实时视场拼接系统的设计与实现

当要求的场景尺寸超出一个光学传感器的范围时,同时取得完整的场景就成为一个难点.针对这一问题,采用多个光学传感器同时对场景进行采集,可以得到几幅互相有一定重叠的场景图像.应用改进的相位相关算法对重叠图像进行快速配准,应用渐入渐出融合算法消除拼缝,实现无缝大视场拼接.并将整套算法在以TMS320DM642为核心处理器的平台上实现,得以构成一个小型化视频拼接系统.实验结果表明,该系统可以自动地对存在一定重叠和旋转的两幅768×494分辨率、25帧/秒的视频图像进行拼接,获得无缝、清晰的大视场视频图像,满足系统实时性的要求.     

利用图像拼接实现微结构的大视场测量

为实现基于图像的飞秒激光烧蚀硅晶片光斑阵列的完整测量,对采集的多幅光斑阵列图像拼接,得到完整的飞秒激光烧蚀光斑阵列图像。首先,对飞秒激光烧蚀光斑图像进行增强处理,对光斑进行方形拟合提取中心点,获取每两个中心点间的像素值,运用线纹对微视觉测量系统标定,获得像素尺寸与几何尺寸之间的比例系数,根据比例系数对像素尺寸与几何尺寸进行换算,得到对光斑阵列的视觉测量值;最后,用拼接后的光斑阵列进行图像测量,得到测量尺寸与实际尺寸间的误差平均值为3.00%。经实验验证,利用图像拼接对微视觉系统大视场微结构进行图像测量是可行的。     

双处理器实时视频拼接系统

当一些视频系统需更大观测范围,同时获得完整场景是一个问题.针对这种情况,提出一套基于FPGA和DSP双处理器协同工作的视频拼接系统,设计了包括双处理器、FLASH程序存储器、SDRAM数据存储器、SRAM数据存储器、视频AD和视频解码器等硬件结构.系统采集两路视频信号输入,对其进行数字视频转换,然后由FPGA做基本图像处理,并将其送入SDRAM进行存储.DSP将初步处理后的图像数据取出,并对其进行图像配准和图像融合.为了保证图像的实时性,系统采用实时高效易实现的改进的PSO算法实现图像配准,采用平均加权法实现图像融合.实验结果表明,此系统可对两幅720×576分辨率、25帧/秒的视频图像进行实时拼接,满足所需大视场视频图像要求.     

基于多算法结合的图像拼接研究

针对SURF算法的尺度旋转不变和提取特征点等进行分析和研究,进一步保证图像配准的精度,通过对这种方法的试验,说明在图像拼接当中能够取得较好的效果。     

大口径拼接望远镜成像系统的远场特性

本文根据衍射光学理论和几何光学理论,利用已得到的拼接望远镜的理论解析表达式和建立的数值仿真模型,对拼接望远镜光学系统的远场特性进行了分析计算,包括系统的理论衍射光斑直径、点扩散函数、斯特列尔比以及光学传递函数等。并根据仿真模型分析了拼接主镜中分块镜平移误差和倾斜误差对拼接望远镜系统远场的影响。分析结果表明,拼接主镜的平移误差和倾斜误差都影响系统的点扩散函数、斯特列尔比和光学传递函数,并使远场成像模糊;其中分块镜倾斜误差会额外引入平移量,如果补偿掉平移量对望远镜系统的远场性能有很大提高。     

一种全景图像拼接算法的实现

图像拼接在制作全景图的过程中具有重要作用。对多幅图像进行特定模式投影后,用约束的相位相关度法求取水平垂直偏移量,然后寻找最佳缝合线,实现图像拼接,最后采用多分辨率算法对全图进行拼接处理去除曝光差异和鬼影。整个过程用VisualC 加以实现,实验结果验证了算法的有效性。     

采用标记约束实现三维图像拼接新方法

该方法的特点在于利用相邻图像块中3组重叠标记约束信息,完成传感器测量位置相互关系参数的标定,根据相互位置关系标定参数实现坐标系的统一和三维图像数据的拼接。同时,在标定参数解算过程中,引入旋动理论,利用空间向量分步求解12个位姿参数,使求解过程简单易行。通过对一自由曲面分块测量及数据拼接实验表明,这种方法参数求解简单,空间距离拼接相对误差优于0．56％。     

航空CCD相机机械拼接焦面搭接区相对像移量分析

对航空CCD相机机械拼接焦面搭接区域内由于2个CCD像移量不同导致的像点错位问题进行了分析。首先,根据航空中心投影成像的几何关系,给出了正直摄影时地面起伏导致的搭接区相对像移量,然后,由共线方程出发,建立了搭接区相对像移量的数学模型,分析了载机姿态、地面起伏、CCD拼接距离等因素对搭接区相对像移量的影响。最后,根据建立的数学模型及工程应用实例选取了补偿载机姿态变化的稳定平台,并给出了搭接区相对像移量的数值分析结果。本文建立的搭接区数学模型对采用机械拼接方案的航空相机具有一定的工程和应用意义。     

敏捷卫星同轨多条带成像拼接重叠像元数阈值分析

针对敏捷成像中的多条带拼接成像模型,对条带图像的拼接重叠度进行仿真分析。建立多条带拼接成像的任务模型和几何退化模型,提出重叠区域宽度阈值的判别准则。针对星下点条带,分析不同场景类型遥感图像的重叠区域宽度阈值,探究了地面分辨率变化对重叠区域宽度阈值的影响。针对敏捷条带,分析了俯仰、横滚等敏捷特性对于重叠阈值的影响。仿真结果表明,在0.46 m地面分辨率下,6类场景类型重叠宽度阈值均在28 pixels以上,其中军港机场、海岛阈值较大,超过31 pixels。阈值统计符合正态分布的3σ原则,证明了阈值求解方式的可信度。星下点成像时地面分辨率变化对像面重叠像素阈值无太大影响,但对地面实际重叠宽度阈值影响较大。而敏捷条带成像时,卫星的俯仰和横滚将会增大条带的重叠宽度阈值,几何变形对阈值的影响超过星下点时地面分辨率的变化。通过对条带拼接重叠度的仿真分析,为敏捷卫星的高分辨率光学成像任务规划提供了有意义的参考。     

基于尺度不变特征变换特征的显微图像在线拼接方法

为解决显微镜观测视野狭小的问题,提出了一种基于尺度不变特征变换(SIFT)特征的显微图像自动拼接方法.该方法充分考虑了显微图像采集过程以及显微图像自身的特点,通过一系列适用于显微图像拼接的算法,控制单幅图像拼接时间在1秒内,进而可以保证显微图像拼接随图像采集在线完成,同时,利用SIFT特征匹配准确度高的优点,可达到亚像素级的拼接精度.该方法拓展了显微镜的应用,尤其适用于生物和医学显微图像观测.     

Suppression of delaminations in curved structures by stitching

A simple approach is presented for analysing the effects of stitching on the mechanics of delamination failure in curved structures subjected to opening bending moments. Advantage is taken of the existence of a steady-state cracking configuration which is amenable to analysis and yields conservative design limits. Design rules are derived for the minimum stitch density required to suppress delamination crack growth and to ensure the integrity of the stitches. The rules involve only geometrical factors and material parameters that are known or readily measured. Populations of initial delamination flaws are shown to be unimportant as long as they fall beneath a threshold length of several mm. An analytical result for delamination crack growth under cyclic loading is also derived.     

A new approach to medical image stitching using minimum average correlation energy filter and peak to side‐lobe ratio

Standard X‐ray images using conventional screen‐film technique have a limited field of view and failed to visualize the entire long bone on a single image. To produce images with whole body parts, digitized images from the films that contain portions of the body parts are assembled using image stitching. This article presents a new medical image stitching method that uses minimum average correlation energy filters to identify and merge pairs of X‐ray medical images. The effectiveness of the proposed method is demonstrated in the experiments involving two databases that contain a total of 40 pairs of overlapping and nonoverlapping images. Then the experimental results are compared to those of the normalized cross correlation (NCC) method. It is found that the proposed method outperforms the NCC method in identifying both the overlapping and nonoverlapping medical images. The efficacy of the proposed method is further vindicated by its average execution time which is about five times shorter than that of the NCC method. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Int J Imaging Syst Technol, 22, 166–171, 2012     

Effect of image resolution on intensity based scene illumination classification using neural network

In this paper, a framework for testing scene illumination classification with different image resolutions is proposed. The testing aims to provide the researchers with valuable information about the effect of image resolution on scene illumination classification using a neural network. The experiment is done by extracting three types of features from the images. These three types consist of statistical features, physic based features and histogram based features. It has been demonstrated that scene illumination classification can be affected by changing the image resolution. Despite the popular belief that high resolution images lead to better results, scene illumination classification by the proposed method performed best using low resolution images. At the second part of discussion, the reason behind this phenomenon is mathematically analysed and explained.     

高耸铁塔的隔撑强化分析及工程应用

通过在高耸铁塔中增加横向隔撑,实现高耸铁塔的强化。应用考虑几何非线性和材料非线性的空间有限元方法,对增加隔撑后高耸铁塔的工作性能进行了分析,并对连接形式和支撑位置进行了参数优化。结果表明,使用横向隔撑后高耸铁塔的抗弯强度和抗扭强度都有了明显的提高。这种隔撑强化方案已应用到一个实际的铁塔改造工程中,实践证明这种方法切实可行。     

大口径光学件误差均化拼接技术

运用子孔径检测及拼接的方法可完成大口径光学件面形的干涉测量。为了能够减少子孔径拼接的误差累积与数据处理算法带来的精度影响,运用子孔径拼接的误差拼接算法,并通过对实验检测数据的处理,得到拼接结果与全孔径检测结果比较,面形波面峰谷值相差0．0842,均方根值相差0．01λ,误差在Veeco光学干涉测量仪器的公差范围内。实验结果验证了误差均化算法可有效减少误差的传递与累积,实现子孔径拼接技术对大口径光学件的正确检测。     

像移和采样共同作用下的TDICCD探测器像质

CCD探测器的像元尺寸一般来说是光学系统弥散斑的几倍,因此以CCD探测器为接收器的光学成像系统在理论上可以近似看作是空间移不变系统。采用计算机仿真的方法来研究在空间移变条件下的TDICCD遥感相机的影像分辨力和像质问题,结果是：在目标条带宽度一定时,像元尺寸为a,像移量为a/3,a/2,a,MTF分别下降为0．918,0．876,0．753;当MTF基本相等时,像移量为a/3,a/2,a,条带宽度为36,38,44。通过模拟,认识到在像移大于a/3时,Angle=0和Angle≠0的肘阡相差小于1％;并在像移量大于a/3的条件下得到了适用于工程应用的像元尺寸、像移量、分辨力、MTF的一个简洁函数。     

双正交小波变换多分辨率图像融合方法

为了避免常规正交小波变换所引起的图像边缘失真,特别采用了双正交小波变换进行图像的多分辨率分解。在融合处理时,为了获得更丰富的细节和更好的融合效果,对不同分解层、不同方向上的高频分量以及同一分解层图像中的不同区域均采用不同的融合算子。实验结果表明,该融合方法和融合规则是十分有效的,融合后图像的边缘和纹理细节都更加突出。     

Canny准则小波边缘检测在图像融合中的应用

提出了一种新的图像融合方法。该方法选择Canny准则作为边缘检测的基础,并结合小波变换算法,确定图像边缘位置。在小波域中,对高频信息依据其是否为边缘点采用不同的融合策略,对低频信息利用加权法进行融合,再进行小波逆变换重构融合图像。实验结果表明,提出的算法在抑制噪声的同时,能有效地突出边缘细节,更好地保持图像的空间分辨力。对于多聚焦图像的融合,偏差度为0.0520,熵为7.6609,相似度达到0.9985。     

Optimum multiscale decomposition in NSCT-based single image super resolution

Goal of image super resolution (SR) is to enhance the size of an image without upsetting the information it carries. The information around the edges may get disturbed due to image SR process. The proposed novel approach conserved the information around edges using Non-sub sample contourlet transform (NSCT)-based learning technique. The NSCT constitutes multiscale decomposition as well as multidirectional decomposition of an image. The main contribution of the paper is to optimally select multiscale decomposition level that offers minimum learning error. The smoothness of soft edges is to be potted by soft edge smoothness prior. The learning process leads to appearance of unwanted outliers which are sustained by using a robust error norm. The cost function consisting of a global constraint term and soft edge smoothness prior is optimised using Iterative Back Projection approach. The proposed method is capable to reconstruct a high-resolution image with minimum edge artefacts.