盈亏修正的图像边缘检测

利用形参均匀B样条平滑公式,建立了一种盈亏修正的图像边缘检测新方法。首先对图像的原型值点进行盈亏修正,进一步减少原始图像和平滑图像之间的残余误差;然后利用形参均匀B样条修匀公式对修正后的图像拟合光滑曲面;最后求拟合后的光滑曲面的一阶导数极值点或二阶导数的零交叉点作为边缘特征点。试验表明,该方法稳定可靠,精度较高,能够很好地去除伪边缘;同时该方法简洁,便于实时处理。     

基于小波变换的图像边缘检测算法的研究

在对经典的图像边缘检测算法深入分析的基础上,进一步完善了基于小波变换的边缘检 测算法.随尺度增加,边缘和噪声的小波幅值表现出不同变化特性,从而在低信噪比的信号中检测出噪声和边缘.实验结果表明,基于小波变换的图像边缘检测算法能够比其它算法保留更多的图边缘信息,鉴别出伪边缘,其精度能够满足基于图像处理技术的各种质量检测系统的要求.