Sobel算子在气膜孔图像清晰度评价过程中的研究

对高压涡轮叶片中冷却气膜孔(下简称:气膜孔)视觉测量过程中遇到的气膜孔图像清晰度评价问题展开研究。利用光学成像系统分析了系统离焦对图像清晰度的影响,并提出了一种Sobel算子与阈值相结合的图像清晰度评价方法。针对气膜孔孔径小、单晶材料反光、焦平面的获取困难、气膜孔边缘难识别等问题,进行对比实验,设计了图像清晰度评价函数归一化与阈值选取相结合的测量方法,这确保了评价功能的真实性,同时滤除了高频噪声。实验结果表明,所提出的评价方法可以准确地评价气膜孔图像的清晰度。此方法具有很强的单峰性,无偏性和良好的抗噪性能。     

离焦模糊图像清晰度评价函数的分析与改进

传统的基于梯度的图像清晰度评价函数(调焦函数)对噪声敏感,在实际应用中易引入过多的非边缘信息,影响系统的稳定性。本文基于光学成像系统离焦模型分析了系统离焦对图像清晰度的影响,并提出了一种改进的图像清晰度评价方法。该方法利用最大灰度差提取细节信息来评价图像清晰度;引入阈值区分边缘点和非边缘点来减小图像平坦区域对评价函数灵敏度的影响,同时有效抑制噪声的干扰。进行了仿真实验和实际测试并与传统的清晰度评价函数进行了比较。结果显示,提出的方法具有更好的灵敏度和抗噪性能,能够准确而稳定地评价离焦模糊图像的清晰度,可用于实际光学系统的自动调焦。     

离焦模糊图像清晰度评价函数的研究

离焦模糊图像清晰度评价函数是采用数字图像处理技术实现显微镜自动调焦的一个关键,也是图像恢复中评价图像质量的一个重要判据.本文首次提出了用图像灰度梯度向量模方和、Roberts梯度和与拉普拉斯(8邻域微分)算子和作为由于离焦产生的模糊图像的评价函数.文中分别建立了上述几种评价函数的数学模型,给出了实验结果和分析.与以往的图像灰度熵和图像灰度方差评价函数相比,本文给出的评价函数无偏性好、单峰性强,在焦平面附近具有变化趋势明显和灵敏度高的特点.     

角膜地形图仪中调焦函数的选取及搜索方法

选取适合角膜地形图仪的调焦函数并设计搜索方法。基于角膜地形图仪的图像拍摄要求及调焦系统原理,采用八种调焦评价函数对实验图像进行处理,对比分析不同调焦函数的单峰性、一致性、灵敏度、计算速度等指标。结果显示:除了Variance函数的单峰性较差,其他七种函数都有良好的单峰性、一致性和计算速度,而Laplacian函数灵敏度最高,有效测量范围小,适合精确调焦;NRSS函数灵敏度低,有效测量范围大,适合粗调焦。基于所选取的调焦评价函数,针对角膜地形图仪调焦系统,设计了一种基于阈值判别条件的搜索方法,确定其调焦阈值,并通过实验验证该方案的有效性。     

一种改进型灰度差分聚焦算法研究与实现

为解决显微图像采集中聚焦的准确性和快速性,设计并实现了一种包括图像采集端、图像处理算法实现模块、OSD菜单实现模块、系统控制模块和HDMI输出模块等硬件采集系统。结合实际应用和现有的图像处理算法,提出了适合数字显微图像的图像预处理自动聚焦算法,在灰度差分绝对值之和函数的基础上增加了对周围点的判断,提高了算法的精确度。实验结果表明,通过对切片图像在显微镜物镜10倍、40倍、100倍下采集到的离、聚焦图像以及聚焦曲线呈现单峰性,无偏性等特点,能实现良好的聚焦能力。     

投影微分法实现多光谱成像仪的自动对焦控制

基于投影微分算法提出了一种应用于多光谱成像仪的自动对焦方法,该方法结合图像处理单元和多个波段的探测器调焦辅助机构来同时实现多个波段的独立自动对焦.首先,根据观测需要对自动对焦窗口进行手动选取,或结合投影微分与目标边缘的对应关系进行对焦窗口的自动选择;然后,将参与自动对焦计算的图像的对焦窗口内的数据做x与y方向投影,对这两个方向投影数组的微分1范数均值求均方根,并将其作为该帧图像的清晰度评价值;最后,结合经典的爬山搜索算法,完成系统的自动对焦过程.实验结果显示,同等条件下投影微分算法与经典的Brenner、能量梯度及Roberts梯度和算法具有同样好的评价效果,能够准确地实现系统的自动对焦,而其算法时间分别仅为这3种算法的0.67、0.33和0.33倍.这些结果表明,投影微分算法具有良好的单峰性与无偏性、较高的灵敏度及很好的实时性,能够满足系统的高精度自动对焦要求.     

采用最大灰度梯度法实现经纬仪自动调焦控制

提出了一种基于最大灰度梯度的经纬仪自动对焦方法,以CMOS相机为图像传感器,用计算机进行数据处理并控制驱动电路调整相机镜头的位置来实现自动调焦.首先,选择包含主体成像目标的最小区域作为对焦选择区域,不仅有效地节省了系统处理图像的时间,而且极大地减小了复杂背景对精确调焦的干扰,提高了调焦准确率;其次,求出边缘上任意可能梯度方向的梯度,比较后得到每个边缘点的最大梯度;最后,采用最大灰度梯度作为系统的自动聚焦判距.实验结果表明,系统的调焦分辨率为0.01～0.02 mm,能够满足经纬仪第一像面焦深的调焦要求.该调焦算法具有单峰性强、无偏性好、灵敏度高、稳定性好以及可实时性操作等特点.     

基于动态因子自适应搜索算法的自动调焦研究

为提高自动调焦的性能,采取动态因子自适应搜索算法。首先,建立分辨率逐步递减的调焦窗口,以减少非聚焦区域对调焦评价函数计算的影响;其次,通过动态调焦因子方法修正目标变化对清晰度评价函数的影响;最后,通过适应变步长爬山算法结合清晰度评价函数搜索聚焦点,提高搜索速度和调焦精度。试验仿真显示,本文提出的算法获得的图像清晰,其性能受噪声影响小,可满足自动调焦中对稳定性、实时性和清晰度的要求。     

原子力显微镜控制参数对光栅清晰度的影响

原子力显微镜的发明是固体材料成像技术一次重大的飞跃,通过使用原子力显微镜对样品表面扫描成像,能够获得真实的三维图像[1],在扫描图像时需要设置好每个参数,不同的参数对原子力显微镜的成像会产生不同的影响。主要探究了积分增益以及比例增益对原子力显微镜成像光栅清晰度的影响,以图像中心距(ACM)清晰度算法和点锐度清晰度(EAV)算法作为评价的标准。实验表明,积分增益和比例增益越大,系统噪声会不断增加,相应的图像会变得越不清晰,最终保持不变。     

图像测量中自动调焦函数的实验研究与分析

给出了几种常用图像测量中自动调焦算法的对比分析,并分别在不同照明方式和不同背景条件下对主要的调焦函数特性参数进行测试,得到了调焦函数的实用性能的客观评价.实验结果表明:在透射照明条件下,灰度梯度类调焦函数特性均较好.其中Variance函数以及灰度变化率和函数具有较大的调焦范围,且近似为线性变化,但是灵敏度较低,因此适于大范围粗调焦;Laplacian函数和Tenengrad函数灵敏度高,稳定性好,但调焦范围小,因此适合于小范围精确调焦.在反射照明条件下,只有Tenengrad函数和Brenner函数仍然保持单峰性,但灵敏度明显下降.当存在较复杂背景时,调焦函数普遍失效.因此在实际测试中,应当优先选择透射光照明,尽可能少用反射照明,而且应尽可能避免背景的干扰.     

应用正则化影响函数扩散模型的星图噪声滤波

由于恒星星图的噪声滤波对保持星点的边缘细节要求较高,本文以塔基（Tukey）扩散模型与改善的PM（Perona-Malik）模型为基础,提出了一种基于正则化影响函数扩散模型的星图噪声滤波方法。该方法通过导数算子提取边界点集,利用图像中原始像素和噪声像素的空间分布特性对图像进行噪声滤波处理,并通过给定边界条件恢复图像边缘。由于避免了方差稳定（VS）变换,该方法可以直接处理高斯噪声。对普通图像和添加高斯噪声星图进行了仿真测试,并与普通扩散函数算法进行了比较。实验结果表明：提出的算法表现出了较好的噪声滤波能力,同时有效地保持了特征图像的边缘。相对于普通扩散函数算法其平均绝对误差降低了13.6%,峰值信噪比平均提高了6.1%。得到的数据显示,本方法的滤波能力优于普通的扩散函数方法,特别适用于星图的噪声滤波处理。     

乘用车制动真空泵的整车噪声优化

针对某SUV车型在怠速状态下踩踏制动踏板时,车内噪声过大的问题进行分析。通过主观评价、噪声源定位,以及安装点动刚度测试,确认该问题由制动真空泵的结构振动引起。从提高系统隔振率出发,为制动真空泵增加二级隔振。结合制动真空泵安装点噪声传递函数分析结果,优化制动真空泵安装位置,改善了制动真空泵二阶激励频率处的噪声传递函数结果。实车测试表明,采用改进方案后,车内噪声降低了7.4 dB,制动真空泵引起的车内二阶噪声降低了14 dB。     

Noise suppression of point spread functions and its influence on deconvolution of three-dimensional fluorescence microscopy image sets

The point spread function (PSF) is of central importance in the image restoration of three-dimensional image sets acquired by an epifluorescent microscope. Even though it is well known that an experimental PSF is typically more accurate than a theoretical one, the noise content of the experimental PSF is often an obstacle to its use in deconvolution algorithms. In this paper we apply a recently introduced noise suppression method to achieve an effective noise reduction in experimental PSFs. We show with both simulated and experimental three-dimensional image sets that a PSF that is smoothed with this method leads to a significant improvement in the performance of deconvolution algorithms, such as the regularized least-squares algorithm and the accelerated Richardson–Lucy algorithm.     

抗交串自适应噪声对消系统在管道相关检漏技术的应用

管道相关检漏技术通过对泄漏引发的振动信号的处理来完成检漏工作 ,系统原理和结构都非常简单。但在实际应用中 ,它有应用的局限性。在强噪声环境下 ,传感器接收到的包含独立噪声和公共噪声的信号 ,会导致相关曲线中出现虚假的峰值。为提高该类仪器的抗干扰性能 ,本文引入了一种新型的自适应滤波器结构——抗交串自适应噪声对消系统 (CTRANC)。在 Windows95平台上 ,我们编制了一个相关检漏软件 ,其中加入了 CTRANC模块。仿真的结果是令人满意的。     

基于谐波控制理论的滚动轴承噪声声压级函数

以谐波和噪声实验为基础，建立滚动轴承表面谐波分布模型，研究谐波分布参数对轴承噪声声压级的影响规律，得出控制噪声的最优谐波控制线方程，对6203轴承的噪声实验研究表明，所给出的最优轴承噪声声压级函数的预测误差很小，小约为4dB，鉴于谐波分布参数可以在机械制造过程中控制，因此在轴承零件制造过程中控制装配后的成品轴承的噪声将变为现实。     

基于幂函数型双稳随机共振的故障信号检测方法

在实际的故障诊断中,有用信号经常淹没在噪声中,特征信息提取非常困难。为了提取强噪声背景中的微弱信号,将幂函数型单势阱模型与Gaussian Potential模型相结合提出一种新型的双稳随机共振系统,称为幂函数型双稳随机共振系统。首先,以平均信噪比增益为衡量指标,提出一种寻找最优系统参数组合的算法,使微弱信号、噪声及系统产生最佳的共振效果;然后,基于幂函数型双稳随机共振系统对Levy噪声背景下的仿真信号进行检测;最后提出一种基于小波变换和幂函数型双稳随机共振的微弱信号检测方法并应用于轴承故障信号检测中。仿真实验表明,幂函数型双稳随机共振模型在故障信号检测中是有效和可靠的。     

提高SUV整车NVH性能研究初探

随着人们环保意识的增强,政府法规对噪声限值的要求越来越严格,用户对汽车舒适性要求越来越高。汽车振动噪声NVH性能已成为汽车市场竞争的重要方面和汽车产品未来的发展趋势。针对SUV车配备不同型式的柴油机、汽油机动力,以及四驱和二驱的不同传动形式开展了一系列NVH性能的研究工作,主要包括：动力总成悬置系统解耦及优化设计、改善隔振性能,降低车内结构振动噪声;车辆主要零部件的模态测试分析、模态分离,改善车内共振噪声;声学包装的合理应用以及进排气系统综合改进,从而大幅度减小车内噪声以及车外加速通过噪声。使SUV整车的NVH综合性能指标达到同类车型的先进水平。     

小波神经网络在CCD图像噪声处理中的应用

目的：CCD相机响应功能的非线性,导致了CCD噪声模型的复杂性,使得滤波效果不佳,本文提出一种针对于数字图像中CCD噪声的小波神经网络滤波器。方法：首先,分析CCD噪声模型,找出导致CCD噪声模型复杂的原因——CCD相机响应功能（camera response function简称CRF）的非线性;接着,在对ANS滤波器分析的基础上,针对影响滤波效果的两大问题：滤波窗口和图像强度,将小波神经网络非线性逼近CCD噪声曲线,按照噪声参数对图像进行区域划分并分配相应的权值,然后结合相应的非线性滤波器进行针对性滤波,最后综合输出。结果：实验结果表明：本文改进的滤波器滤波效果明显,信噪比得到进一步提高（24.65）。结论：利用神经网络良好的非线性函数逼近性,将其结合ANS滤波器构造出神经网络非线性ANS滤波器（NN-NANS filter）,试验结果表明,该滤波器在去除噪声的同时边缘细节也得到了很好的保留,同时提高了信噪比。     

CCD图像传感器降噪技术的研究

根据CCD输出噪声的特点,CCD视频处理电路的目的是消除KTC噪声,抑制低频噪声和宽带白噪声.文中分析了三种抑制噪声的方法,相关双采样法、双斜积分法、开关指数滤波法.这三种方法都是在一象素周期内进行前后两次采样(或积分),系统的输出为两次采样之差,从而获得视频信号.文中不仅介绍它们的工作原理、推导噪声传输函数,而且详细分析各自的特性.最后对实际高频应用中最适合的相关双采样法进行细致分析.     

Automatic focusing by correlative methods

The possibility of focusing images by the autocorrelation function is explained. It can be shown that these techniques are less sensitive to disturbances by noise than others. Furthermore, focusing criteria derived from autocorrelation functions have different responses to image contrast. It has been shown that these focusing criteria can be determined using binary images and applying the laws of stochastic ergodic metrology. This leads to a large reduction in computing time. Moreover, an attempt was made to focus by means of binary images determined by simple segmentation. The experimental results show that such a focus criterion operates quite well. The criterion offers the advantage that brightness levels in the image can be chosen selectively for focusing.