椭圆窗口和参数自适应的非局部均值算法

对于传统的非局部均值(NLM)算法,方形搜索窗口会将大量低相似度的图像块引入去噪图像的加权平均计算过程中,导致去噪图像的细节轮廓变得模糊.针对此问题,提出了利用控制核函数来获取椭圆窗口和图像块参数的自适应NLM算法.首先,根据图像的局部梯度信息和结构张量获得可描述图像局部边缘结构的椭圆方程,并由此确定搜索窗口的形状,从而将搜索窗口的搜索范围限制在与图像局部结构相一致的区域内;然后采用控制核函数获得和搜索窗口形状一致的椭圆形图像块,并结合平滑参数自适应的思想进一步增强算法效果.通过在不同噪声等级的经典灰度图中进行实验,实验结果表明,该算法相比于传统NLM算法和参数自适应的NLM算法,在客观的图像评价指标上,有着更高的PSNR和SSIM值;而在主观视觉上,随着噪声等级的提升,该算法在抑制噪声的同时,能够更好地保留住图像的高频纹理信息.     

改进权值非局部均值超声图像去噪

目的 超声图像斑点噪声会影响诊断的准确性和可靠性。通过分析超声图像斑点噪声统计模型,结合非局部均值滤波算法,提出一种基于超声斑点噪声模型的改进权值非局部均值（NLM）滤波算法。方法 算法针对超声图像灰度信息对图像进行预处理,利用超声图像斑点噪声模型改进传统NLM算法的权值计算函数,基于图像特征确定最优采样间隔进行下采样,利用改进后的权值计算函数对图像进行NLM去噪处理。结果 分别采用人工合成与真实超声图像对本文算法性能进行测试,并与传统非局部均值滤波算法、非局部总变分（NLTV）等算法进行去噪效果比较,同时采用均方误差、峰值信噪比和平均结构相似性作为滤波算法性能的客观评价指标。本文算法能快速完成超声图像的去噪处理,峰值信噪比较其他算法可以提高0.2 dB以上,可以降低均方误差,提高平均结构相似性,缩短处理时间,并得到较好的图像质量和视觉效果。结论 根据超声图像斑点噪声模型对NLM算法的权值计算函数进行优化,使得NLM图像滤波算法能更好地适用于超声图像的去噪,基于超声斑点噪声模型的改进权值NLM算法相较于其他算法,滤波效果更佳,适合超声图像去噪。     

一种利用局部块相似均值去噪的方法

非局部平均（NLM）是一种基于图像块之间相似性的加权平均去噪算法,对高斯噪声具有很好的抑制作用,但是在平滑区域的去噪效果并不是很好。从相似块的搜索区域和相似性度量函数两个方面对NLM算法进行了分析,指出其在平滑区域容易产生极值点的原因。提出了一种结合图像块特征的阈值方法,用于消除搜索区域中的无关图像块,提高了图像相似结构的利用率。实验表明,新算法对光滑区域和细微结构的去噪能力要优于NLM算法。     

基于区域划分的非局部均值图像去噪算法的改进

为改善非局部均值(Non-Local Means,NLM)算法的去噪性能,解决NLM算法参数分配以及去噪后图像边缘模糊等问题,对基于区域划分的非局部均值图像去噪算法进行了改进。通过Canny边缘检测算子和形态学膨胀处理对图像进行区域划分,对划分后的不同区域进行参数的调整,并对欧氏距离和权重函数进行改进,提升NLM算法的去噪性能,使去噪后的图像保留更多的细节纹理信息。实验结果表明,该算法相比于传统的NLM去噪算法、参数自适应的NLM算法以及基于转动惯量的改进权重函数的NLM算法,有着更好的峰值信噪比和结构相似度值。     

基于纹理指示图的非局域去噪改进算法

非局域均值算法（NLM）是一种有效的去噪算法,能够在去噪的同时充分保护图像纹理信息。但是在像素的平滑中,权重分配过度依赖像素块相似性,缺乏其他更有效信息的指导,另外原算法计算量过大也是制约其应用的一个瓶颈。提出了一种基于图像纹理指示图的NLM快速改进算法TNLM。该指示图利用二维DCT变换对图像每一个像素为中心的小块进行分析,获得全图像素的纹理重要性指示图,将该指示图引入到传统NLM算法以改进去噪效果。同时,也对算法进行加速优化,通过改进的积分图技术、快速傅里叶变换和块预选技术,提高了算法的速度。实验证明,该算法的处理效果和速度都优于传统算法。     

基于改进NLM的PCB图像去噪算法

针对工业生产中的PCB图像边缘信息缺失且携带有大量噪声,现有去噪算法效果不佳、计算量庞大、复杂度高等问题,提出了一种基于改进NLM的PCB图像去噪算法,旨在提高PCB图像的去噪质量.首先,采用基于形态学的权重自适应算法对PCB图像进行图像增强,使PCB图像保留较好的边缘信息;其次,引入特征匹配模型对增强后的PCB图像与原始PCB图像进行特征点匹配融合;最后,通过改进NLM算法的权重值对PCB图像进行去噪,得到最终的去噪图像.实验结果显示,与现有算法相比,所提算法更好地保留了PCB图像的边缘信息,去噪效果佳,显著改善了图像质量,增强了图像的鲁棒性,且提高了计算速度,降低了算法复杂度.     

基于马氏距离的改进非局部均值图像去噪算法

通过对原非局部均值(NLM)图像去噪算法进行改进,提出一种利用马氏距离作为衡量图像像素点相似性的非局部均值图像去噪算法.首先针对样本空间中马氏距离不稳定的特点计算特征空间中的马氏距离;然后对图像数据进行相关性分析和降维处理,提取数据主成分,简化特征空间中马氏距离的计算方法;最后利用此马氏距离生成高斯加权核函数,对图像进行去噪.采用一系列加有噪声的典型图像对文中算法进行实验,证明了该算法可获得比原NLM图像去噪算法更好的去噪效果;利用多组数据对文中算法中的滤波参数h进行分析,得到噪声方差与滤波参数h的关系式,可以获得接近于改进图像去噪算法的最佳去噪性能.     

一种改进的非局部均值图像去噪算法

非局部均值滤波算法（Non-Local Means,NLM）有良好的去噪效果,且能保持图像细节。但其复杂度过高引起效率低下,在噪声增大时去噪精度明显下降。快速非局部均值滤波（Fast Non-Local Means,FNLM）虽然提高了算法的效率,但去噪效果没有明显改善,在噪声增大时去噪效果仍不理想。针对该问题,提出一种新的非局部均值滤波算法,算法将Turky型函数与指数型相结合,提出一种新的指数-Turky型权值核函数,替代原NLM算法和FNLM算法中的指数型核函数,同时综合了结构相似性（Structural Similarity,SSIM）和欧氏距离来衡量图像邻域间的相似性,从而使得权值的选取更加合理,有效排除图像中不相似邻域的干扰,提高了算法的去噪性能。通过对添加不同噪声水平的高斯噪声图像进行实验,结果表明提出的算法在去噪性能上与NLM和FNLM相比有较大提高,尤其对于噪声较大的图像效果更为显著,在去噪效率上与NLM相比有明显提高,与FNLM算法的时间复杂度相当,时耗接近略有降低。     

无监督多重非局部融合的图像去噪方法

非局部均值去噪(Non-local means,NLM)算法利用图像的自相似性,取得了很好的去噪效果.然而,NLM算法对图像中不相似的邻域块分配了过大的权重,此外算法的搜索窗大小和滤波参数等通常是固定的且无法根据图像内容的变化做出自适应的调整.针对上述问题,本文提出一种无监督多重非局部融合(Unsupervised m...     

基于梯度特征的双核非局部均值去噪算法

针对传统非局部均值（NLM）滤波算法中邻域间相似性计算易受噪声干扰的问题，提出了一种基于梯度特征的双核非局部均值滤波算法。通过图像块之间的欧氏距离及梯度特征度量邻域间相似性，采用双核函数代替传统指数核函数计算相似性权值，并通过衡量搜索区域中的邻域块与当前像素邻域的相似程度，对像素点的权值进行重分配，在此基础上，重估像素点去噪值并得到滤波图像。实验结果表明，提出的滤波算法与传统的NLM滤波算法及分别含有高斯核和正弦核的改进NLM滤波算法相比，可以更准确地反映邻域间的相似度，保存图像的细节及边缘信息，从而有效提升图像的去噪效果。     

基于高频电容法的耕地土壤水分检测研究

利用土壤的介电特性对土壤的体积含水量进行测量.采用高频电容法作为测量方法,分别对红壤土、潮土、水稻土3种耕地土壤的含水量进行了测量.首先进行测量原理的分析,根据土壤测试极板的等效高频电气模型与固定电感相串联求得测量极板的等效电容值与串联谐振频率的关系.然后经过计算与电路仿真,绘出谐振频率与土壤体积含水量的理论关系曲线.最后通过实验对3种耕地土壤的实际含水量进行了测量,得到了实际测量与理论值的对比图.经过分析测量结果,证明实际测量结果符合理论推算,具有实际应用的价值.     

介电溶液测试土壤水分传感器性能的实证研究

利用土壤等效介电溶液代替土壤测试与评估土壤水分传感器的性能,具有便捷、快速的优点。为验证传感器在介电溶液中的测试结果是否与实际土壤中一致,利用去离子水和2—异丙氧基乙醇(2-isoproxyethanol)或二氧六环(dioxane)2种溶液混合,配制了一系列等效土壤体积含水率为0.9%~51.8%的待测介电溶液,同时取广州地区的典型红壤和雷州半岛的典型砖红壤,配制一系列与介电溶液等效含水率相对应的土样,分别从电气特性、与土壤含水率的函数关系、温度变异性和稳定性4个方面测试传感器的性能,并将介电溶液中的测试结果与2种土样中比较。实验结果表明:介电溶液中的测试结果与红壤和砖红壤中基本上一致,介电溶液在某种程度上可以代替土样进行土壤水分传感器的性能测试。     

MC1648在电感测量中的应用

介绍了一种基于MC1648集成振荡芯片的电感测量装置,利用接入不同的电感和电容产生谐振,输出的正弦波信号分频后接入51单片机,通过测量正弦波信号的周期来测得频率,再计算出相应的电感值显示出来。此方法具有精确度高、测量范围大、成本低廉、易于实现等优点。     

基于FDR原理的自动灌溉系统设计

利用土壤的介电特性测量土壤含水量是一种快速、简便、可靠的方法。根据频域反射(FDR)法测量原理,电磁波在土壤中的传播频率可用来测试土壤的介电常数,从而得到土壤容积含水率,设计出了一种基于FDR原理的自动灌溉系统,介绍了FDR测量原理,阐述了自动灌溉系统的软硬件构成,土壤水分传感器测得的土壤水分含量信息,经信号处理,输出为0~5V电压信号,经A/D转换送至AT89S52单片机进行判断处理,根据输出数值的大小控制电磁阀的通断时间,从而实现自动灌溉和节水灌溉的目的。试验表明:该系统工作稳定,控制准确,反应灵敏,满足自动灌溉要求。     

Closed-form solutions of the parallel plate problem

Closed-form solutions to the parallel plate problem have been derived for design of electrostatic devices that employ the parallel plate. With dimensionless height and force introduced to simplify the nonlinear parallel plate problem, a simple cubic equation implying behavior of the height of the movable plate corresponding an applied voltage has been derived and theoretically solved to provide closed-form solutions of the movable plate height, effective stiffness, resonant frequency, capacitance and their sensitivities to voltage. The theoretical height agreed well with experimental data obtained from a surface-micromachined parallel plate. When the applied voltage approaches the pull-in voltage, the height of the movable plate reaches 2/3 of the initial height, the effective stiffness and resonant frequency go to zero and the capacitance becomes 3/2 times the initial capacitance. These closed-form solutions can be used to analyze and design micro- and nano-devices employing electrostatic parallel plates.     

不同频率激励信号下土壤水分传感器性能试验

激励信号频率是影响高频电容式土壤水分传感器性能的重要因素。利用去离子水和2—异丙氧基乙醇(2—isoproxyethanol)或二氧六环(dioxane)2种溶液混合,配制了一系列等效土壤体积含水率为0.9%~51.8%的待测介电溶液来替代土样。从与土壤含水率的函数关系、温度变异性2个方面,分别对激励信号频率为40,50,60,70,80,90,100 MHz的7种土壤水分传感器进行了性能测试与分析。结果表明:7种频率的传感器的输出电压均与土壤体积含水率呈线性负相关,其相关系数R2均大于0.94;激励信号频率不影响传感器输出电压的温度变异性,温差是影响温度变异性的主要因素,其最大变异率均小于4%。试验结果可为设计高频电容式土壤水分传感器时选择激励信号频率提供依据。     

新型电容式蒸汽湿度传感器结构设计

针对高温高压湿蒸汽的湿度测量难度大、准确度低的难点,根据蒸汽与水的介电常数差异较大的特点,利用电容法测量湿度的原理,设计了一种同轴式圆筒形电容式传感器,可实现蒸汽湿度的在线测量。利用集成定时器NE555芯片,设计了外部测量电路对湿度信号进行测量,测量电路将电容量的变化转换成频率值,通过输出频率来反映蒸汽湿度。经标定后,该传感器既可直接测量气体的湿度,又可测量固体的水分含量。     

基于多频扫描的硅微谐振压力传感器测试方法

为了对硅微谐振压力传感器进行快速、高精度的开环特性测试,提出了一种基于多频扫描的频率特性测试方法.通过数字电路将多个不同频率的扫频信号叠加作为驱动信号,以实现在整个测试频带范围内高效且高精度的频率特性测试.搭建了以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的多频扫描测试系统,采用4个正弦扫频信号叠加进行测试,结果表明:多频扫描测试与稳态扫描测试精度基本一致,但测试效率提高了4倍.多频扫描测试方法在保证测试精度的前提下,显著提高了测试效率,能够更好地满足高Q值传感器及其在批量生产过程中的测试需求.     

静电刚度式谐振微加速度计设计

运用梁的横向振动特性分析了梁振动频率与平行板电容形成的静电刚度的关系,并以此设计了静电刚度式谐振微加速度计。在加速度作用下,检测质量产生的惯性力使电容器极板发生位移来改变电容结构的间隙大小,从而使谐振频率发生变化,通过检测频率变化量来测量输入加速度的大小。根据加速度计的工作原理说明检测过程中梁的机械刚度保持不变,只与产生静电刚度的电容间隙变化相关,减小了检测信号对机械误差与残余应力的依赖性。运用加工参数进行理论计算得出加速度计的灵敏度为21．17Hz／gn,在CoventorWare2005中进行仿真表明：加速度计的固有频率为23．94kHz,灵敏度约为20Hz／gn,与理论设计值相近。     

一种基于CAV424的原油含水率检测电路设计

电容法作为原油含水率检测方法,其调理电路往往受到寄生电容和环境变化的影响而难以实现高精度测量。设计了一种基于CAV424的电容式传感器原油含水率检测电路。实验表明:利用该检测电路测量原油含水率与蒸馏水法测量值的差值在5%以内,具有测量准确度高、测量速度快、显示直观、安装使用简单、价格低廉、操作方便的特点。