基于DMD的高动态图像超高帧频显示方法

数字微镜器件(DMD)在用于高帧频探测系统的功能和性能测试时,必须保证DMD能够超高帧频显示图像,而传统的脉冲宽度调制(PWM)方法的显示帧频受限于DMD加载数据所需的最短耗时,无法满足实际需求.为了解决这一问题,驱动DMD超高帧频显示高动态范围的图像,在结合DMD硬件特性和传统PWM理论的基础上,利用图像叠加背景光显示技术,提出了一种改进的脉冲宽度调制DMD实现灰度图像显示的方法.适用于8位灰度以上的高动态范围图像的DMD超高帧频显示,实验表明,该方法将8位灰度图像的DMD显示帧频提高到1 kHz.     

基于图像信息的彩色PDP动态子场编码优化方法

为改善"累积"发光驱动方法显示静态图像时的灰度级轮廓,提出了一种基于有效灰度级均匀分割采样的动态子场编码(DSC)算法。首先对输入图像中的孤立灰度区间进行灰度采样,然后对剩余灰度级均匀分割,选择各灰度区间概率密度较大的灰度级作为采样灰度级,相邻采样灰度级之差即为子场编码权值,从而使采样灰度级均匀分布在输入图像的有效灰度区间,并使采样灰度级和子场编码权值随图像变化。仿真和实验结果表明,该算法不仅能真实再现大面积的背景,而且使图像细节信息尽可能保留,显著减小了静态图像的轮廓。     

基于数字微反射镜与光源复合编码的高帧频显示方法

作为常用显示器件,数字微镜器件(DMD)使用传统的脉冲宽度调制(PWM)显示方法受最小脉冲宽度限制,无法满足高帧频显示的需求。文章提出基于光源与DMD复合编码的高帧频显示技术,利用光源调制解决脉冲宽度调制导致的位平面显示时间随位平面等级指数增长的问题。通过构建包含驱动模块、光源和DMD的显示系统,采用低4位光源脉冲宽度调制与高4位DMD显示时间宽度调制相结合的方法,将8位灰度图像的显示帧频提高至2 461 Hz。     

基于光栅投影法的3D扫描技术研究

光栅投影技术作为3D扫描中最有发展前途的技术之一而备受关注。利用普通的投影仪、照相机和计算机构建了一个简单的3D扫描系统。采用投影仪投射光栅,利用照相机采集图像,输入到计算机中进行处理,采用所提出的三维信息重构算法重建目标物体的三维轮廓。该三维信息重构算法使用格雷码编码的结构光完成信息处理,构建的3D扫描系统工作原理简单,易于实现。实验结果表明,该系统能够快速有效地重建目标物体的三维轮廓,在扫描速度、分辨率以及重建精度与速度等技术指标上优势明显,有利于在机器人视觉和虚拟现实等领域中推广与应用。     

固态体积式真三维立体显示效果优化

为了优化固态体积式真三维的立体成像效果,显示出更加逼真的立体图像,对编码图像的灰度级和成像显示体的对比度进行了研究。论文从固态体积式真三维立体显示器成像原理出发,介绍了固态体积式真三维的电路系统、光学投影系统和成像显示体,在分析和研究影响立体显示效果的主要因素后提出了两种改进的方法。一种方法是通过降低图像刷新频率,提高编码图像数据位数,从而提高像素灰度等级,另一种方法是改变液晶光阀的盒厚,以此增强显示体的对比度。在真三维样机上,成功实现了32级灰度,将颜色种类从4 096种提升至32 768种,对比度相比原样机提高了1.2倍,主观感受到更加丰富的图像细节和色彩。优化效果明显,可以显示出细节更加清晰、颜色更加丰富和效果更加真实的三维立体图像。     

基于增强型PWM算法的DLP投影技术研究

介绍了传统脉宽调制(PWM)灰度算法以及其存在的缺陷,提出了一种增强型的PWM灰度算法,基于人眼的视觉特性将时间子场重新分布。搭建了基于FPGA的数字光处理(DLP)投影显示系统,给出了系统的框图和工作原理。并使用该系统验证了算法的可行性。该投影系统植入增强型PWM算法后数字微镜器件(DMD)微镜开关频率明显提高,相比于传统算法图像显示效果明显提高,人眼的闪烁感明显降低,动态图像的稳定性大幅度提高。     

单DMD彩色视频显示系统的颜色控制

对单DMD彩色视频显示系统中的颜色控制方法及其实现进行了深入研究。在简要分析三种DMD投影系统及空间灰度调制法、时间灰度调制法优缺点的基础上,提出了一种单DMD彩色视频显示系统方案,并着重分析了基于脉冲选通灰度调制的颜色控制方法:将帧周期均分为R、G、B时间段,并将各时间段等比例划分为各个位时间段,依据相应颜色分量灰度值控制DMD微镜的状态。由于DMD接收的是视频图像各像素的位平面数据,对图像灰度值到位平面数据的格式转换进行了详细分析。最后,依据DMD工作特点,给出了DMD操作控制时序。整个方案切实可行,可为系统实现提供理论依据。     

基于图像运动检测的子场编码优化算法

针对等离子显示器中运动图像产生的动态伪轮廓现象,提出了一种基于图像运动检测的子场编码优化算法。该算法在分析常用动态伪轮廓和运动补偿算法的基础上,通过检测图像数据的变化差值判断图像的运动状态,并通过图像运动状态选择不同的显示灰度构成方式:静态图像选择全灰度级编码,动态图像选择较少灰度级编码,通过优化编码方式消除图像的动态伪轮廓。实验表明,算法减少了不同运动速度的图像因算法引起的人工纹理,保证了静态图像的显示细节,达到改善显示图像画质的目的。此外,该算法还具有处理速度快,易于硬件实现等优点。     

DMD数字微镜驱动控制系统分析及其应用

数字微反射镜器件(DMD)是数字式光处理(DLP)投影显示技术的核心,有着巨大的应用潜力。叙述了DMD的控制原理和特点。首先,基于DMD数字微镜控制器的驱动控制系统和采用二进制脉宽调制(BPWM)技术精确控制光源,接收PC机传输的实时图像显示数据,生成控制DMD翻转的控制时序及其复位脉冲信号,搭建了蓝光半导体激光投影光刻装置,实现了高分辨率灰度图像的分层曝光和曝光量的精确控制;其次,基于DLP投影系统,采用RGB激光源,通过光纤耦合和合束,建立了激光投影实验装置。     

视觉传达效果的区域三维图像虚拟重建

为了提高模糊区域三维图像的识别能力,需要进行视觉传达和图像虚拟重建。因此文中提出基于视觉传达效果的区域三维图像虚拟重建方法。构建区域三维图像的网格分布模型,采用视觉特征提取方法进行区域三维图像的空间信息特征分布式重组,结合边缘轮廓特征提取方法进行区域三维图像的边界区域检测。建立区域三维图像视觉传达模型,结合模糊结构重组方法进行区域三维图像的自适应像素重构,根据区域三维图像的纹理、细节区域进行图像的三维纹理结构重组和稀疏散乱点重建,重建区域三维图像的灰度直方图,基于视觉传达效果实现区域三维图像虚拟重建。仿真结果表明,采用该方法进行区域三维图像虚拟重建的视觉效果较好,三维图像虚拟重建的质量较高。     

一种血管约束的局部活动轮廓模型

活动轮廓作为一种重要的图像分割工具,近几年来在理论和应用方面都有很大的发展。然而,现有轮廓模型在处理灰度均匀性较差的图像时,通常存在较高的分割误差,并且对初始轮廓曲线位置敏感。为此,本文提出一种基于血管特征约束的活动轮廓模型,该模型首先使用局部相位（Local Phase）的血管增强算法对图像进行增强处理以生成一种不同于图像灰度的血管特征信息,然后将血管信息和图像灰度以线性加权的形式引入到局部二值拟合（Local Binary Fitting,LBF）能量泛函中,指导图像血管分割。基于视网膜血管图像数据（Digital Retinal Images for Vessel Extraction,DRIV）的实验显示：该模型能成功地从灰度分布不均匀和弱边界轮廓的视网膜图像中提取血管,分割灵敏度和准确性分别达到74.43%和93.67%,同时对初始轮廓曲线位置的敏感性大为降低。由上述可知,该模型具有高分割准确性和低初始位置敏感性。     

一种基于彩色伪随机编码图像的配准方法

在基于彩色伪随机编码的三维重构测量中,由于相机视场有限,无法一次清晰地得到被测物体的表面编码投影图像,必须对所得图像进行配准拼接.一般的配准方法都是基于灰度图像.而伪随机编码投影图像具有特有的颜色特征,基于此种投影编码图片提出了一种新配准方法,对于此类图像能进行很好的配准.     

基于AR动态图像的人物动作捕捉技术研究

为了提高人物动作的三维虚拟重构和识别能力,需进行人物动作的特征提取和捕捉,故提出基于AR动态图像的人物动作捕捉技术。采用三维动态跟踪识别方法进行人物动作的动态图像特征提取,利用AR虚拟现实技术进行人物动态图像的包络轮廓分割,绘制反应人物动作特征的灰度直方图,结合Harris角点跟踪检测方法进行人物动作捕捉,实现人物动态图像三维虚拟成像重构和动作的实时捕捉。仿真结果表明,采用该方法进行人物动作捕捉的动态特征匹配能力较好,对动态特征点的检测性能较高,具有较好的人物动态图像虚拟重构和识别能力。     

基于平滑滤波的虚拟显示模型及控制方法

针对新型虚拟LED显示屏提出一种基于平滑滤波器的虚拟显示模型和控制方法,该方法与传统方法相比能在降低数据带宽的条件下提高虚拟显示的灰度等级。分析了户外发光二极管显示屏(LED)的显示原理,指出提高LED显示器分辨率和灰度是提升其显示效果最直接的方法。介绍了传统虚拟显示的实现及控制原理和存在的问题,然后针对目前的虚拟LED显示屏提出一种虚拟显示的建模及控制方法,再用模拟和实验验证该方法的可行性及效果,最后与传统的虚拟显示建模及控制方法做对比。实验结果表明,使用本文提出的建模和控制方法呈现的图像清晰,图像细节不流失,准确地还原了图像原来真实的情况。本文提出的虚拟显示建模和控制方法能够准确还原图像信息,可以用于新型的虚拟LED显示屏。     

应用于等离子体显示器的自适应子场编码驱动方法

为解决交流等离子体显示器(AC PDP)中传统"单纯累积"发光模式产生的灰度显示不足的问题,本文提出了一种自适应子场编码驱动方法(ASC).该方法中子场编码根据每一场输入图像的归一化灰度直方图进行自适应地计算,将子场编码权值选取在输入图像灰度信息最丰富的区间.同时根据计算出的子场编码,驱动电路调整各个子场的维持脉冲个数.仿真结果表明,该方法不仅能够消除AC PDP中的动态假轮廓现象,而且弥补了传统"单纯累积"发光模式造成的灰度显示不足的问题,具有良好的灰度显示效果.     

三维激光扫描图像快速实时匹配方法改进研究

为提高三维激光扫描图像匹配效率,研究基于特征提取的三维激光扫描图像快速实时匹配改进方法。采用基于改进动态直方图均衡的三维激光扫描图像增强方法,在保证图像高频区域灰度与低频区域灰度一致的条件下,均衡地增强三维激光扫描图像,通过基于SIFT算法的三维激光扫描图像特征提取方法,提取增强后图像中的核心特征向量后,使用基于改进BRISK算法的三维激光扫描图像快速实时匹配方法,通过特征点匹配的方式完成三维激光扫描图像匹配。实验结果验证:所提方法对彩色、灰度两种三维激光扫描图特征点匹配图像具有较好的增强效果,可实现彩色、灰度两种三维激光扫描图像的快速实时匹配。     

改进格雷码条纹投影三维测量方法

传统的格雷码加相移法已经广泛应用于三维测量,但是相位解包裹一般需要投影多幅格雷码条纹,如何实现快速、准确的三维测量仍具有一定挑战性。提出了一种基于几何约束的改进格雷码条纹投影三维测量方法,可以有效减少格雷码条纹的数量。为了实现高速条纹投影,使用二值抖动技术将8位正弦相移条纹转换为1位二值图像。总共使用六幅条纹图像,其中三幅相移条纹用于计算截断相位,三幅格雷码条纹用于对截断相位进行初步展开获得伪展开相位,最后利用几何约束对伪展开相位进行解包裹获得绝对相位。实验结果表明,所提方法可以有效地重建被测物体的三维形貌。     

微型SAR成像量化显示的FPGA实现

针对微型合成孔径雷达(SAR)实时成像处理机高性能、小体积、低功耗的特点和要求,提出了一种基于FPGA实现微型SAR成像灰度量化、显示驱动的设计方案.采用StratixⅡ EP2S180开发板为设计平台,并自行设计了SDRAM和VGA软核控制器.硬件实现了SAR成像压缩后的16bit数据量化为8bit灰度值,成功驱动VGA接口实时显示SAR灰度图像.     

基于灰度图像二值编码的JTC多图像加密系统

针对联合变换相关器(JTC)多图像加密系统对于加、解密灰度图像时,解密图像质量不理想的问题,利用前期提出的一种灰度图像二值编码方法,设计了一种基于灰度图像二值编码的JTC多图像加密系统。该系统将灰度多图像的加、解密问题转化为二值多图像的加、解密问题,可有效抑制加、解密过程中产生的非饱和噪音,提高图像解密质量。仿真结果表明,相同条件下在基于螺旋相位模板拓扑荷数复用的JTC多图像加密系统中使用灰度图像的二值编码图像进行加、解密相对于直接加、解密灰度图像,其相关系数值有显著提升,再使用中值滤波抑制解密图像中的饱和噪音,可进一步提高解密图像质量。     

实时频谱态势图的生成和伪彩色显示编码方法

现代电子侦察需要对一段时间内的频谱态势有整体把握,数字荧光技术( DPX)是近年来应用于实时频谱分析中的一项创新性技术.该技术将一定时间段内的频谱态势通过图像直观的显示出来,可以大大提高对信号的捕获和观察能力.本文设计了一个DPX应用系统,输入信号经过采样和FFT运算后变换到频域,在大约100ms时间内进行65,535次FFT运算,生成的频谱经过积累后生成DPX图像,生成的三维图像其x、y、z轴分别对应频率、幅度和命中次数.为将DPX图像彩色显示出来需要进行伪彩色编码,传统伪彩色编码只对应256色灰度图像,为充分利用DPX信息,本文提出了一种基于RGB三原色的新的伪彩色编码方法——二进制数取位法(take bit from binary number,TBFBN),该方法能够对0-65535区间的每一个值进行编码,克服传统伪彩色编码方法仅利用256级数值进行编码的不足.实际应用表明,应用DPX技术可以实现频谱态势的直观显示,同时采用本文的伪彩色编码方法能够增强DPX图像显示效果,提高对信号的观察和分辨能力.