基于近程柱面SAR成像的改进距离徒动算法

为了提高近程柱面合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）成像的距离徒动算法（range migration algorithm, RMA）成像效率,增加RMA在实际工程中的应用价值,提出了一种SAR成像的改进RMA。该算法采用驻点相位法近似求解获得了波数域下的相位补偿项,避免了传统近程柱面SAR成像的RMA中需对补偿项进行角度维傅里叶变换的步骤,降低了计算量,提高了成像效率。通过峰值旁瓣比（peak side-lobe ratio,PSLR）、峰值信噪比（peak signal to noise ratio,PSNR）和结构相似性（structural similarity,SSIM）对改进RMA的成像质量进行了客观评价。仿真和实验结果表明,该算法提高了近程柱面SAR成像的RMA成像效率。     

应用二维双通道滤波器组的合成孔径雷达相干斑抑制模型

为了提高合成孔径雷达(SAR)图像相干斑抑制能力,建立了二维双通道滤波器组多级结构的相干斑抑制模型.对双通道一维滤波器组进行Mcclellan变换,得到相应的二维双通道滤波器组;由于Mcclellan变换采用零相位映射方式,使二维双通道滤波器组保留了原一维滤波器组的相位和频率响应的特点.建立了双通道二维滤波器组的多级结构,在分解结构中,每级都采用非下采样方式,使其具备平移不变性;最后建立相应的SAR相干斑抑制模型,即对SAR图像先进行同态变换,将乘性噪声变为加性噪声,再利用双通道二维滤波器组多级结构进行分解,对得到的各级高频部分利用简单阈值方法实施信噪分离.模拟实验结果表明,对实验中受噪声污染的航拍图像,本文方法比二维向量积小波降噪方法的信噪比提高了近1 dB;而对原始SAR图像,去噪后等效视数相近,峰值信噪比提高了4.5 dB.因此该方法在噪声抑制和细节保持上要优于二维小波变换.     

基于整型提升小波变换的图像处理及DSP实现

针对数字信号处理器(DSP)的并行特性,提出了一种二维整型提升小波的并行体系结构。该结构采用乒乓缓存策略,使得数据的传输和小波变换能够同时进行;用基于行的列变换方法使得列变换只需少量行变换结果就能进行列变换;用移位操作代替乘法操作,大大减少了算法的运算量。整个结构采用流水线设计,提高了硬件资源的利用率和降低了算法的中间存储量,实现了图像的实时小波变换。实验证明,该算法与原算法相比,速度提高了15倍,达到了每秒85帧;重构图像的峰值信噪比(PSNR)虽然比离散小波变换要低一些,但仍达到了42 dB以上,因此该算法具有广阔的应用前景。     

机械振动WSNs子带峰值自适应量化融合编解码方法

针对智能运维机械振动无线传感器网络多传感器传输振动数据时面临传输数据量大及传输效率低的问题，本文提出一种子带峰值自适应量化融合编解码方法。首先，传感器节点对原始数据进行离散余弦变换以确保子带能量集中；然后提取出子带DCT系数中的离群值，并用子带峰值自适应量化方法对其进行量化以减少数据失真；最后，用字节融合与比特融合方法将多传感器的量化数据进行融合拼接以减少数据冗余。将提出的方法与其他数据压缩方法进行对比以验证本文方法的性能。实验结果表明，该方法在8个节点同时采集传输的机械振动无线传感器网络中，数据压缩比为8.335时，重构信噪比为20.486 3 dB,节省37.2%的传输时间，可以有效实现信道资源受限的机械振动无线传感器网络多传感器振动数据的融合压缩。     

基于谐波小波和Prony算法的转子不平衡信号提取

高精度动平衡测量系统中的信噪比很低,尤其是在邻近频率干扰背景下,常规的快速博里叶变换(fast Fourier trasformation,FFT)等方法无法准确提取不平衡信号.提出一种基于谐波小波和Prony算法的不平衡信号提取方法,先采用自适应谐波小波带通滤波提高信噪比,然后以滤波后的数据作为样本,采用Prony算法识别不平衡信号的幅值和相位,有效解决了邻近频率干扰导致的不平衡信号无法准确提取的问题.仿真和实验结果表明,该方法具有精度高、重复性好等优点,特别适合于信噪比较低的高精度动平衡测量系统中.     

基于相位相干性的厚壁焊缝TOFD成像检测研究

将相位相干成像(Phase coherence imaging,PCI)后处理算法应用于厚壁焊缝超声TOFD检测,有效改善低信噪比和水平分辨力问题。首先,利用合成孔径聚焦(Synthetic aperture focusing technique,SAFT)算法对TOFD-B图像的孔径数据集进行延时叠加处理。然后,基于PCI算法通过孔径数据集中各路信号的相位信息构建相干因子,用以表征B-SAFT图像中各像素点的相位相干性。最后,通过构建的相位相干因子对B-SAFT图像进行加权处理。结果表明,PCI算法能够通过放大相位分布对像素点幅值的贡献,有效抑制噪声和提高信噪比,使壁厚78 mm奥氏体不锈钢焊缝中3个Φ3边钻孔平均信噪比达到30d B以上,较TOFD-B图像提高了20 dB。此外,PCI算法还可增强孔径波束指向性提高分辨力,使48 mm壁厚CV焊缝中缺陷半波高水平宽度较TOFD-B图像缩小70%以上。     

12位图像数据的压扩变换显示

利用数字通信的压扩变换原理,提出了12位图像数据到8位数据的16折线等比分区映射方法,来实现在8位显示器上显示12位图像数据的信息.推导出图像信号的线性量化和非线性量化信噪比公式,对3种不同量化方法的信噪比进行了比较.结果显示,在小于35 dB处,8位非线性量化信噪比和12位线性量化信噪比一致;而大于35 dB时,量化...     

基于改进支持向量机的目标威胁估计

针对信息融合中目标威胁估计的特点,分析了传统目标威胁估计方法和支持向量机(SVM)的不足。采用粒子群算法(PSO)对SVM中惩罚参数c和核函数g进行优化,建立了改进的SVM(PSO_SVM)目标威胁估计模型及算法。介绍了粒子群算法和支持向量机的原理,建立了一种新的PSO_SVM目标威胁估计模型;基于该模型,实现了PSO_SVM目标威胁估计算法。为适应该算法,对数据进行了预处理,包括数据量化和归一化。交叉验证寻找最佳参数时,采用PSO算法进行优化。采集75组原始数据用于仿真实验,其中60组作为训练集,15组作为测试集。仿真实验表明,该算法预测误差为0,达到了预期目标。实验结果真实、准确地反映了实际情况,证明了该方法的有效性。     

一种傅里叶域超声平面波复合成像处理构架

提出一种相位迁移(PSM)和相位环形统计矢量(PCSV)相结合的傅里叶域超声平面波复合成像(PWCI)处理构架。首先,提取平面波数据的瞬时相位,并将其实部和虚部视作圆形复平面上分布的PCSV。然后,利用针对平面波成像修正后的相位迁移算法对平面波数据的实部和虚部分别进行波场外推,并通过外推后的实部和虚部构建PCSV加权因子。最后,利用PCSV因子对修正PSM处理后的平面波图像进行自适应加权获得PSM-PCSV图像。结果表明,相比于传统平面波成像构架,这种新型平面波成像构架具有较高的成像质量和较低的运算复杂度。与延时叠加算法相比,当复合平面波数量为17时,PSM-PCSV图像的信噪比提高了76%,半峰值全宽缩短了44%。该构架有望进一步降低高质量平面波成像系统的硬件成本。     

基于Curvelet变换的SAR图像增强

曲波变换(Curvelet transform)是小波变换的延伸和最新发展,具有各向异性和多方向性等良好特性,是表示分段平滑曲线边缘的最优基.本文阐述了Curvelet变换的基本原理,并提出基于第二代Curvelet变换的SAR图像增强算法.对含有舰船尾迹的海洋SAR图像进行增强,仿真实验结果证实了算法的有效性.     

基于DCT变换的图像融合方法研究

提出了一种基于离散余弦变换(DCT)以及一种结合小波变换与DCT变换的图像融合新方法。前者将源图像进行分块DCT变换,依据DCT系数的高频能量,对源图像的对应区域进行融合。后者利用DCT系数的高频能量对小波分解后得到的低频子图进行融合,同时以此为依据对小波最高分解层的小波高频系数进行选择,其他分解层的小波高频系数依据最大局部方差准则进行融合。依照平均误差、峰值信噪比以及均方根误差等客观评价标准,将新方法与其他常用的基于小波变换或DCT变换的融合方法进行了比较。实验结果表明,结合小波变换与DCT变换的图像融合新方法获得的融合效果优于其他方法。该方法与常用的基于小波变换的融合方法相比,其平均误差减少了40.8%~69.5%,峰值信噪比提高了9.9%~15.6%,均方根误差减少了34.8%~47.5%,评价结果与目视效果相吻合,表明该方法能有效地提高图像融合的质量。基于DCT变换的图像融合新方法的融合效果仅次于结合小波变换与DCT变换的图像融合新方法且其计算量相对较少,适用于实时处理。     

PCA-based method for 3D shape recovery of microscopic objects from image focus using discrete cosine transform

This article introduces a new algorithm for shape from focus (SFF) based on discrete cosine transform (DCT) and principal component analysis (PCA). DCT is applied on a small 3D neighborhood for each pixel in the image volume. Instead of summing all focus values in a window, AC parts of DCT are collected and then PCA is applied to transform this data into eigenspace. The first feature, containing maximum variation is employed to compute the depth. DCT and PCA are computationally intensive; however, the reduced data elements and algorithm iterations have made the new approach competitive and efficient. The performance of the proposed approach is compared with other methods by conducting experiments using image sequences of a synthetic and two microscopic objects. The evaluation is gauged on the basis of unimodality, monotonicity, and resolution of the focus curve. Two other global statistical metrics, root mean square error (RMSE) and correlation have also been applied for synthetic image sequence. Besides, noise sensitivity and computational complexity are also compared with other algorithms. Experimental results demonstrate the effectiveness and the robustness of the new method.     

基于小波变换的人脸光照补偿

提出了一种用于非均匀光照条件下人脸识别的光照补偿算法。该算法首先将人脸图像变换到对数域,并在对数域中计算2维小波变换,通过舍弃低频子带图像中的系数来实现人脸图像的非均匀光照补偿。由于人脸光照补偿的目的是为了提高人脸识别性能,所以光照补偿的效果利用人脸识别率来表征。在Yale B人脸库中,与对数域离散余弦变换（DCT）光照补偿算法进行了比较,实验结果表明,本文方法的人脸识别平均误识率可以达到0.18%,比对数域DCT方法具有更好的性能。另外,在CAS_PEAL人脸库中的实验结果表明,本文方法的性能与对数域DCT方法相近。     

干涉图去包裹位相的二次校正

相位去包裹是移相干涉技术中关键的组成部分。一些去包裹算法在处理具有较多无效成像点的干涉图时，会在处理结果中引入较大的算法误差。提出了通过对去包裹位相进行二次校正的方法，实现去包裹位相算法误差的有效消除。文中通过基于DCT变换的最小二乘去包裹算法为例进行了说明，并通过一光学平晶表面的处理结果对方法进行了验证。     

基于相位特征的可见光和SAR遥感图像自动配准

针对可见光和SAR遥感图像存在非线性辐射差异和几何差异,加之SAR的斑点噪声,使得可见光和SAR图像配准十分困难的问题.本文提出了一种基于改进相位一致性的可见光和SAR图像配准方法.首先,分别计算相位一致性的最大矩和最小矩,将二者叠加,利用Harris算子在叠加图上提取特征点,得到稳定的角点和边缘点作为待匹配的特征点;...     

模拟退火的安全数据隐藏算法

以数据嵌入前后JPEG图像DCT系数统计分布的平均相对熵(ARE)作为信息隐藏的安全性度量,并以此作为优化指标,给出一种带调整的量化嵌入算法,通过模拟退火选择对统计分布破坏最小的调整变量。实验结果表明:对于五幅标准测试图像,本文算法较其他四种算法在容量上平均提高了1.86倍;而在平均相对熵指标上平均降低了38％。该算法不但具有较高的数据容量,并可有效地补偿数据嵌入导致的统计分布的变化,实现算法在统计意义上的安全性。     

一种基于Cauchy分布的H.264宏块层码率控制算法

提出了一种精确有效的H．264宏块层码率控制算法。首先，基于H．264编码器中DCT系数服从Cauchy分布的假设推导得出H．264宏块层的码率模型；并采用线性模型利用前一帧已知的失真度和量化参数值对失真度进行预测；最后，在宏块层通过Lagrange方法最小化失真度，确定宏块的量化参数。实验结果显示，与JM8．6中采用的码率控制算法相比，本文算法不仅能提高平均PSNR，而且能显著降低比特数估计偏差，从而提高图像质量，减小比特数波动，更好地跟踪目标码率。     

Fast 3D shape recovery of a rough mechanical component from real time passive autofocus system

By using a passive autofocus system through a charge-coupled device (CCD) camera, this paper presents a new Yuan-Ze University (YZU) algorithm to detect the position of the sharpest image from a rough surface of an industry component quickly and accurately. To prove the performance of the YZU algorithm, it is compared to some well-known methods like fast Fourier transform (FFT), amplitude, Laplacian, discreet cosine transform (DCT), and conventional edge operators. Moreover, a new dynamic search method that implements this algorithm to produce real time digital image systems with fast response, accuracy, and robustness is proposed. The experiment results show that this technique is applicable to practical 3D measurement. In the application, two specimens a gauge block and an integrated circuit (IC) leadframe are tested to demonstrate the validity of 3D reconstruction from this YZU algorithm.     

基于d-q变换的时栅位移传感器补偿算法研究

时栅位移传感器是一种新型的栅式位移传感器,它不依赖于空间等分性,通过对时间脉冲进行计数而间接实现位移测量,从而达到高精度测量。介绍了传感器信号变形的原因,将非理想信号分为幅度不均、相位偏移、谐波叠加、波形变形四大类;针对幅度不均的情况,将电机学中的d-q变换引入误差分析,推导出其对寄生式时栅位移传感的误差影响;同时在d-q变换原理的视角下重新审视了时栅传感器的测量过程。提出了一种基于变换空间下的误差补偿算法,d轴的差分项与q轴误差项变化趋势一致,利用变化规律对测量误差进行实时修正。在安装有寄生式时栅位移传感器的实验台上进行了实验并获取到不同情况下的误差曲线,实验结果表明,该补偿算法可以消除幅度不均带来的二次误差,误差压制量达到90%。这种算法完全利用信号本身的特性,无需复杂的运算,将误差部分进行了补偿达到了比较理想的效果,对于寄生式时栅位移传感器的实际应用具有重要意义。