一种灰度图像打印机模型研究

为了在计算机中数字化模拟灰度图像的打印过程,首先分析现有打印机对灰度图像的处理和打印过程,进而提出一种打印模拟算法,其中先对数字图像打印前后分辨率和灰度级变化进行模拟,再施加半调和点增益处理,实现对打印过程的建模.实验结果证实,模型输出图像打印扫描后同原始图像实际打印扫描后相比,相似程度十分接近,其平均灰度差值仅达1.448.     

改进的JND模型及其在图像编码中的应用

对现有的DCT域恰可察觉失真(Just-Noticeable-Distortion,JND)模型进行改进,首先对JND模型中的亮度自适应因子进行准确化,其次在考虑纹理掩盖效应时引入平均边缘权重系数对图像进行分块,使JND模型更加符合人眼的视觉特性.并将改进的JND模型应用于图像编码中.实验结果表明,改进的JND模型和人眼特性的吻合性更好,在保证图像主观质量一定的情况下,与现有JND模型相比,可以容忍更多的失真,而基于改进JND模型的图像编码方法能够大大地提高编码效率.     

用于场景仿真的红外成像模型及其有效性分析

结合辐射传输定律,对计算机图形学中常用的光照模型进行了一系列改进,得到了简化的可用于场景仿真的红外成像计算模型.具体改进如下:1)增加了几何体表面的温度分布和材料参数;2)在模型中引入了自发辐射项和探测器特性参数.采用光线跟踪方法构建了以该模型为基础的红外场景成像模拟仿真系统,可生成任意观察视角的3D场景红外图像.对三个典型场景进行了红外成像计算,用中波红外探测器采集到的红外图像进行对比.主观比较可看出该计算模型生成的图像与实采图像在基本特征上是相似的,验证了该模型的有效性.定量比较也说明模拟图像与实际图像在主要特征上相符,但绝对亮度上存在较大差异,分析了原因,并提出了改进方向.     

基于Legendre小波的扫描仪色空间转换研究

扫描仪色彩管理是图像复制过程中保证图像色彩一致性的关键技术.在分析扫描仪呈色原理的基础上,提出了一种扫描仪色彩管理新模型.首先模型采用标准色靶作为实验样本,并以彩色梯尺区色块代表整个色空间以解决实验色块选取难题.其次,利用Legendre小波和BP神经网络构造了扫描仪色彩管理Legendre神经网络模型.该模型结合扫描仪色彩管理的实际应用,提出了若干加快模型收敛的方法.最后给出的实验结果表明,与BP神经网络比较,本文模型能够提高19%色彩转换精度和62%的处理速度.     

基于双注意力机制的医学超声图像降噪模型

医学超声图像中会不可避免地产生斑点噪声。为有效去除医学超声图像中的噪声,本研究团队提出了一种基于双注意力机制的医学超声图像降噪模型。首先,针对医学超声图像数量有限的问题,对伯克利分割数据集中的400张图像进行旋转和缩放,获得23700张自然图像,再通过斑点噪声模型对其添加斑点噪声来模拟超声图像;接着,在构建降噪模型过程中,针对传统卷积神经网络在特征提取时存在的一些不足,分别引入位置注意力机制、通道注意力机制和全卷积网络对现有模型进行改进,构建更优的超声图像降噪模型;最后,在模型训练过程中,为防止梯度消失引入了批量归一化操作。实验结果表明：从视觉观察效果和客观评价指标来看,所提模型对11张模拟超声图像和2张真实超声图像（物理体膜超声图像和肝脏超声图像）的去噪效果均优于对比模型。所提模型是一种有效的医学超声图像降噪模型,不仅有效降低了斑点噪声,还较好地保留了图像的细节信息。     

大幅扫描仪预视图像的高效显示研究

与普通扫描仪相比,大幅面扫描仪处理的图像面积、数据量大.为提高大幅面扫描仪软件界面中的图像显示效果和程序运行速度,提出了使用内存环境(Memory-device context)对图像进行预处理,消除了人机交互中预视图像的闪烁,通过对预视区域图像映射方法的改进减少了处理时间.     

数学模型设计在三维振镜激光扫描仪中的应用

针对原有三维振镜激光扫描仪数学模型动态模拟结果不精准的问题,设计新型三维振镜激光扫描仪数学模型。根据扫描仪结构特点设定数学模型设计原则并简化原始模型,将设计原则与简化后模型结合能量守恒定律,设定硬性约束条件并模拟扫描仪内部动态过程,以动态过程模拟结果为依据,将扫描仪内部分割为若干单元块,通过单元块动态过程计算结果与对应关系完成数学模型计算,至完成此三维振镜激光扫描仪数学模型设计。构建对比实验,将原有模型与此模型模拟结果同测量结果相比较,此模型结果为数值区间且包含测量结果,原有模型结果为固定数值,与测试结果误差较大,证明所提模型动态模拟结果更为精确。     

基于图像描述算法的离线盲人视觉辅助系统

针对现有盲人视觉辅助设备存在的不便,探讨了基于模型剪枝的图像描述模型在便携式移动设备上运行的方法。回顾了图像描述模型和剪枝模型技术,重点提出了一种针对图像描述模型的改进剪枝算法。结果表明,在保证准确性的前提下,剪枝后的图像描述模型可以大幅降低工作时的处理时间和消耗的电源容量,能够随时随地快速准确地对环境信息进行描述及语音播报。     

应用变分法的极化SAR图像分类方法研究

提出了一种用于图像分类的变分模型,该模型结合正则化过程,可以较好地保持图像边缘信息,同时可以用于图像恢复.利用模拟和真实SAR图像的分类仿真试验表明,基于变分法的极化SAR图像分类方法不仅能够实现SAR图像的正确分类,克服SAR图像中相干斑噪声的影响,并且算法快速,易于实现.     

基于投影的单幅图像超分辨率重构算法

利用矩阵的Kronecker积,将现有的向量式成像模型转化为等价的矩阵式成像模型.基于新的矩阵式成像模型,提出了由高分辨图像构成的全空间到超分辨重构问题的解流形的投影算子,利用该算子可以直接得到超分辨重构结果.给出了理论分析.实验结果证实,所提算法能有效地改进超分辨率重构效果,对于标准Lenna图像,其峰值信噪比(PSNR)较双线性插值法和B-样条插值方法提高2.5dB以上,相对于其他算法也有不同程度的改进.     

An analog notch filter for piezoelectric optical scanner

The optical scanner is one of the most important components in free-space optical communications,airborne and space-based lidars,adaptive optics,and so on.The performance of an optical scanner is frequently limited by the presence of mechanical resonances.This paper presents an analog notch filter with adjustable function to reject the mechanical resonances of the optical scanner.First of all,the structure and work principle of the piezoelectric optical scanner are introduced.Furthermore,the frequency sweep method based on virtual instruments is used to gain the natural frequency of the piezoelectric optical scanner.Then,the notch filters in series are used to reduce the oscillation of the scanner at the resonance frequencies.A variety of scanning experiments were carried out.After the introduction of the notch filter,the non-linearity was reduced to±1.1% from ±2.1%.The linearity performance was greatly improved.     

音圈电机激光扫描器的线性扫描控制

建立了音圈电机驱动的激光扫描器的模型并进行了参数辨识。由于音圈电机驱动的激光扫描器反馈回路的高频噪声较大,利用光电精密跟踪的传统方法,如改进型PID控制算法,以及理想闭环特性(最佳二阶特性)的逆向设计方法,系统并不能稳定工作,易振荡。分析了造成振荡的原因,采用前馈复合控制方法,避开了振荡因子同时又减小了稳态误差,解决了稳态误差和振荡的矛盾。结合反馈回路噪声大的特点,将滤波器加入反馈回路中,使激光扫描器不仅能稳定工作,消除了扫描时候的抖动,同时减少了线性扫描时候的磁滞现象。     

基于激光雷达的移动机器人运动目标检测与跟踪

运动目标的检测与跟踪是移动机器人研究的难点问题之一.基于2维激光雷达的性能分析与滤波设计的基础上,提出一种自主运动目标检测与跟踪的方法.通过k-近邻对激光雷达扫描的障碍进行聚类分析;基于栅格地图匹配的方法评估障碍的运动参数;检测出运动目标后,通过对机器人进行运动补偿,提出一种改进的粒子滤波算法对目标的运动状态进行评估.最后,利用自行研制的移动机器人进行算法评估,实验结果验证了所提方法的有效性.     

基于粒子优化的多模型粒子滤波算法

针对模型信息引入粒子采样过程中导致用于逼近当前时刻真实状态与模型的粒子数减少问题,本文给出了一种基于粒子优化的多模型粒子滤波算法．在算法实现中,对每个粒子运行一个扩展卡尔曼滤波器,结合扩展卡尔曼滤波中预测更新机制实现最新量测信息的有效利用,进而提升单个采样粒子对于真实系统状态和模型逼近的有效性．理论分析和仿真结果表明：新算法在系统状态估计的精度以及模型辨识的准确性方面均明显地优于交互式多模型粒子滤波算法和多模型粒子滤波算法．     

对含脉冲噪声的图像去噪算法的研究

在传统均值滤波和中值滤波的基础上,结合聚类算法理论,采用硬聚类算法和模糊模型两种算法消除图像中的脉冲噪声。与传统的滤波算法和硬聚类模型去噪算法相比,基于模糊模型的去噪算法更好地提高了图像的清晰度和信噪比。     

宽带快速线性扫频激光光源的研制

报道了一种基于光栅多面镜调谐滤波器的宽带快速线性扫频激光光源。调谐滤波器由光栅和旋转多面镜组成,采用了非望远镜型利特罗布局,以简化滤波光学系统。在激光谐振腔中采用了自发辐射光谱范围互为拓展的双半导体光放大器,并将二者并联使用以确保宽光谱范围。研制的扫频激光光源的中心波长为1312 nm,扫频光谱范围为170 nm,半峰全宽为116 nm,对应于多面镜695 r/s的转速,扫频速度达到50 kHz,相应的激光输出平均功率为2 mW。该宽带快速线性扫频激光光源,尤其适用于高分辨扫频光学相干层析成像系统,轴向分辨率能达到6.5μm。     

Smoothing random noise from human head scan data

In obtaining human head range data with a laser scanner, noise results from system errors and rough surfaces. The noise can be reduced with a suitable filter. Two aspects need to be considered in smoothing head scan data: one is finding a filter to eliminate noise without creating new artifacts; the other is determining the parameters of this filter to achieve optimal smoothing. The Gaussian filter has been shown to have unique characteristics which preserve the integrity of the data. A cross-validation method based on regularization theory has been derived for estimating the correct filter size for smoothing head range data. The authors discuss the justification and implementation of the statements above. Generalized cross-validation is derived in the two-dimensional case. Experimental results are presented that show the technique is effective and robust.     

刷卡机辐射发射低成本优化方案

针对刷卡设备产生的辐射电磁干扰噪声问题,结合近场波阻抗分析及辐射机理的诊断,采用高频电容滤波技术,以减少差模噪声电流的方法抑制刷卡设备中的干扰噪声。整改后,噪声抑制效果达10dBμV／m,刷卡设备符合标准要求。     

基于新型压电驱动器的激光扫描器

在激光雷达等领域,通常希望激光光束实现低转动惯量高频率匀速扫描,而目前光束扫描器(如检流计式振镜、多面转镜等)很难达到这种要求,为此设计了一种基于新型压电驱动器的激光扫描器.激光扫描器基于-对新型的位移放大压电驱动器,有限元分析结果表明这种压电驱动器具有比传统杠杆式位移放大压电驱动器更好的高频特性.采用软件补偿和串联硬件陷波器相结合的开环控制方法,补偿压电陶瓷迟滞效应影响和抑制机械谐振,提高了扫描线性度,实现了高频三角波扫描.该扫描器还具有转动惯量低、体积小,结构简单、功耗低等优点.     

基于总体变差模型的数字滤波器设计及其性能研究

根据经典总体变差恢复模型,设计了一种新型的应用于图像去噪的数字TV滤波器的一种算法。该新型滤波器是绝对稳定的低通滤波器,在抑制噪声的同时能够很好的保留图像的细节信息。与一般的统计滤波器不同,该滤波器充分利用了局部数据的梯度信息精确计算滤波器系数,滤波过程是图像自适应的。文中直接给出了新型滤波器固定的模板形式,使滤波过程简单易行。最后将新型滤波器与中值滤波器、均值滤波器、高斯滤波器等进行性能比较,效果更好。