亮背景下形态学星点目标提取算法

为了有效提取星图中星点小目标,实现提高星图识别效率及姿态计算的精度,本文在分析星点目标和小目标像共性的基础上,采用了一种形态学星点提取方法.该方法根据数学形态学运算的特点,得到估计的星图背景,通过灰度形态学Top-Hat变换对消背景,得到含有目标和高频噪声的图像,本文采用自适应阈值法确定实际图像的阈值.实验结果表明此方...     

光学显微镜自动聚焦算法研究

聚焦是显微成像系统中的重要环节之一,为解决由目标内容分布及噪声引起聚焦曲线失去理想曲线特性的问题,提出一种新的自动聚焦算法。该算法通过设定阈值剔除大量无用的图像子块,根据图像子块的梯度幅值总和确定最终的聚焦窗口;然后通过计算窗口子块的梯度及方差,并利用像素权重进行加权,将其作为聚焦评价函数。实验结果表明:新算法中聚焦窗口选取方法能选取到内容较丰富的子块作为聚焦窗口,且新算法中聚焦评价函数在抗噪性、灵敏度和稳定性方面具有一定的优势。     

基于星三角形角度的竞选式星图识别

提出一种基于主星三角形角度的改进竞选式星图识别算法.为进一步提高竞选式星图识别的抗干扰性,利用三颗星构造识别模式向量;选取视场中一定数量参与计算的星点,计算每三颗星构成的几何三角形中主星顶点角角度,再以其为模式量进行竞选式识别;结合相应数学分析,由于涉及计算维教(计算星点数)更高及数值分布范围更大,以角度为模式量的识别...     

显微视觉系统中自动聚焦技术的研究

在聚焦评价算法的研究中,本文首先对传统的离散余弦变换(DCT)算法和最小核值相似区(SUSAN)算法进行改进,然后结合改进后的DCT算法和SUSAN算法提出一种新的聚焦评价算法,该算法结合频域评价算法和空间域评价算法各自的优点,使聚焦曲线在单峰性,局部极值点和灵敏度等方面与传统算法相比有较大改善。在聚焦窗口的研究中,本文提出一种基于图像子块重要程度加权的聚焦窗口选择方法,该方法以总梯度变化率作为图像子块重要程度因子,将重要程度因子值小于阈值的图像子块视为背景子块,去除背景子块后剩下的部分为聚焦窗口。新的聚焦窗口选择方法能实现动态的区分目标区域与背景区域。     

一种新的Mean-Shift对象跟踪方法

由于存在外点干扰,传统的Mean-Shift对象跟踪方法不能有效的跟踪尺寸逐步变大的目标.猜想利用对象初始模型能有效排除外点对跟踪结果的干扰,在此基础上本文提出了一种利用对象初始模型的候选目标模型和相似度测量方法;为了使内核窗口中心及大小与对象形心及大小一致,根据内核窗口外一定宽度子带内像素分布情况,动态调整内核窗口大小和位置.通过对尺寸逐渐变大的汽车进行跟踪,验证了算法的有效性,同时试验结果也证明新算法具有更低的计算复杂度.     

利用粗糙集和属性直方图的图像增强方法

利用粗糙集理论进行图像增强,子图的划分是关键。属性直方图是对直方图概念的推广,是一种由先验知识约束的直方图;将它用于子图的划分,在此基础上提出了一种基于粗糙集理论和属性直方图的图像增强方法。该方法利用属性直方图的 Otsu 算法确定灰度阈值,根据灰度阈值利用不可分辨关系,将图像划分为背景子图、目标子图和噪声子图,对去噪后背景子图和目标子图进行增强变换,并将它们合并得到增强图像。将该方法用于一种海底小目标图像增强。实验结果表明该方法处理增益为 11dB,明显地增强了图像,且不损害图像的边缘。该方法适用于图像有某种先验知识的场合。     

基于限定搜索高斯曲面拟合的星点质心提取算法

星点光斑图像目标识别技术对于空间监视装备和系统至关重要,由于星点图像中光斑成像的特点以及不同背景下图像噪声的干扰,目标光斑的自动识别和定位精度受限。高斯曲面拟合法与密度质心法是使用较为广泛的星点光斑目标定位算法,通过理论分析和实验表明传统方法对星点质心的定位存在一定误差。该文提出一种基于限定区域搜索的星点质心提取算法(LASACE),该算法首先通过中值滤波算法与最大熵阈值分割法对星点图像进行预处理,然后使用高斯曲面拟合算法获得星点光斑的像素分布。最后以星点中心建立目标搜索区域,采用距离强加权质心法提取出目标星点光斑的质心位置。实验结果表明,相较于密度质心法、高斯曲面拟合法和加权质心法,该文所提算法在降低星点光斑质心定位误差的同时提高了抗噪性,能够满足空间卫星的识别需求。     

基于灰度梯度共生矩阵最大熵估计的盲视频水印算法

<正>1基于灰度梯度共生矩阵最大熵估计的盲视频水印算法1.1灰度梯度最大阈值算法概述。图像分割是计算机视觉中的一个关键问题,在图像分析、图像识别、图像检测等方面占有非常重要的地位。其中基于图像统计灰度分布的阈值方法应用最为广泛,在实际系统中,图像目标和背景之间并不具备截然不同的灰度,随着可见光照射角度的不同,目标的亮度和背景的亮度均要变化因此阈值的正确选择是很重要的,直接影响着分割的精度及图像描述分析的正确性。     

一种新的声呐图像处理算法

针对高频声呐图像的目标检测问题,在分析声呐灰度图像像素点的灰度分布模型的基础上,提出了一种新的快速图像处理算法。该算法利用图像中各像素点处滑动窗内像素点的灰度分布模型的参数以及灰度分布模型和归一化灰度直方图的拟合误差为特征量,构造声呐图像的特征图,并采用自适应阈值算法进行图像处理。仿真结果表明该算法具有实时性好、准确度高的特点,并且可有效地克服背景干扰的影响,有利于人造目标的准确提取。     

基于双层滑动窗口的SBD算法和聚类的动态KFE算法

针对SBD及KFE技术存在特征提取不佳、阈值选取不当、闪光与突变的混淆、摄像机和物体运动的影响、渐变检测精度不高等诸多问题,本文提出基于双层滑动窗口的SBD算法和聚类的动态KFE算法。对于SBD,本文首先采用光流法进行运动补偿,接着进行分块处理并运用SLIC算法生成每帧图像的超像素;其次,启动双层滑动窗口对镜头边界进行双重检测,在第一层滑动窗口根据差值和这两个阈值的关系确定候选边界以完成初检,在第二层滑动窗口依次采用相邻两帧直方图的差值法确认突变位置以及采用隔帧直方图的差值法确认渐变位置以进一步完成复检。对于KFE,将镜头聚成若干个子镜头,然后从每个子镜头中选择熵值最大的帧作为该子镜头的关键帧。通过6组视频测试表明,本文SBD算法所得结果的平均查全率、平均查准率、平均综合指标较文献[2]和文献[4]均有提高,具有普遍的适用性,并且对强运动以及闪光灯的干扰有较好的适应性,对应的KFE算法的实现效果也很好,主观评价很高。     

一种改进的星点质心算法

本文结合图像传感器的实际像元感光区形状和像元填充率,提出了一种改进的质心算法.该方法根据不同像元感光区形状和像元填充率下感光区中心坐标不同的特点,通过修改传统质心算法中像元坐标的取值来提高质心算法的定位精度.在分析星点的灰度分布特点的基础上,明确了如何仿真产生一个星点光斑,并通过仿真实验验证了改进质心算法的有效性.实验结果表明:在理想情况和噪声存在情况下,改进质心算法的定位精度优于双线性插值质心算法和传统质心算法.     

Simulation analysis of dynamic working performance for star trackers

The elongated imaging track pertaining to a star spot recorded in the image sensor of a star tracker will diffuse over several pixels at a high angular velocity, leading to an inaccurate, even false, attitude value. A computer simulation of the attitude determination from a dynamic star tracker is developed first, based on a dynamic mathematical model of the star-spot imaging and an efficiency validation of the star centroiding algorithm in the dynamic condition. Then major error sources affecting the attitude accuracy in the dynamic condition are analyzed and discussed systematically based on the simulation results. A mathematical model calculating the average star number detected in the field of view is also deduced, using simulation results and signal processing theory, with image trailing ranging from 0 to 20 pixels during exposure. The summarized regularity is helpful in the system design and accuracy evaluation of a star tracker.     

互相关 DPIV 技术及其在氧化沟模型中的应用

重点研究二维DPIV技术的速度信息提取方法并进行算法实现。该技术基于灰度图像互相关法,在相邻时刻的序列图像中,灰度分布最相似的子窗口即是最佳匹配,粒子在像平面上的运动位移由两个子窗口中心距离确定。通过对互相关测度的优选既能兼顾粒子匹配成功率也能降低匹配算法的时间开销,通过优化算法的搜索空间极大地减少了互相关运算量。给出了标准图像仿真结果及其在氧化沟模型流速测试中的成功应用。实验结果表明,该算法适合于氧化沟模型流场及类似场合的测速。     

星敏感器图像模拟及目标背景运动特性分析

考虑了星敏感器的方位和俯仰角度,给出了一种星空背景和目标的星敏感器序列图像模拟方法.利用TLE轨道根数与SGP4/SDP4模型计算出星敏感器和目标的精确位置和速度.考虑了传感器坐标系、星体坐标系、2000.0地心惯性坐标系三者的关系,对背景和目标分别计算其在CCD中的成像位置和灰度值并叠加生成序列图像.最后在图像仿真的基础上,分析了图像中背景与目标的运动性质.对背景和目标在图像中运动性质的分析结果对于弱小目标图像检测问题的解决也有帮助.     

基于边缘高斯拟合的过曝光星象聚心

对过曝光条件下的星象聚心进行了研究,提出一种基于空间曲面边缘区域信息的不完全高斯拟合算法.算法首先检测过曝光星点区域确定各行(列)参加曲线拟合的像素点,再结合高斯空间曲面模型进行边缘拟合得出初步定位结果,最后以与过曝光区域尺度有关的权重对各行(列)计算结果进行综合处理进而得出最终结果.仿真试验表明,算法具有较高的可靠性...     

科学级CCD相机在星敏感器中的设计与应用

星敏感器通过探测天球上不同位置的恒星来确定航天器的姿态。星相机是星敏感器的成像系统。虽然近年来CMOS成像技术快速发展,但在科学级成像领域,特别是星敏感器应用中,CCD技术较成熟。本文的研究目的是研究一种探测能力强、数据更新快的用于星敏感器的成像系统。文中主要研究了基于TH7888A科学级CCD传感器的星相机的设计和应用,说明了CCD工作原理,详细分析了该种CCD传感器的星等探测灵敏度,论述了CCD星相机的设计方案。并用成像实验、动态范围测试、星等探测能力实验等实验验证了所设计的相机的性能。设计的星相机可以用给定的小型光学系统在60 ms以内的积分时间探测6等星,相机可达到10帧/秒的图像数据更新频率,满足短积分时间进行快速星光成像的要求。     

利用系统辨识的星敏感器模型修正与测角精度检测

2.中国科学院大学,北京100049)摘要:为了提高星敏感器的测角精度,提出了一种采用系统辨识法对星敏感器模型进行修正以及测角精度检测的方法。首先分析了星敏感器的理论测量模型以及像面坐标与星点目标的空间位置关系,然后给出了用模型修正来提高星敏感器测角精度的原理和数学模型。修正模型由系统辨识方法得到,同时为了提高辨识精度,文中采用将星敏感器像面划分为多个区域,每个区域单独建模辨识的方式。最后利用某星敏感器进行了实验,利用该方法进行模型修正后,星敏感器的测角精度为σx=1.68″、σy=1.91″,而修正前的测角精度为σx=17.43″、σy=23.46″。结果表明,采用该方法可以使星敏感器测角精度得到大幅提高,同时也完成了测角精度的检测。     

基于PEG-PCL-PLLA杂臂星形高分子胶束的合成与性能

聚己内酯(PCL)和聚L-乳酸(PLLA)是胶束中常用的生物可降解高分子材料,将PCL和PLLA共聚或共混能改善PCL降解缓慢的缺陷,但PCL和PLLA同时作为杂臂星形高分子胶束的疏水部分却鲜少研究。文中合成了基于PEGPCL-PLLA的ABC杂臂星形高分子胶束与对应的线型三嵌段高分子胶束,研究了聚合物的不同结构对高分子胶束的结晶和粒径的影响。二者的化学结构、相对分子质量及其分布、结晶行为和粒径由核磁共振、差示扫描量热和动态光散射等测试来表征,其结果表明杂臂星形高分子胶束具有比线型嵌段高分子胶束有更强的结晶能力和更小的粒径。     

聚集态网点阈值矩阵生成方法及潜在应用研究

目的对聚集态网点阈值矩阵的动态生成方法与算法,及潜在的应用问题进行分析与探讨。方法依据网点网格坐标系,建立网点函数阈值矩阵的生成方法以及网点灰度阈值矩阵的阈值动态分布原则,并得到网格内元素的阈值映射关系式。结果网格内元素的排布顺序越大,网格内获得的阈值就越大,通过对网点函数进行特殊处理,可使网点阈值矩阵的数据中心点相对于网格中心产生一定的偏移,形成具有特殊加网效果的阈值矩阵。结论在不影响图像外观的情况下,通过在网点函数中引入特殊的位相变化信息,加网时就能在图像预定区域生成含有特殊位相编码信息的网点分布,可为图像特定区域植入预期的有意义的编码信息,在图像复制、信息隐藏和印刷防伪等领域具有实际指导意义。