Reference-guided exposure fusion in dynamic scenes

Unlike high dynamic range (HDR) imaging, exposure fusion is a process of generating a tonemapped-like HDR image directly by fusing a series of bracketed images. Since it frees users from the tedious radiometric calibration and tone mapping steps, this technique is getting more and more popular, and becomes a basic tool in many graphics software. The main drawback of exposure fusion is its limitation to static scenes and any object movement of the target scene will incur severe ghosting artifacts in the fused result. In this paper, we intend to overcome this limitation and make exposure fusion applicable in dynamic scenes. A new quality assessment system is developed, where both temporal consistency and spatial consistency are introduced to account for ghosting artifacts. Experimental results of various dynamic scenes are shown to prove the effectiveness of the proposed method.     

动态处理结合非线性设备的虚拟低音增强系统

现代声学产品由于物理尺寸的限制,在低频很难达到令人满意的效果。通过虚拟低音的方法,可以诱发人脑从各个谐波中感知到基频,极大地提升了人对低频的主观感受。非线性设备(Nonlinear Device,NLD)是基于时域的一种主流处理方法,不同类型的NLD会产生不同的谐波特性,其中基于ATSR(Arc-Tangent and Squire Root)方法可以同时产生奇次和偶次谐波,但谐波比例与输入信号幅值相关,通过在ATSR方法前增加动态处理模块可以进行有效的谐波成分控制,实现了对不同幅值输入信号低音增强的灵活控制。     

基于小波变换多尺度积的图像融合算法

图像融合是图像处理中的关键技术之一。它在军事和民用图像处理领域获得了广泛的应用。提出了一种新的基于小波变换多尺度积的图像融合算法,小波变换多尺度积具有放大信号边缘特征和降低信号噪声的特点,有利于在融合图像中保持图像的细节特征。利用统计分析的评判准则,如熵、标准偏差评价图像的融合效果。实验结果表明该方法提高了图像的熵和标准偏差。在保留原图像信息的情况下增强了融合图像的细节信息。     

基于张量优化的高动态范围微光相机设计与实现

针对空间低照度环境下,互补金属氧化物半导体(CMOS)相机成像视觉效果不佳的问题,基于张量优化的图像融合方法研制一款高动态范围的微光相机。分析基于科学互补金属氧化物半导体(sCMOS)图像传感器亮暗场双通道ADC的电路特性,利用同源双通道图像数据构建三阶特征张量,通过对特征张量的平行因子分析,以融合图像动态范围最优为评价函数,引入拉格朗日乘数法作为张量分解的优化算法,实现实时的高分辨力高动态范围成像。研制一款基于LTN4625的微光相机,并进行成像实验。仿真实验结果表明,相机实现了50帧/s,4 608×2 592像素的高分辨力高动态范围成像,图像动态范围从低增益数据的5.2 dB和高增益数据的11.4 dB提高到了54.7 dB。该设计是一种微弱光环境下动态响应范围高、成像效果好的微光相机设计方法。     

基于虚拟曝光图像的立体高动态范围图像合成算法

本文提出基于多视点多曝光图像的立体高动态范围图像合成算法。首 先,考虑多视点多曝光 图像以及相机响应函数曲线的特性,提出一种虚拟曝光图像绘制算法,将不同曝光的图像绘 制到同一视点;然后, 为了使绘制曝光图像保留更多细节和结构,需要对绘制虚拟曝光图像进行空洞填补及边缘修 复,故引入了边缘差值 掩膜图,对图像边缘信息进行校正平滑处理;最后利用绘制的虚拟曝光图像合成立体高动态 范围图像。实验结果表 明,获得的绘制曝光图像与参考曝光视点图像之间的结构相似性高达0.99以上,且合成的 高动态范围图像质量高。     

一种新型大动态范围CMOS图像传感器

提出了一种具有新型像素结构的大动态范围CMOS图像传感器,通过调整单个像素的积分时间来自适应不同的局部光照情况,从而有效提高动态范围。设计了一种低延时、低功耗、结构简单的新型pixel级电压比较器及基于可逆计数器的时间-电压编码电路。采用0.6μm DPDM标准数字CMOS工艺参数对大动态范围像素单元电路进行仿真,积分电容电压Vcint与光电流呈良好的线性关系,其动态范围可达126dB。在3.3V供电电压下,单个像元功耗为2.1μW。     

基于AD9650的高速大动态范围数据采集系统设计

在高杂波环境下工作的雷达系统要求大的瞬时动态范围,才能实现对弱目标信号的录取,迫切需要设计实现高动态范围的高速数据采集系统。研究了ADC芯片选型、时钟设计和前端电路设计对数据采集系统动态范围的影响,基于AD9650设计实现了一个16 b,65 MSPS的高速数据采集系统,用于实现对高杂波环境下雷达回波信号的采集。     

一种基于对消技术的瞬时大动态接收机

针对侦察系统的电磁环境适应性受限于其动态范围的问题,提出了基于对消技术的瞬时大动态接收机,以此来提高侦察系统的动态范围。分析了影响侦察系统动态范围的因素,提出了在固定一中频将同源信号中的强信号分离,并在数字域进行自适应处理,在模拟域内进行功率抵消的接收机构架,同时分析了影响对消比的因素。通过仿真验证了该技术的可行性,并指出该技术路线尚需解决的问题。     

High resolution range profile formation based on LFM signal fusion of multiple radars

This paper presents a new method of High Resolution Range （HRR） profile formation based on Linear Frequency Modulation （LFM） signal fusion of multiple radars with multiple frequency bands. The principle of the multiple radars signal fusion improving the range resolution is analyzed. With the analysis of return signals received by two radars, it is derived that the phase difference between the echoes varies almost linearly with respect to the frequency if the distance between two radars is negligible compared with the radar observation distance. To compensate the phase difference, an entropy-minimization principle based compensation algorithm is proposed. During the fusion process, the B-splines interpolation method is applied to resample the signals for Fourier transform imaging. The theoretical analysis and simulations results show the proposed method can effectively increase signal bandwidth and provide a high resolution range profile.     

基于FPGA的大动态范围数字AGC的实现

数字中频接收机中,采用可变增益放大器AD603、数字可控增益放大器AD8320和FPGA实现大动态范围的教字自动增益控制(AGC).该设计充分利用AD9220的两个指示输入信号范围的输出端口和FPGA编程同时控制可变增益放大器和数字可控增益放大器,即使用同一控制字同时控制两个增益,从而实现增大AGC动态范围,简化电子设备调试,提高接收机工作性能的目的.     

基于并联DPMZM的大动态范围微波光子混频系统

为了解决微波光子混频系统的非线性失真和动态范围受限问题,提出了一种基于并联双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的大动态范围微波光子混频系统.利用DPMZM实现射频和本振信号的并行调制,通过配置并行两路的电光调制指数及调制器的工作点,抵消输出中频信号中的三阶交调失真(IMD3),最终提高系统的动态范围.仿真结果表明,所...     

基于FPGA的大动态范围数字AGC的实现

数字中频接收机中,采用可变增益放大器AD603、数字可控增益放大器AD8320和FPGA实现大动态范围的数字自动增益控制（AGC）。该设计充分利用AD9220的两个指示输入信号范围的输出端口和FPGA编程同时控制可变增益放大器和数字可控增益放大器,即使用同一控制字同时控制两个增益,从而实现增大AGC动态范围,简化电子设备调试,提高接收机工作性能的目的。     

Reversible data hiding scheme for high dynamic range images based on multiple prediction error expansion

For sensitive areas that even the slight distortion in images is not tolerated, we propose a prediction error expansion-based reversible data hiding algorithm which can embed reversible watermark in high dynamic range (HDR) image with low distortion. On the one hand, considering unique floating-point storage format and perceptual characteristics of HDR image, the multiple carriers are generated with low distortion and various characteristics to improve the embedding capacity. On the other hand, multi-model predictor and multi-level embedding strength are adopted adaptively to realize multi-level reversible HDR image information hiding based on prediction error expansion. The experimental results show that the proposed algorithm has good invisibility by making full use of HDR image characteristics. Meanwhile, the multiple strategies of multiple carriers, multi-model predictor and multi-level embedding strength, which further improve the embedding capacity and security of the algorithm, can meet the needs of sensitive areas such as medical processing, judicial authentication, and so on.     

基于多尺度方向局部极值滤波和ASR的图像融合

为了更好地提取源图像的边缘和方向信息,充分利用边缘保持滤波器的保边缘特性和方向滤波器有效提取方向信息的能力,提出一种基于局部极值滤波和非下采样方向滤波器的多尺度方向局部极值滤波图像融合方法。源图像经多尺度方向局部极值滤波,得到低频子带以及一系列的高频方向细节子带,对低频子带系数提出一种基于自适应稀疏表示(ASR)的融合规则,采用空间频率与l1范数相结合的策略得到融合的稀疏表示系数,对高频方向细节子带系数提出一种基于改进拉普拉斯能量和匹配度的选择与加权平均相结合的融合策略。实验结果表明,本方法能够有效提取源图像的边缘等细节信息,融合结果对比度更高,具有更好的主观视觉效果,其客观评价指标也优于传统的图像融合方法。     

DMD结合图像传感器的高动态场景成像探测

微镜阵列DMD空间光调制器结合图像传感器能够解决高动态场景中强弱目标同时探测的问题,获得高动态图像数据,能使光电成像设备动态范围扩展到130 dB以上。为了实现快速的像素级光强控制以及获得高质量的实际场景高动态图像数据,根据实际场景成像其非边缘区域的相邻像素值变化缓慢的特点,提出了一种适合DMD驱动方式的像素级调光算法-自适应空间区域法,它具有较快的收敛速度,最坏的情况下,经过N/I次即可完成调光权值的搜索;在以FPGA为驱动核心的高动态场景成像探测实验系统平台上,对DMD的驱动时序进行了分析研究。并通过此实验平台验证了自适应空间区域法的有效性,该方法能够实现对高动态场景中强弱目标的同时探测,具有很好的光强控制质量,对场景光强局部变化的适应性较强。     

基于多分辨奇异值分解的多聚焦图像融合

提出了一种多分辨奇异值分解（MSVD）的新框架，并把它应用于多聚焦图像融合中.首先，基于分块算法原理，利用奇异值分解获得具有不同分辨率的一幅近似和三幅细节图像.然后结合重构算法，给出了图像的融合框架.其次，对比基于离散小波变换（DWT）的融合算法，基于MSVD的融合效果更好，而且 MSVD的基向量只依赖于图像本身而不像小波需要固定的基.最后，采用客观性能指标对结果图像进行评价.实验结果表明，本文的方法不仅简单易行，而且图像表现出良好的视觉效果，清晰度和空间频率都有很大提高.     

基于动态不确定度评定的加权数据融合算法

加权融合算法的AR模型,采用遗忘因子递推最小二乘法估计出测量方差.根据测量方差对单一导航传感器信息进行动态不确定度评定,进而确定组合导航系统的组合不确定度.在满足组合不确定度最小的情况下,利用拉格朗日乘数法进行加权值的求解.通过实例仿真表明该法具有较高的融合精度,对提高组合导航系统的定位精度具有实际意义.     

磁光纤光栅传感器灵敏度及动态范围研究

利用传输矩阵的方法,研究了在线偏振光输入的情况下,磁光纤光栅的透射谱特性.透射谱中存在两条尖锐谱线,谱线的间隔随外加轴向磁场强度的大小线性变化,可以用于磁光传感.并且进一步研究了Bragg波长和一级磁光系数对传感器的灵敏度和动态范围的影响,为设计性能较好的磁光传感器提供了理论依据.     

基于对比度调制法对条纹管激光雷达距离像的去噪方法

激光雷达的距离像是雷达成像系统区别于其他的成像系统（如红外成像系统、可见光成像系统）所特有的信息,它是对目标精确识别、打击的基础。如何对距离像去噪直接决定了下一步目标定位、识别的精确性。针对雷达距离像的特点,提出了一种基于对比度调制方法对条纹管激光雷达的距离像去噪方法,通过提取距离像噪声的对比度信息,用其调制未经过去噪的距离像,从而得到距离像中的噪声图像,最后用未经过处理的距离像减去噪声图像,得到图像即为去噪后距离像。研究表明该方法去噪效果明显,在去噪的同时很好地保持了距离像的边缘信息,去噪后图像的信噪比明显提高,距离像的属性也没有改变,这是其他方法对距离像去噪所不具有的优点。