一种矿井图像增强算法

针对煤矿井下视频监控系统采集图像对比度低、光照不均、伴有大量噪声等问题,提出一种基于加权引导滤波同步去噪的单尺度Retinex算法对矿井图像进行增强。该算法首先采用加权引导滤波代替单尺度Retinex算法的高斯滤波对图像的低频分量进行照度估计,然后采用加权引导滤波对图像的高频分量进行去噪处理,最后由对数域转换到实数域得到增强后的图像。通过主观视觉效果和客观质量评价对该算法进行验证,结果表明该算法较传统图像增强算法可获得更好的图像视觉效果,且图像处理速度更快。     

基于图像变换系数稀疏性的去噪处理

为解决传统图像去噪算法存在边缘纹理信息损失的问题,根据图像平滑区域离散余弦变换(DCT)非零系数个数较少的特点,提出了基于图像变换域稀疏表示的去噪算法：首先依据l2范式将图像的相似区域块构成块群;然后对块群中的各块进行DCT。由变换域系数的稀疏性,利用阈值进行首次去噪。为进一步去除噪声,对块群进行主成分分析（PCA）,提取块群PC分量,运用PC分量对块群进行分析处理;最后把处理后的图块结合Kaiser窗口返回到原图像中,得到去噪后的图像。与传统去噪相比,该方法在去噪过程中保留了边缘纹理信息,抑制了该信息对去噪的影响,提高了图像的视觉效果。     

基于Contourlet变换的图像DCT去噪新方法

为了改进滤波效果,以提高图像去噪质量,提出了一种通过离散余弦变换对Contourlet域中噪声能量进行估计来实现去噪的新方法.该算法不依赖于对噪声方差进行估计,而是直接利用离散余弦变换来对高频各子带进行局部特征提取,以便估计噪声能量的估计阈值.实验结果表明,与传统的小波软、硬阈值去噪方法和基于小波变换的图像离散余弦变换去噪方法比较,该方法有效地克服了采用硬阈值法引起的伪吉布斯现象和软阈值法因导致过度光滑而使信号失真等缺点.实验表明,该算法不仅可提高处理图像的信噪比,而且图像的视觉效果也明显改善,因此更具有实用价值.     

结合平稳小波变换和形态学的图像去噪算法

图像噪声去除是否有效将直接影响后续图像处理的质量,为了在消除噪声的同时保持图像边缘细节,提出一种结合平稳小波变换及形态学处理的新算法。该算法利用平稳小波相位不变性的特点,充分考虑小波系数的层内相关性;同时结合形态学的方法对图像的边缘信息进行估计;最后通过选择性质相似的区域进行阈值去噪。实验结果表明,该方法在降低了图像噪声的同时又有较好的视觉效果。     

基于Tetrolet变换的图像降噪新算法

通过在Tetrolet变换域利用最小化均方误差的SURE无偏估计方法对图像进行去噪处理,利用图像Tetrolet变换的多尺度框架和方向性来保留原始图像的边缘和纹理等重要信息,同时在Tetrolet变换域中用SURE无偏估计方法代替经典的硬阈值函数来对图像进行去噪。实验结果表明了该算法的有效性,其更高的峰值信噪比和更好的视觉效果说明该算法是可行的。     

基于联合稀疏变换学习的工件去噪方法研究

针对视觉测量中给光好坏会直接影响工件检测精度和效率的问题,提出了一种基于联合稀疏变换学习对不同光源下工件图像去噪的方法。该方法首先从噪声图像中提取噪声图像块,通过稀疏编码和稀疏变换更新交替运算对噪声图像块进行内部聚类变换学习;然后计算每个噪声图像块中聚类信号的稀疏水平,并选择最小稀疏水平作为该去噪块的稀疏水平;最后对去噪块进行聚类并用最后一次迭代去噪块的均值估计去噪图像。实验结果表明,提出的方法对不同光源下工件图像的去噪效果和计算速度均优于其他算法,具有较好的去噪性能。     

基于小波变换和形态学分水岭的血细胞图像分割

医学图像处理提取细胞中使用分水岭方法时,容易产生过分割现象且对噪声的干扰极为敏感,为了解决此缺点,提出一种基于小波变换和形态学分水岭的细胞图像分割新方法。首先采用小波变换多分辨率分析对图像进行分解,选取合适的小波基和改进去噪阈值函数对图像进行小波去噪,然后对去噪后小波重构的细胞图像应用数学形态学距离变换、灰度重建等技术产生的区域标记进行分水岭变换,最终得到分割结果。实验结果表明,该算法能稳定、准确地提取细胞和实现粘连细胞的自动分割,同时具有很好的鲁棒性和普适性。     

基于OpenCL与FPGA异构模式的Sobel算法研究

随着计算机科学技术的迅速发展,嵌入式领域实时图像处理应用越来越广泛,然而传统硬件因为自身架构导致并行化程度不高,针对在视频监控、机器视觉、视频压缩、医疗影像分析等领域需要对图像进行高性能计算的问题,提出一种以OpenCL软件模型和FPGA异构模式的高性能图像处理解决方案,实现了图像显示和OpenCL加速功能,以Sobel边缘检测算法为研究对象,进行了算法并行性分析,并在系统中运用OpenCL加速内核算法,与基本的ARM平台和OpenCL共享内存加速机制相比较,展开性能测试,对加速效果进行了研究。实验数据表明,使用该系统处理不同分辨率的图像,OpenCL加速子系统的处理较基于片上ARM硬核的软件处理,实现相同功能上有100倍左右的性能提升。     

基于贝叶斯估计的杂交小波图像降噪新算法

针对传统图像去噪算法易丢失细节特征、峰值信噪比低等问题,受杂交育种学启发,借鉴遗传算法思路,提出了一种基于贝叶斯估计的杂交小波变换图像去噪算法。该算法以贝叶斯小波去噪后的图像作为父本,维纳滤波处理后图像作为母本进行杂交,对挑选出的个体进行逐代杂交和变异生成子代,将最优子代作为算法的最终解,对其解码还原为去噪后的图像。本算法去噪后的图像峰值信噪比远高于传统算法;去噪后的视觉效果也好于传统方法。实验结果表明该方法不仅能有效消除图像噪声,还能较好地保留图像边缘等细节特征。     

多核图像处理并行设计范式的研究与应用

多核计算环境下采用图像处理并行算法可提高图像处理的速度,但已有的并行设计只针对边缘检测、图像投影等特定算法进行,没有形成通用的并行算法设计范式。为此,在研究图像处理算法可并行处理机制和多核架构特点的基础上,提出分析、建模、映射、调试和性能评价及测试发布等5个设计步骤的基于多核计算环境的图像处理算法并行设计范式,以图像傅里叶变换并行算法设计为例在单核、双核、四核、八核计算环境下验证了该并行范式的有效性。实验结果表明,该范式在图像处理并行设计方面可扩展图像处理的应用空间。     

基于ARM的嵌入式图像识别检测系统的设计

图像识别的主要目的是使用计算机作为工具对目标图像进行处理、解析与应用,通过数据分析检测出具有不同特征的目标和对象,发展至今其已成为了人工智能的基础。本文基于ARM嵌入式芯片提出了一种结合尺度不变特征变换匹配算法的图像识别检测系统,系统硬件部分采用模块化设计的思想以提高系统的兼容性,分为图像获取、数据采集、数据存储、图像识别等模块;软件部分采用斑点检测匹配匹配算法进行图像识别以提高图像识别速度与精度。实验结果表明所设计的系统具有识别速度快、精度高、可靠性高、故障少的特点。     

基于Harris与SIFT算法的自动图像拼接

图像拼接技术被广泛应用于遥感图像处理、计算机识别、医学图像分析及人工智能等方面。本文针对尺度不变特征变换(SIFT)算法特征提取较复杂、计算时间长的缺点,而Harris算法提取特征点快速有效的优点,提出了一种结合Harris与SIFT算法优点的算法,并将这种算法应用于图像的自动拼接。首先利用改进的Harris算法提取图像特征点,再使用SIFT算法来描述特征点,然后利用欧氏距离对所得的特征向量进行匹配,最终实现图像的自动拼接。实验结果表明,该方法能有效提高SIFT的匹配效率,较好地完成对图像的自动拼接。     

非下采样轮廓波变换快速算法

多尺度几何分析（MGA）是一种有效的图像处理方法. 作为MGA的一种离散实现方法,非下采样轮廓波变换（NSCT）被广泛应用于图像去噪、图像融合、图像增强、特征提取等领域. 然而,由于该变换的高冗余性,其计算效率受到一定限制. 因此,对NSCT快速算法的研究具有现实意义. 本文采用一种优化的方向滤波器改进了原NSCT变换,以损失部分重建图像质量为代价,获得算法处理速度的显著提高. 实验结果可见,在满足重建图像主观质量视觉要求的前提下,算法速度可比原变换提高若干倍. 图像去噪实验进一步验证了算法的可靠性及效率.     

基于切比雪夫多项式描述子的复杂背景下输电线路提取算法

在电力系统中,利用计算机视觉和图像处理技术对输电线路的进行检测,在保障电力系统的安全运行方面具有非常重要的作用;针对复杂背景下的输电线路,提出了一种基于切比雪夫多项式描述子输电线路提取算法,该算法首先对输入图像进行预处理,其次利用随机Hough 变换提取图像中的直线和曲线,然后利用切比雪夫多项式描述子的曲线描述优势,对所提取的对象进行特征描述,为了提高提取的精确度,通过K-means聚类分析方法来训练视觉字典,通过视觉字典的比对,最终确定图像中的输电线路;实验结果说明了所提出的算法可以精确地提取复杂背景下的输电线路。     

基于Zynq的图像角点及边缘检测系统的设计与实现

以Zynq芯片为基础,采用软硬件协同设计的方法设计并实现整个系统。Zynq芯片内部采用ARM+FPGA的异构架构,既具备ARM处理器的灵活性,又拥有FPGA并行处理的能力。本系统的设计充分发挥了Zynq芯片的优势,在软硬件划分上, 通过ARM处理器来实现图像的采集;图像角点及边缘检测用FPGA来完成,即通过硬件加速提升系统的整体性能。ARM处理器与FPGA通过AXI4总线进行数据交互,在Zynq上实现集图像采集、图像特征提取、图像显示为一体的片上系统。最终系统测试结果表明,采用硬件加速实现图像特征提取的相关算法比在ARM处理器软件上实现的算法的速度提高了6～8倍。     

基于ARM内核单片机的体育比赛模拟控制系统

构建体育比赛模拟控制系统,提高对体育比赛的现场智慧化管理和信息调度能力,提出基于ARM内核单片机的体育比赛模拟控制系统设计方法。采用实时视频和图像检测方法,构建体育比赛现场赛事的模拟数据传输和图像分析模型,通过过程化的线性调度和赛事流程规划和控制,采用可视化的视频远程监控方法实现对体育比赛的现场赛事的视景仿真和动作特征点分析,采用赛事分布视频动态特征提取方法,实现体育比赛现场赛事管控特征分析。构建体育比赛现场的动态参数数据集预处理模块、信息传输模块、视频监测与回放模块和人机交互模块等,采用ARM内核单片机控制方法建立体育比赛模拟控制系统的核心处理器,构建体育比赛过程状态可视化云平台的服务器,通过五层结构体系设置的模拟控制系统的体系结构模型,结合总线传输控制技术实现控制系统硬件和软件设计。测试结果表明,设计的体育比赛模拟控制系统人机交互性和视频传输控制能力较好,控制收敛性较好,能实现体育比赛现场智能监控和动态控制。     

基于数字图像处理技术的人脸检测算法研究

为了提高人脸检测的准确性及检测速度,需要对基于数字图像处理技术的人脸检测算法进行研究;使用当前方法进行人脸检测时,需要提取脸部特征数目较多、检测速度过慢,降低人脸检测效率;为此,提出一种基于数字图像处理技术的人脸检测算法;该方法首先获取人脸数字图像,通过拉开数字图像的灰度间距,使数字图像灰度均匀分布,进而提高数字图像对比度,使图像更加清晰,再通过Wiener维纳滤算法对处理后的数字图像进行图像平滑去噪,在此基础上使用Robert边缘检测算子方法对数字图像人脸边缘每个像素点检测,得到数字图像中人脸边缘的基本图像,将其输入到计算机数字图像处理系统中进行识别检测;实验仿真证明,所提算法在检测速度及准确性等方面具有明显的优势。     

一种运用势能理论的骨架特征提取方法

一种好的特征提取方法可以使模式识别和目标跟踪系统的性能得到较大的提高.二值图像势能理论和方法是一种利用像素所具有的势能来表现图像特征的新方法.运用图像势能的方法把目标图像骨架的特征提取出来在特征提取领域是一种创新.经仿真实验,图像骨架的势能方法可以较好的表现出图像的特征,计算速度快,占用存储空间小,准确性高.骨架势能的方法可以应用到目标分类,目标识别,特征提取等多个领域.     

基于异构多核并行加速的嵌入式神经网络人脸识别方法

针对传统视频监控设备进行前端人脸识别时处理大量人脸数据所面临的计算性能不足的问题,提出了一种基于CPU-多核加速器异构结构的前馈神经网络并行加速框架,然后借助主成分分析方法对人脸数据进行特征提取用于神经网络的训练,并将训练好的神经网络模型导入神经网络加速框架中进行分类识别的方法。该方法最终在集成Zynq SoC和Epiphany的Parallella嵌入式并行计算平台中进行了系统实现。实验数据表明,该方法在保证识别准确率一致的情况下,能够提供相对于Zynq中的双核ARM处理器8倍的识别加速能力,在嵌入式人脸识别加速方面具有显著作用。     

人机交互中的人脸信息曲波分析

视觉交互是自然人机交互的重要组成部分,而人脸特征提取则是视觉交互成功的关键。针对小波变换难以充分描述人脸曲线特征的缺点,为了更好地提取人脸特征,将更符合人类视觉特性的曲波变换用于人脸信息处理,提出了结合曲波变换与Adaboost方法的人脸检测优化方法和基于曲波变换与SVM进行表情分析的新方法,并开展了人脸检测、人脸识别与表情分析的对比实验。实验结果显示,曲波变换在人脸特征提取中具有明显优势,从而为自然人机交互的下一步工作打下了坚实基础。