基于0.35μm CMOS工艺的APD器件仿真分析

提出了一种基于0.35μm CMOS工艺的、具有p+/n阱二极管结构的雪崩光电二极管(APD),器件引入了p阱保护环结构.采用silvaco软件对CMOS-APD器件的关键性能指标进行了仿真分析.仿真结果表明:p阱保护环的应用,明显降低了击穿电压下pn结边缘电场强度,避免了器件的提前击穿.CMOS APD器件的击穿电压为9.2V,工作电压下响应率为0.65 A/W,最大内部量子效率达到90％以上,响应速度能够达到6.3 GHz,在400～900 nm波长范围内,能够得到很大的响应度.     

自适应约束下的双边全变差正则化超分辨率重建

在经典的双边全变差( BTV)超分辨率重建中,加权系数和正则化参数的恒定性导致重建结果边缘保持能力受限。为此,提出了一种自适应约束的BTV正则化先验模型。算法首先定义了图像的局部邻域残差均值以区分当前像素属于平坦区域还是边缘区域;然后针对加权系数的不变性导致边缘削弱的问题,利用边缘方向和垂直边缘方向扩散性的不同,设计自适应权重矩阵;最后根据代价函数的极值问题推导出迭代公式,从而进行图像的超分辨率重建,重建过程中采用自适应的方法确定正则化参数,以便求得代价函数的全局最优解,提高了算法的鲁棒性。实验结果表明：与双三次线性插值法和经典BTV算法相比,该算法取得了更好的视觉效果和更高的峰值信噪比,更多地保留了图像的边缘细节信息。     

改进自适应加权的局部立体匹配算法

针对Yoon经典自适应加权法在深度不连续处误匹配率较高、边缘细节不突出以及匹配窗口大小凭经验设计不通用等缺陷,提出了一种改进自适应加权的局部立体匹配算法.在经典自适应加权局部立体匹配算法的基础上用高斯分布权值替换了几何空间权值,增加了边缘权值突出深度不连续处的边缘细节,采用赢家通吃原则(Winner Take All,WTA)获取单像素点视差,在目标视图中逐点求取视差,最终获得稠密视差图.实验结果表明,该算法相比于经典自适应加权法,在非遮挡区域错误匹配百分比上下降6％,在深度不连续处的误匹配率降低了5％,边缘细节毛刺明显减少.     

自适应三维分数阶微分增强算法

针对三维数字图像在重构预处理阶段分辨率不高、模糊等影响重构精度的问题,提出了基于自适应三维分数阶微分的增强算法。在将二维分数阶微分推广应用至三维的基础上,尝试性地基于图像自身梯度信息和相邻体素间梯度变化构造了自适应三维分数阶微分阶数,并给出了三维离散滤波模板。利用三维切片图像自身梯度信息解决了不同属性图像及不同图像区域最优的分数阶微分阶数不同的问题,提高了实时处理效率。将自适应增强算法应用至三维边缘曲面追踪算法,可以重构出精度更高的三维数字图像。     

改进Hough变换在直线铁轨图像边缘检测研究

针对铁路轨道数字图像处理中直线铁轨检测的快速有效问题,提出一种改进Hough变换直线铁轨检测方法.首先对图像进行小波提升,用经典的边缘检测LoG算子进行图像的边缘检测;然后计算图像空间直线斜率重叠度来快速检测出直线;最后将图像转换到参数空间,计算局部极大值点,检测出直线.通过大量的仿真实验证明了该方法对直线铁轨检测的有效性和实用性.     

基于Sobel的多方向算子模板边缘检测算法

针对传统Sobel算子存在的边缘检测方向性不强及提取边缘较粗等问题,提出了一种改进的多方向算子模板的边缘检测算法。算法增加了22.5°,45°,67.5°,112.5°,135°和157.5°六个方向算子模板,能够较好地检测出图像不同的方向边缘。模板权值根据中心像素点到邻域像素的距离及方向夹角的大小进行设定,充分考虑到了邻域内像素对中心点方向梯度的贡献大小;算法对梯度图像采用了改进的非极大值抑制方法进行细化,得到了较细的图像边缘。实验结果表明,与传统Sobel算法相比,该算法提取的边缘图像具有边缘方向性强且边缘较细的优点,具有较高的应用价值。     

FPGA在边缘检测中的应用

主要探讨FPGA在边缘检测中的运用,分析两种不同边缘检测算子对图像处理的效果。由于FPGA算法硬件处理速度快、可编程、可重配置等特性,使其在图像处理方面占有很大的优势。为此文章提出了运用FPGA实现边缘检测的方法,并且根据FPGA的并行流水线性,对Sobel、Prewitt边缘检测算子分别进行了FPGA设计与实现以及仿真,并且对两种边缘检测算子对图像处理的效果进行了比较。通过仿真分析得出,Sobel和Prewitt边缘检测算子都有平滑噪声的作用,Sobel边缘检测算子可以提供较为准确的边缘方向信息,Prewitt边缘检测算子,其边缘性较Sobel边缘检测算子完整,但它们的边缘定位精度有待提高,仿真中通过改变程序中的阈值可以得到不同的处理效果,这也是利用FPGA的优点,方便容易、速度也得到了提高,并且可编程、可重配置,使得FPGA在数字图像处理方面显得非常优越。     

AlGaN/GaN HEMT场板结构对与表面态相关的延迟特性的影响

为了研究AlGaN/GaN HEMT器件中场板结构对电流崩塌效应影响的物理机理,我们运用数值模拟的方法研究了场板结构和与表面态相关的栅延迟现象之间的关系。模拟显示场板结构可以显著地抑制电流崩塌效应的强度,但是对延迟时间没有影响。场板结构可以增大AlGaN表面附近的空穴积累,导致表面态的离化率增大从而抑制器件的电流崩塌。     

基于Sobel算子的医学图像边缘检测研究

边缘检测是图像处理过程的关键技术.由于医学图像的特殊性,检测边缘的准确性对疾病的诊断和治疗有着重大的影响.针对传统Sobel算法存在定位不精确、提取边缘较粗等不足,提出了一种改进算法.算法在传统Sobel算子模板基础上增加了45°方向和135°方向两个模板,提高了边缘定位的精度,采取局部梯度均值作为阈值对初始梯度图像进行局部梯度筛选,局部弱边缘得到增强,然后对处理后梯度图像进行细化和提取,得到边缘图像.实验证明,算法获取的图像边缘与传统Sobel算法相比,具有定位准确、边连续性好和边缘较细等优点,在医学图像处理中具有一定的实用性.     

距离保持水平集在汽车门锁图像分割中的应用研究

针对基于机器视觉的汽车门锁装配尺寸检测系统中摇臂距离的检测问题,研究了距离保持水平集的图像分割算法。该算法是将轮廓表示为一个符号函数,符号函数的零水平面与实际轮廓相对应,并在能量泛函中加入了内部能量泛函,表示两个函数之间的差异。实验表明,与一般的基于边缘检测的图像分割算法相比较,该算法能够很好的解决汽车门锁图像中摇臂外弧线分割问题,提高了汽车门锁检测系统的精度。同时,该算法也可应用到其他类似工业装配件局部图像分割中。