一种新的超分辨率图像重建算法

超分辨率重建是提高图像分辨率的一种方法.根据图像分层变换和插值处理的特点,提出了一种将分层子带变换S+P变换(序列变换加预测运算)和插值算法相结合的超分辨率重建算法.该方法首先对图像序列进行运动估计和运动补偿,然后再对配准后的图像序列进行S+P变换,并对分解得到的高频子带进行插值,最后通过S+P逆变换得到超分辨率图像....     

弹性配准在冠状动脉三维运动分析中的应用

针对冠状动脉的运动分析问题,本文提出基于弹性配准的血管骨架三维运动估计方法.在对X射线冠脉造影图像序列进行三维血管骨架序列重建的基础上,寻找两个时刻同一血管分支上点之间的对应关系,得到各点的运动向量.通过使适当的目标函数最小化,运用动态规划算法,得到最优匹配.通过采用运动场已知的模拟数据对算法精度进行定量估计,并采用临床图像序列进行实验,结果表明,算法具有较高的精度和较快的运算速度.     

基于图形处理器的相位校正稳像

由于稳像算法中的运动估计占据整个算法60％～80％的运算量,并随着图像分辨率的提高,实时稳定连续图像序列的难度不断增加.本文提出一种基于图形处理器的相位校正策略,根据相位校正稳像算法教学模型,利用图像处理器统一并行架构与像素单线程模式,设计交叠复合相位运动估计结构,提升并行线程同步性能,缩短FFT并行运算时间;同时通过...     

基于变分贝叶斯多图像超分辨的平面复眼空间分辨率增强

平面复眼成像系统利用多个子孔径对场景进行成像,由于子孔径大小和图像传感器空间采样率的限制,各子孔径图像质量较差。如何融合多个子孔径图像来获得高分辨率图像是亟需解决的问题。多图像超分辨理论利用多幅具有互补信息的图像来重构高空间分辨率图像,然而现有理论通常采用过于简化的运动模型,这种简化的运动模型对平面复眼成像并不完全适用。若直接把现有多图像超分辨理论用于平面复眼分辨率增强,不准确的相对运动估计将降低图像分辨率增强性能。针对这些问题,本文在变分贝叶斯框架下改进了现有多图像超分辨理论中的运动模型,并把导出的联合估计算法用于平面复眼分辨率增强。仿真数据实验和真实复眼数据实验验证了推荐方法的正确性和有效性。     

采用下采样和位平面匹配的局部运动估计

针对电子稳像系统的实时性要求,提出了一种基于下采样、位平面匹配和三步搜索策略的快速局部运动估计算法。该算法将搜索比较次数由 225 次减少为 24 次而精度基本不变;利用图像下采样技术将参与估计的子图像像素增加 4 倍而运算量基本不变,提高了由于子图像中运动物体引起干扰的抵抗能力。实验表明,该算法搜索速度明显提高,而精度基本不变,所得到的匹配位置非常接近全搜索匹配法获得的匹配位置。     

基于主动位移成像的图像超分辨率重建

超分辨重建算法是一种将低分辨率图像恢复为高分辨率图像的算法,被广泛用于医学、遥感、军事安防以及人脸识别等领域。在黑夜、远场场景下构建数据集比较困难,基于深度学习的超分辨重建算法应用受到阻碍。而微扫描成像技术扫描模式固定,对器件到位精度要求高。针对这两个问题,我们提出一种基于主动位移成像的图像超分辨率重建算法。具体地,在控制相机随机移动的同时记录采样时刻位移,通过解算、映射选图、精确匹配图像序列并获取多帧图像间的亚像素信息,然后对估计图像进行迭代和更新,最后重建获得高分辨率图像。实验结果表明,本算法在PSNR、SSIM和平均梯度三个指标上都优于最近提出的基于POCS的图像超分辨率重建算法MFPOCS,与基于CNN的方法 ACNet相比具有竞争力。值得提出的是,本算法无需固定的扫描模式,降低了微扫描技术对器件实时到位精度的要求,同时,本算法可以保证重建初始帧的优良选取,有效规避了POCS算法的固有缺点。     

电子稳像技术在船载电视监视系统中的应用

本文简述了电子稳像技术的基本原理,重点介绍了国内自主研发的船载电视监视系统电子稳像器的实现和主要性能特点,以及为满足性能要求而采用的运动检测和补偿技术.该电子稳像器采用灰度投影算法检测序列图像当前帧和参考帧之间的运动矢量,并且通过算法改进实现亚像元检测.在补偿图像运动时,通过采用平滑算法,避免了在图像补偿时出现的马赛克现象,保证了图像补偿精度.实验结果表明,本文提出的电子稳像器具有稳像精度高,实时处理能力强和较好的实际应用效果.     

一种改进的Fourier-Mellin 稳像算法

提出了一种改进的单相限实数Fourier-Mellin 变换(SRFMT)相位校正稳像算法,提高了稳像实时性,解决了因图像局部遮挡而引起的错误估计问题.分析了基于Fourier-Mellin 变换估计抖动图像序列尺度因子、旋转、平移向量引起的计算堵塞,然后利用傅里叶变换共轭对称性,改进实数傅里叶变换,并以查表方式访问wi 因子,提升了计算性能;最后采用统计直方图方法处理块运动向量,通过局部运动向量集中度判定,去除伪全局运动向量.实验结果表明,与未改进的算法相比,采用改进的SRFMT 相位校正稳像算法处理512×512 的灰度图像序列,稳像的实时性提高了42%,满足实时性要求,有效的去除了因局部遮挡而引起的错误估计,鲁棒性进一步增强.     

基于2D-3D双目运动估计的立体视觉定位算法

运动估计算法是影响立体视觉定位精度的重要因素,传统的3D-3D运动估计算法受噪声影响很大,计算精度不高.本文提出了一种基于2D-3D双目运动估计的立体视觉定位算法.算法不使用运动后的特征点3D坐标,而直接利用其2D图像投影坐标.首先,利用EPnP运动估计算法确定匹配内点和初始运动参数.接着,利用双目相机之间的2D投影几...     

非接触数字图像相关应变测量的仿真与实验研究

数字图像相关法测量全场位移和应变是一种新的实验力学方法.该测量算法中相关函数和子区大小的选择是影响最终应变测量精度的重要因素.本文采用已知应变变形的仿真散斑图,研究了测量算法中主要相关函数和子区大小在正常光照与高斯不均匀光照条件下,对应变测量精度的影响.得出了不同测量要求下,可选择的相关函数和最佳计算窗口.通过实验验证与分析了此算法的测量精度.研究结果表明,数字图像处理技术测量应变的测试精度满足基本要求.     

利用相关峰内插时延估计提高四元阵定位精度

超短基线定位系统具有基阵尺寸小、易于安装等优点,被广泛应用于海洋科学领域。但超短基线作用距离短,远距离定位精度不高。为了改善超短基线的定位精度,在四元阵被动定位结构基础上,采用相关峰内插时延估计算法进行超短基线定位。仿真结果表明该算法能够较好地估计时延差值,有效改进定位精度。     

ProRata: A quantitative proteomics program for accurate protein abundance ratio estimation with confidence interval evaluation

A profile likelihood algorithm is proposed for quantitative shotgun proteomics to infer the abundance ratios of proteins from the abundance ratios of isotopically labeled peptides derived from proteolysis. Previously, we have shown that the estimation variability and bias of peptide abundance ratios can be predicted from their profile signal-to-noise ratios. Given multiple quantified peptides for a protein, the profile likelihood algorithm probabilistically weighs the peptide abundance ratios by their inferred estimation variability, accounts for their expected estimation bias, and suppresses contribution from outliers. This algorithm yields maximum likelihood point estimation and profile likelihood confidence interval estimation of protein abundance ratios. This point estimator is more accurate than an estimator based on the average of peptide abundance ratios. The confidence interval estimation provides an "error bar" for each protein abundance ratio that reflects its estimation precision and statistical uncertainty. The accuracy of the point estimation and the precision and confidence level of the interval estimation were benchmarked with standard mixtures of isotopically labeled proteomes. The profile likelihood algorithm was integrated into a quantitative proteomics program, called ProRata, freely available at www.MSProRata.org.     

序列图像差分关联域的复杂全域运动估计

本文提出了一种新的基于差分关联域的复杂全域运动估计算法,该算法通过选取图像中梯度大的区域,避免了块匹配算法的误匹配问题,使算法的准确性得到保障.而且该算法结合运动估计技术中的参数估计与非参数估计技术,扩展了块匹配算法的适用范围,使得对复杂的全域运动进行有效估计成为可能.理论分析及大量实验证明,此算法能有效地处理包含缩放、旋转等分量的复杂运动.而且本算法将复杂的全域运动分解为各基本运动,使系统可以根据运算量的限制自适应地选择最优的运动估计算法.     

基于小波包分解的多尺度互相关管道定位方法

针对直接互相关时延估计法定位管道故障点存在定位精度差的问题,提出了基于小波包分解的多尺度互相关时延估计方法用于管道故障点定位.首先对2路光电检测器采集到的管道沿线振动信号进行小波包分解和重构得到不同尺度数据,然后对2路信号的同一尺度数据做互相关运算,利用互相关时差定位和加权平均原理计算故障点位置,抑制了噪声引起的时延估计误差.现场实验数据表明,本文方法平均定位误差小于150 m,相对误差小于0.4%,最大定位误差不超过±400 m,定位均方差小于0.05,相对于传统直接互相关时延估计法,此方法可进一步降低时延估计的平均误差和均方差,显著提高定位精度和一致性.     

波导不变量和航向角联合估计方法研究

波导不变量是一个与环境特性和传播特性有关的物理量,对其准确估计有重要意义.结合LOFAR图和方位-时间历程图,提出了利用Hough变换进行波导不变量和目标航向角联合估计算法,该算法无需知道运动目标的距离信息,不要求目标有最近通过距离.提出了综合Hough变换参数估计算法,较提取单条纹参数估计算法有更好的稳健性,但增加了计算开销.仿真研究和海试数据分析均验证了算法的可行性,并表明该参数估计算法有较高的估计精度.     

非ARMA随机信号谱估计的数字滤波算法及性能分析

为克服传统的周期图谱估计方法存在的分辨率低及非一致估计等缺点而迅速发展的各种近代谱估计法只能适用于ＡＲＭＡ（Ａｕｔｏｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ－ｍｏｖｉｎｇａｖｅｒａｇｅ）信号的谱估计。为解决存在于各种物理过程中的非ＡＲＭＡ随机过程（包括１／ｆ过程）的谱估计，本文提出了一种对非ＡＲＭＡ随机信号的非递归数字滤波算法，重点研究了算法主要参数（滤波器长度、数据长度）的选择原则及对谱估计准确度和精度的影响。理论分析及实际测量证明，此方法具有分辨率高、谱估计精确较好及一致估计等优点，特别适用于对非ＡＲＭＡ信号的某些特征频率点的谱估计。     

最小二乘复频域法实复系数矩阵的分析

最小二乘复频域法是近年来提出的频域模态识别的方法,该方法在强阻尼、弱阻尼下都具有很好的识别结果。依据最小二乘复频域法的理论与方法,其系数矩阵有两种形式：实系数矩阵形式、复系数矩阵形式。利用Matlab对最小二乘复频域法进行编程,并编制交互式的软件界面。指出最小二乘复频域法在两种系数矩阵下的参数设置,以及系统极点的求解修正公式。通过对铝板的实验分析,表明在两种系数矩阵下分析结果的一致性,并且复系数矩阵具有更好的数值条件,同时验证了程序的正确性。     

频域主分量模态分析法及在颤振试飞中的应用

为提高对颤振边界预测至关重要的模态阻尼的识别精度,基于频域多参考点法,采用主分量分析、奇异值分解和最小二乘技术,考虑频率响应函数负共轭部分和带外模态的影响,提出频域主分量分析模态参数识别方法,具有处理速度快、所需用户交互少的特点。通过飞机模型仿真算例验证在模态高度耦合情况下该方法的有效性,并在实际飞行颤振试验中进行应用。     

基于高精度匹配点的对极几何估计

提出了一种以Harris算子和空间位置约束条件自动提取的初始特征点为引导,利用小面元模型进行灰度分布的拟合曲面求极值点的超精度特征点定位方法。并利用超精度的特征点估计立体图像对的对极几何约束关系。通过对真实图像的对比实验证明该方法能有效的提高基本矩阵估计精度,与传统的基于像素级特征点的估计算法相比,平均余差值降低了3.4%~21.4%,算法运行速度快,能在视觉测量中有效地提高测量精度。     

电流变夹层板控制系统的传感器优化布置

为了解决ER夹层板系统的模态控制的实用性问题,研究了悬臂板模态坐标估计和传感器定位问题。按照变刚度模态控制算法的要求,给出了离散坐标下模态坐标估计的方法;根据连续结构的振型分析,分析传感器定位计算,建立了数学优化模型;按照模态动能法初步筛选后,枚举得到传感器优化布置方案,并且从估计精度和控制效果两个角度进行了布置方案的算例验证。结果表明,优化的传感器布置能在较少的数目下,模态坐标估计满足模态控制算法的输入需求。