基于边缘预测和稀疏约束的湍流图像盲复原

大气湍流严重影响天文观测图像的成像效果,必须对退化图像进行处理才能获得清晰的图像。经典的湍流退化图像盲复原算法(IBD、NAS-RIF等)使用的先验知识过于简单,导致很多场合不能获得较优的复原效果。近几年提出的稀疏表达理论,使用自然图像边缘的稀疏先验信息指导图像复原,能复原出较多的细节,但它直接使用模糊图像的梯度图像指导点扩散函数复原,而模糊的梯度图像包含很多噪声和伪边缘,无效的梯度会误导点扩散函数的估计,从而使复原图像中出现较多伪迹。针对上述问题,提出了一种基于边缘预测和稀疏比值正则约束的湍流退化图像盲复原算法,该算法首先从当前的复原图像中预测出有效的边缘,然后将边缘预测信息与自然图像边缘的稀疏先验信息相结合指导点扩散函数复原,得到点扩散函数后,再通过一种非盲复原算法恢复出当前的目标图像,并将此复原图像作为下一次边缘预测的输入图像,如此迭代循环直到求出最终清晰的目标图像。所提算法结合了图像的先验信息与退化图像自身包含的有效信息,能有效抑制图像复原过程中产生的伪迹,获得令人满意的结果。针对多幅模拟的湍流退化图像进行仿真测试,验证了算法的有效性。     

二次形函数在电梯平衡系数计算中的应用

曳引驱动电梯平衡系数传统计算法,得到的平衡系数有一定的误差;二次形函数具有较高的插值精度,将其运用到电梯平衡系数计算,并同实际测量结果相比较,具有较好的拟合精度。     

相关系数分析在模糊图像参数识别中的应用

介绍一种在图像频域应用相关系数分析方法来识别模糊参数的方法。该方法用一系列同一类型但不同参数的模糊模型来第二次模糊图像,然后在频域中分析两次模糊图像之间的相关系数。实验结果表明,这种方法既适合于散焦模糊模型也适合于运动模糊模型的参数识别,有一定的准确性和计算上的简便性。     

基于维纳滤波的运动模糊消除算法及其在航空成像系统中的应用

分析了航空成像系统运动模糊产生的机理,通过建立运动模糊数学模型,进行了消除运动模糊仿真实验。研究表明,由于成像系统与地面目标景物的相对运动,在目标图像上产生运动模糊,图像复原技术可以消除图像模糊。在图像复原技术中,点扩散函数(PSF)是影响图像恢复结果的关键因素,文中给出了估计点扩散函数的一般方法。虽然维纳滤波可以解决在逆滤波中H(u,v)零点噪声放大问题,但是在图像边缘附近误差较大。采用带最优窗的维纳滤波方法可有效抑制噪声和减小边缘误差。对实验平台获取的运动模糊图像进行实验,结果表明在图像边缘像素灰度平滑条件下,可以收到近乎完美的恢复效果。     

运动模糊图像点扩展函数的参数鉴别

为了更加准确地鉴别出运动模糊图像的点扩展函数参数,提出了一种在倒谱域鉴别模糊参数的方法。该方法通过对运动模糊图像的倒谱图实施灰度变换,运用Canny边缘检测精确提取出倒谱,进而计算出运动模糊的尺度;对倒谱实施RADON变换确定运动模糊的方向。对130幅不同模糊程度的计算机仿真图像和相机实拍的图像鉴别结果表明:该方法鉴别PSF参数准确,且具有较强的鲁棒性。使用鉴别出的PSF参数,运用维纳滤波对运动模糊图像进行了复原,复原结果也证实了本方法鉴别PSF参数的有效性和准确性。     

基于三次样条函数算法的逆阿贝尔变换

等离子体有关参数的径向分布,在等离子体研究中十分有意义的.只要等离子体具有轴对称和光性薄的性质,那么利用Abel逆变换便可以从所测量得到的某种物理量,沿测量方向的积分求出径向分布值.激光等离子体实验中的轴对称的X光体发射强度分布及通过多通道方法可测量电子密度和温度分布,需要采用逆阿贝尔(Abel)变换.本文采用三次样条函数近似方法计算逆Abel变换,并对两种有代表性的分布进行了计算,数值模拟结果表明:此方法反演的精度高,计算也比较简便,程序实现很容易.     

自适应阈值的超变分正则化图像盲复原

针对一阶总变分盲复原块效应严重的问题,提出了一种自适应阈值的超变分正则化图像盲复原方法来恢复点扩散函数未知的退化图像。对总变分形式进行了分析,提出了超变分正则项,并给出了代价函数的数学模型。用估计的图像噪声确定模型中阈值的大小,然后引进3个辅助变量等价转化代价函数,以便简化后续计算并提高复原效果。最后,利用半二次规整化对模型迭代求解。实验结果表明,复原后图像细节增加且块效应减少,相对于目前已有的方法,信噪比提高了近1dB。恢复效果表明该方法具有较大的实用价值。     

图像分类结合经验模分解和径向基函数网络在车辆动态称重中的应用

在车辆动态称重系统中,称重数据的处理是很复杂的。针对车辆运动参数对轴重信号的影响,本文采用径向基函数(RBF)网络,考虑到网络的泛化能力与拟合精度的矛盾,将车辆按照重量分为大、中、小3种类型,进行整车建模和网络训练。实际测试过程中,利用汽车俯视图像先提取类型特征,为了减小汽车运行过程中的振动对测试精度的影响,对汽车完全驶上称重台的信号进行经验模分解(empirical mode decomposition,EMD)求得剩余分量的平均值,并以前、后轴的剩余分量的平均值、平均速度、上台信号上升斜率、下台信号下降斜率为径向基函数网络的输入,然后根据汽车的类型将测试参数输入不同的神经网络进行处理,以静态测量结果为相对真值。结果表明,采用台上信号EMD分解的剩余分量的平均值作为输入的分类建模比直接采用台上信号的平均值作为输入的单一建模测试精度更高。     

邻近铀微粒的二次离子质谱测量干扰研究

二次离子质谱(SIMS)测定铀微粒同位素比时,邻近微粒间可能产生干扰.在IMS-6f型SIMS上开展U350和U0002铀微粒在不同间距、不同测量顺序下铀同位素比测量研究,结果表明,微粒间距超过22 μm(U350)和35 μm(U0002)时,微粒的234U/238U、235U/238U、236U/238U测定结果与...     

一类二次偏好聚合函数的多准则分类决策方法研究

求解多准则分类决策问题,虽有很多方法,但均存在一些不足。为此,提出了一种准则权系数不完全信息下的非线性多准则层次分类方法,该方法以层层递进方式对非训练集逐步完成整个分类决策过程。对于每一分类,首先通过训练集和偏好关系,建立一类二次偏好聚合函数的多准则分类优化模型;再利用基于进化策略和退火罚函数的求解算法求解优化模型,由此得到偏好聚合函数的系数等参数,计算每一方案的属于此类和不属于此类的一致性指标,进而确定方案是否属于此类。最后用实例验证了方法的可行性和有效性,得到了更贴近现实情况和科学合理的分类结果。     

航空成像像移模糊恢复技术

分析了航空成像系统像移模糊产生的机理;通过建立运动模糊的数学模型,构建二维运动模糊点扩散函数;采用维纳滤波方法,消除了航空成像系统图像像移模糊;通过加窗技术,有效地抑制和减小了边缘误差.实验结果表明,该方法效果较好,可以实现1个像元的恢复精度.     

基于L0正则化模糊核估计的遥感图像复原

基于模糊图像的退化过程、卷积模糊模型和模糊图像生成的机理,提出一种基于L₀范数的正则化模糊核估计方法,解决了遥感图像重建问题中0范数难求解的难题。该方法以模糊核稀疏性为先验知识,采用对应梯度的L₀范数为正则项,有效避免了细小边缘对模糊核估计的影响,使得模糊核的估计更加准确。进一步采用超拉普拉斯分布来近似图像梯度的重尾分布,利用L_0.5范数正则化对模糊图像做反卷积,从而恢复出原始图像。与传统方法相比,本文方法可以准确地估计出图像的模糊核,很好地抑制恢复图像的振铃现象,有效地提升遥感图像的质量。模糊图像以及各方法重构图像在同一刀刃下的调制传递函数（MTF）曲线显示,本文方法的MTF曲线得到了较好的提升。     

改进的奇异值分解法估计图像点扩散函数

为了提高图像复原算法的性能,提出了一种改进的奇异值分解法估计图像的点扩散函数。从图像的退化离散模型出发,对图像进行逐层分块奇异值分解,并自动选取奇异值重组阶数以减少噪声对估计的影响。利用理想图像奇异值向量平均能谱指数模型,估计点扩散函数奇异值向量的频谱,再反傅里叶变换得到其时域结果。实验结果表明,该方法能在不同信噪比情况下估计成像系统的点扩散函数,估计结果比原有估计方法有所提高,有望为图像复原算法的预处理提供一种有效的手段。     

入射激光对激光扫描共聚焦显微镜分辨率的影响

利用点扩散函数(PSF)研究了入射激光的偏振态和光束的束腰直径对激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)分辨率的影响。根据Wolf和Richards的矢量衍射积分,建立了LSCM N-1层界面下的照明PSF模型,对零层和两层界面下的PSF进行了计算分析。结果显示:在零层界面下,圆偏振光入射的PSF在xy平面内关于焦点旋转对称,半峰全宽为0.43μm,x向线偏振光入射时PSF在x、y方向的半峰全宽分别为0.48,0.39μm;在圆偏振光入射的PSF中,高斯光束充溢系数为0,1,2,5对应的半峰全宽分别为0.43,0.47,0.62,1.49μm。在两层界面下,当探测深度为50μm时,圆偏振光PSF的半峰全宽为0.26μm,x向线偏振光入射时PSF在x、y方向的半峰全宽分别为0.28,0.24μm;在圆偏振光入射的PSF中,充溢系数为0,1,2,5对应的半峰全宽分别为0.26,0.28,0.32,0.68μm。以上计算结果表明,和线偏振光相比,圆偏振光在一个方向的分辨率优于线偏振光,在相垂直的另一个方向的分辨率弱于线偏振光,圆偏振光PSF在xy平面内关于焦点旋转对称,得到了较好的成像质量;物镜入瞳直径与激光束腰直径比值越小,LSCM的分辨率越好。     

改进恒模盲均衡在医学CT图像盲恢复中的应用

利用图像退化与信号码间干扰产生之间的相似性,将盲均衡算法应用于医学CT(computer tomography)图像的盲恢复中。提出一种基于降维处理的分数低阶恒模盲均衡算法,算法利用线性变换将图像恢复过程等效为一维盲均衡运算,建立了降维处理的医学CT图像盲均衡恒模代价函数,算法权向量的更新中引入了代价函数的二阶Hessian矩阵,从而提高了算法的收敛速度,改善了恒模算法性能。仿真结果验证了算法的有效性,新算法改善了峰值信噪比和恢复效果,提高了运算效率。     

线图数据处理的灰色模型与方法

在分析计算机辅助设计产数据处理的现状后，提出了其线图数据处理的GM（1，1）模型参数估计的函数变换法。该模型不仅适用于等间距也适应用于非等间距的线图。实例表明，该方法简单实用，值得在计算机辅助设计中推广使用。     

基于非负支撑域受限递归逆滤波的自适应图像盲复原

针对原始非负支撑域受限递归逆滤波(NAS-RIF)算法存在的缺点,提出了一种自适应的NAS-RIF图像盲复原算法.首先,在NAS RIF算法的代价函数中加入正则化约束项和空域加权因子,通过自适应地调整正则化参数和空域加权因了来改善算法的抗噪性能,并确保复原的逼真和平滑.然后,在算法的每次迭代中,采用图像分割技术找到准确的目标支持域,并用背景的平均值取代非均匀背景.最后,利用N步重置共轭梯度法优化代价函数,加快了算法的收敛速度.在不同信噪比条件下对两种模糊图像进行了实验,结果显示,采用本文算法得到的信噪比增益(△SNR)分别为6.315 3 dB和8.910 6 dB,表明该算法具有较好的噪声抑制和边缘细节恢复效果.对低信噪比的退化图像,本文算法也能得到更好的复原结果.     

基于CNN的火炮身管全景图像疵病识别方法

针对火炮身管内膛疵病种类多、定性定量分析难和检测自动化程度低等问题,本文提出一种以卷积神经网络为基础的疵病识别方法。首先,对全景图像进行预处理,主要包括全景展开、光照强度调整、膛线去除等;其次,通过最优阈值法对图像进行二值化处理,并利用四连通域法提取疵病区域;最后,采用卷积神经网络对疵病进行自动的分类识别。实验结果表明,该方法能有效避免人工疵病特征提取和人工特征描述计算等复杂步骤,实现了"采集-识别-判定"全过程的自动运行,真正实现了窥膛检测的自动化,身管疵病的识别率超过92%,识别准确率远高于基于统计学原理及支持向量机的分类方式,具有较高的准确性,为火炮身管修复及寿命预估等奠定了坚实的基础。     

基于图像处理的单颗粒金刚石曲率半径测定方法研究

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采用优质天然金刚石对研、精磨和钎焊工艺制备单颗粒金刚石磨具,用于研究陶瓷等硬脆材料磨削去除、砂轮磨粒磨损及工件表面损伤形成机理。通过扫描电镜获取金刚石磨粒尖端图像,运用灰质化、直方图均衡化、中值滤波、二值化分割及Canny算子预处理并提取磨粒尖端轮廓边缘。在Photoshop软件中测量图像标尺占据的横向像素数目,绘制不同尺寸的圆形与磨粒尖端轮廓线条内切,多次操作后选择最大内切圆。统计该内切圆半径对应的像素个数,利用代数学基本原理即可求出最大内切圆半径。该方法不依赖专用的小曲率半径精密测量设备,具有较高测量精度与可操作性。
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