基于FPGA的图像采集和预处理技术的研究

传统的图像采集卡一般只能实现将模拟图像转换为数字图像,并传输给计算机,而在一些高速图像处理系统中,此类采集卡难以满足实时性要求.针对上述问题,提出一种集传统图像采集和预处理算法功能为一体的采集卡方案.该方案能将一些原本在计算机软件中进行的图像预处理算法前移至板卡芯片上完成,降低了图像信号的冗余度,相同条件下,系统图像处理速度可提升4～8倍.采集卡的图像采集控制和预处理部分由两片独立的FPGA实现,可方便不同图像预处理算法的更新.通过制药厂分拣缺陷药片系统的应用,验证了本方案的有效性,实现了对720×576像素图像的处理速度从24帧/秒提升至100帧/秒,满足了系统的高速性能要求.     

地球静止轨道面阵凝视成像系统分时积分抑振技术

针对地球静止轨道卫星平台引起其面阵凝视成像系统的图像模糊,提出基于分时积分亚像元融合的方法来削弱平台颤振的影响,提高景物辨识度.设计并搭建了一维振动平台;利用高速图像采集系统采集不同曝光时间下不同频率振动的序列图像;使用基于能量区域质心法的相位相关法进行亚像元图像配准,计算每帧图像相对偏移量;与一维振动平台中的位移传感器数据进行对比,得到配准算法的精度优于0.1 pixel.最后,选择短曝光序列图像中清晰度较高的图像完成亚像元融合,与长曝光图像相比,其融合图像清晰度更高,信噪比与长曝光图像相当.得到的结果验证了分时积分亚像元融合法对颤振模糊的抑制作用.     

应用同步FIFO的高速图像采集系统

本文介绍了一种应用FIFO的高速图像采集系统.通过应用两片时钟频率为100MHz的同步FIFO,构建高速图像数据采集系统中的数据传输通道,解决了图像数据输出速度为40MB/s的高速图像数据采集系统中前端采集与后端输出的速度匹配问题.系统实现了实时、高速的采集大量的图像数据.     

超光谱遥感图像特征分析

超光谱遥感图像是一种三维立体图像,可反映地物的空间信息和光谱信息,其数据量庞大.本文通过对实际多光谱遥感图像的测试,分析了空间相关性和谱间相关性;计算出自相关系数和互相关系数;并与普通图像进行比较,揭示了超光谱图像的特征,为超光谱图像处理和压缩编码奠定了理论基础.     

小波变换及其在MEMS谐振器运动轨迹的特征提取中的应用

为测量微电机械系统(MEMS)谐振器的动态特性参数,根据MEMS谐振器运动图像的特点,将小波变换应用于MEMS谐振器运动轨迹的特征提取中.基于模糊图像合成技术,利用小波变换对MEMS谐振器的模糊运动图像进行了增强及降噪处理,并结合传统的图像处理方法,提取MEMS谐振器的运动轨迹,最终获得了MEMS谐振器的特性参数,从而可为MEMS器件的设计提供重要参考.实验结果表明,利用小波变换的方法获得了更好的测量精度,测量重复性误差为100nm.     

基于NSST和改进PCA相结合的红外偏振图像融合

针对当前红外偏振图像融合的主流方法——多尺度几何分析法对图像表示只侧重某一方面的特点和空间域融合方法主成分分析法(PCA)易丢失小目标的缺点的问题,本文提出一种基于非下采样剪切波变换(NSST)和改进PCA相结合的红外偏振图像融合方法.该方法能充分利用NSST对图像细节表示的有效性和PCA能突出主要特征的特点,综合二者的互补性,充分保留不同源图像的目标和细节特征.首先用NSST将源红外光强和偏振图像分解为低频和不同方向的高频分量;其次,低频分量用改进的PCA进行融合,高频分量用局部能量和局部方差联合进行决策融合;最后,用NSST逆变换重构融合图像,得到最终红外偏振融合结果图.实验结果表明,本文方法在细节保留和视觉效果等方面较其它方法均有较高优势.     

一种基于基元匹配的立体图像修复算法

针对立体图像修复中直接采用二维图像修复算法所导致的深度信息修复效果欠佳的问题,提出一种基于基元匹配的立体图像修复算法.通过在立体图像左右视图间进行基元匹配,求得各个像素对应目标的深度信息;然后通过平滑深度求得缺损区域的深度数据;最后通过立体图像成像公式计算出左视图中用于填补右视图缺损区域的对应像素点坐标.通过与Criminisi算法进行对比实验,结果表明,对于多幅缺损的立体图像,该算法均取得了较好的修复效果.     

两种基于混沌序列的图像加密方法的比较

对基于混沌序列的图像加密算法,以及基于混沌序列的图像置乱加密算法进行了分析、比较.实验结果表明:前者优势在于简单易行,加解密速度快;而后者主要优势在于抗干扰、抗破损性能更佳.     

基于USB2．0的高速图像采集系统的设计

随着数字多媒体技术的不断发展,数字图像处理技术被广泛应用于各种领域.计算机应用领域中,对如此大量的数据进行实时采集和传输的技术难度较大.针对这种情况,设计了基于通用串行总线USB的图像采集系统.利用基于SAA7111的图像转换电路,将CCD图像传感器的PAL信号转换成数字信号;开发了基于EZ-USB FX2的USB2.0接口电路,实现图像数据高速传输;完成了基于FPGA的控制电路,实现对整个系统的控制.     

夜视图像自适应彩色化融合算法

夜视图像的彩色化是图像融合研究的一个重要方面,在军事侦察、遥感技术等方面有着广泛的应用.本文提出一种基于统计学的夜视图像自适应彩色化融合算法.通过主分量分析,实现颜色空间的转换;根据图像整体和局部信息制定融合规则,将源(彩色)图像的色彩迁移到夜视(灰度)图像上,使其呈现出自然的色彩.