光电成像系统获取图像的多项式能量约束复原

针对空间移变点扩散函数造成的空间移变图像降质,提出一种简单适用的复原算法.算法基于多项式近似逆滤波原理,将能量约束复原滤波器的传递函数按泰勒级数展开,用多项式近似表示,并将展开式与降质图像频域表达式的乘积反傅立叶变换到空间域,由此得出复原图像表达式,是降质图像各阶导数的线性组合,组合系数由成像系统的点扩散函数和能量约束参数唯一确定.对模拟和实际空间移变光电成像系统获取图像的处理表明,算法能有效的复原空间移变点扩散函数造成的图像降质.     

含噪径向运动图像复原技术的研究

当摄像机随载体作高速运动时,由于成像曝光时间、摄像机与目标间的纵向相对运动等因素使目标图像产生从中心到边缘的辐射状径向模糊,而且越靠近图像的边缘模糊程度越大。针对这一典型的空间变化运动模糊情形,通过坐标变换,使模糊在变换后的坐标系中是空间不变的,从而建立模糊的卷积模型,并提出采用FFT-正则化算法对含噪径向运动退化图像进行复原。试验表明该方法减少了计算的复杂度,可较好地再现原图像的重要信息。     

重轨图像增强与边缘提取的关键技术

针对重轨图像两个边缘像素特征不一致,传统边缘算子检测法难以精确提取边缘的问题,提出了一种新的边缘提取方法.该方法利用灰度强对比度拉伸算法对重轨表面和背景进行差异化拉伸增强边缘信息,削弱背景信息.运用最大方差比算法选取增强后图像的最佳阈值实现二值化.最后,运用递归连通域标识法定位边缘像素坐标,完成图像分割.对随机选取的30幅图像进行分析表明:处理后的图像边缘灰度特征明显增强,有效地抑制了表面纹理及虚假边缘.重轨表面像素宽度波动减少到-0.64％～0.34％.离散预处理算法通过遍历寄存器全局数组,减少分割时间至10.165 s.该方法在抗干扰性、准确性及时效性等方面优于传统边缘算子检测法,适用于在线工业检测系统.     

TDICCD相机平台振动所致的MTF空间移变降质

卫星振动不仅会引起TDI(Time Delay and Integration)CCD相机像元采样的不规则性,还会引起像元弥散斑空间分布的不一致性,导致图像传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)产生空间变化,从而制约高分辨率图像振动复原质量。本文从卫星振动对TDICCD相机推扫成像采样过程的作用机理出发,结合理论推导与仿真研究,得到了平台振动引起的图像空间移变降质及表征方法。然后在振动复原模型的基础上,推导得出MTF空间移变降质对复原处理误差的影响,并基于实际卫星图像开展了复原实验。实验结果表明:当振动所致图像MTF空间移变降质小于15%时,复原处理后的图像与理想图像的结构相似度优于0.95,而且处理误差所导致的图像失真不影响判读质量。     

用于分割无损检测图像的改进的抑制式模糊C均值聚类算法

由于无损检测图像灰度分布不均衡,常用的模糊C均值聚类算法不能对图像中的目标与背景进行有效分割,故提出一种改进的抑制式模糊C均值聚类算法(IS-FCM)对无损检测图像进行分割。通过对抑制式模糊C均值聚类算法(S-FCM)的目标函数融入每一类的总隶属度以均衡化目标像素和背景像素对聚类结果的影响,在构建的新目标函数基础上推导出新的隶属度和聚类中心迭代形式,然后分析了所提算法的收敛性并给出了执行步骤,最后通过无损检测图像对所提算法进行分割实验。结果表明,IS-FCM算法不仅能够对灰度分布不均衡的无损检测图像进行有效分割,还扩展了S-FCM算法的应用范围,增强了鲁棒性和适应性。     

基于Radon变换的空间目标运动方向检测

基于Stellarium开源天文软件获取的星空背景图像数据,在其上随机添加不同运动方向的小目标,并在不同的帧图像对小目标进行随机方向和大小的位移,模拟空间目标的形态特征和运动特征;在对序列帧图像进行预处理、去除噪声、图像分割、质心确定、图像配准、最大值投影等一系列操作后,生成包含运动目标轨迹和恒星背景目标的图像;之后使用Radon变换对空间目标的运动方向进行检测。实验结果表明,该处理方法和流程不仅能够对单个目标进行运动方向检测,而且能够检测多个运动目标的运动方向,计算得到的空间目标运动方向和实际设置运动方向的绝对误差精度均值为0.022 2°,支持对圆弧状运动轨迹进行分析,并对噪声有一定的抗干扰能力,能够有效地对空间目标运动方向进行精确、准确检测。     

一种区块特征匹配与边缘差分结合的运动目标检测算法

由于动态背景中存在运动目标检测准确率不高、耗时过长,提出一种区块特征匹配结合边缘特征的运动目标检测算法。首先将视频图像目标检测块与背景块分离,对相邻帧背景块进行运动补偿;进而对连续多帧图像进行边缘特征提取,最后对多帧的边缘图像差分,经由形态学处理和阈值分割得到运动目标区域。该算法能有效减少特征提取耗时,降低背景噪声的干扰。实验结果表明,该算法检测运动目标的准确性较好,且抗噪表现较好。     

结合最小均方差滤波和目标灰度的边缘检测

针对图像处理中对噪声去除和边界保持两方面的需要,对灰度值差异不大的目标之边缘检测算法进行了研究。首先,对最小均方差滤波器模板进行改进,并将方差最小模板对应的灰度中值作为被处理像素的新灰度值以实现图像去噪;然后,选取部分目标区域并以其灰度中值为基础设置上、下阈值实现图像分割,对分割后的图像运用Canny算子检测目标边缘;最后,运用MATLAB软件进行算法仿真。仿真结果表明:该算法不仅能在去除噪声的同时实现对目标与非目标的有效分割,还能保证目标轮廓的完整性。该算法能够对目标灰度值差异不大的图像进行去噪、分割,并获取完整的目标轮廓。     

基于跨尺度字典学习的图像盲解卷积算法

在模糊核未知情况下利用模糊图像对清晰图像进行复原称为图像盲解卷积问题,这是一个欠定逆问题,现有的大部分算法通过引入模糊核和清晰图像的先验知识来约束问题的解空间.本文提出了一种基于跨尺度字典学习的图像盲解卷积算法,采用降采样图像训练稀疏表示的字典,并将图像纹理区域在该字典下的稀疏表示作为正则化约束引入盲解卷积目标函数中....     

一种无监督的遥感图像分割新算法研究

由于遥感图像中存在边缘混叠和斑点噪声等问题,基于经典的马尔科夫随机场模型的分割算法效果并不太理想.本文针对遥感图像分割中某些像素分类的不确定性,将模糊MRF模型引入遥感图像分割领域,构造了基于MAP-FMRF的分割框架,提出了新的模糊MLL模型,在充分结合空间信息的同时利用灰度和纹理共同构造特征空间,以修正的EM算法结合SA算法获取全局最优解,实现无监督分割,实验对比证明该方法准确率更高.此外,文中还设计了一种新的优化方案以提高分割的效率.     

旋转运动模糊的实时恢复

提出了一种旋转运动模糊恢复算法,用来解决航空成像时旋转运动模糊的实时恢复问题.对旋转运动模糊这种具有异速像移的空间变化模糊进行了分析,并推导出旋转运动模糊的数学模型.用基于Bresenham画圆法的坐标转换方法将旋转圆弧上的空间变化模糊转变为常见的线性空间不变模糊,并使用一维维纳滤波对圆弧轨迹上的像素点进行模糊恢复.实验结果显示:本文算法在GPU处理平台下用3.31 ms即能恢复一帧1 024×1 024,8 bit旋转运动模糊图像,且极好地恢复了图像上的细节信息,恢复图像的峰值信噪比(PSNR)为28.76.算法的速度及效果表明本文所提出的算法具有较大的实用价值.     

旋转运动模糊的实时恢复算法

提出一种旋转运动模糊恢复算法,解决航空成像时旋转运动模糊的实时恢复问题。对旋转运动模糊这种具有异速像移的空间变化模糊进行分析,推导出旋转运动模糊的数学模型。用基于Bresenham画圆法的坐标转换方法将旋转圆弧上的空间变化模糊转变为常见的线性空间不变模糊,并使用一维维纳滤波对原圆弧轨迹上的像素点进行模糊恢复。实验结果显示：本文算法在GPU处理平台下用3.31ms即能完成一帧1024x1024 8bit旋转运动模糊图像的恢复,实现图像的实时恢复处理;同时图像上的细节信息均能得到很好的恢复,恢复图像的PSNR为28.76。算法的效率及效果表明本文算法具有一定的实用价值。     

航空多重模糊图像恢复算法

提出一种针对多重模糊的图像恢复算法,解决航空成像中多重模糊同时作用时的图像恢复问题。对多重模糊的物理模型进行分析,通过分步去模糊对多重模糊图像进行恢复。对空间不变模糊的点扩散函数进行合并,减少多重模糊恢复过程的计算误差累计,通过一次解卷积运算实现多重空间不变模糊图像的恢复。对包含空间变换模糊的多重模糊在分步恢复过程中所产生的图像误差噪声进行分析,使用维纳滤波对阶段误差噪声进行抑制,使得恢复图像的PSNR值提高7.76dB。实验结果表明基于点扩散函数合并的恢复方法能将多重模糊图像的PSNR值提高到28.09,有效地保障了图像的恢复质量。     

一种基于参考图频谱相关的模糊参数判别方法

对于模糊图像的复原,模糊模型参数判别的准确性是一关键,针对大尺度模糊图像有效细节信息的丢失,噪声等干扰对模型特征的减弱,以及实拍图像的频谱特征不明显等问题,提出了一种基于参考图像频谱相关性的模糊参数判别方法,将一幅清晰图像按照不同模糊参数进行模糊处理,并与待复原图的频谱进行相关性分析计算,以获得准确的模型参数。实验结果证明,该方法能够适应大尺度散焦模糊,具有较强的抗噪性并且适应实拍的散焦模糊图像复原。     

模糊图像边缘精确定位的滤波算法

图像的边缘是图像最基本也是最重要的特征之一。实际应用中,光学系统离焦和图像传感器噪声源引起图像模糊,导致边缘自动定位算法无法精确确定边缘点。从边缘检测理论出发,根据噪声及图像模糊模型,提出了基于空间域和频域的滤波方法对模糊边缘图像去噪,从而消除模糊图像对于边缘定位的影响。实验表明,各种滤波方法对于边缘点的自动提取都具有一定的效果,离焦模糊和噪声可以得到有效抑制,尤其是频域低通滤波器能够精确地提取出模糊边缘位置。     

相关系数分析在模糊图像参数识别中的应用

介绍一种在图像频域应用相关系数分析方法来识别模糊参数的方法。该方法用一系列同一类型但不同参数的模糊模型来第二次模糊图像,然后在频域中分析两次模糊图像之间的相关系数。实验结果表明,这种方法既适合于散焦模糊模型也适合于运动模糊模型的参数识别,有一定的准确性和计算上的简便性。     

双CMOS成像系统中运动模糊图像的复原

为获取高空间分辨率的清晰图像,设计了一种双CMOS成像系统.该系统的两片CMOS传感器可同时获取相同场景的图像.其中一片CMOS传感器获取高帧率、低空间分辨率的图像序列;另一片CMOS传感器获取低帧率、高空间分辨率的运动模糊图像.首先,通过光流法计算高帧率、低空间分辨率CMOS传感器获取图像序列的全局运动路径,在能量守恒和能量与积分时间成正比2个约束条件下估计运动模糊核初始值,通过贝叶斯准则交替迭代优化运动模糊核.最后,利用TV-L1方法从低帧率、高空间分辨率CMOS传感器获取的模糊图像中快速、有效地恢复出清晰图像.仿真和实验结果表明;有38％以上的仿真图像复原结果误差率小于2,且受噪声影响小,复原图像的振铃小.另外,能有效去除实拍图像的空间移不变运动模糊.     

航空多重模糊图像的恢复

提出一种针对多重模糊图像的恢复算法,以解决航空成像中多重模糊同时作用时的图像恢复问题.对多重模糊的物理模型进行分析,通过分步去模糊对多重模糊图像进行恢复.对空间不变模糊的点扩散函数进行合并,减少多重模糊恢复过程的计算误差累计,通过一次解卷积运算实现多重空间不变模糊图像的恢复.对多重模糊图像在分步恢复过程中所产生的误差噪声进行分析,使用维纳滤波对阶段误差噪声进行抑制,使得恢复图像的峰值信噪比(PSNR)值提高7.76.实验结果表明基于点扩散函数合并的恢复方法能将多重模糊图像的PSNR值提高到28.09,有效地保障了图像的恢复质量.     

盲复原高斯模糊图像

经典的图像恢复算法设点扩展函数(PSF)是已知的,然而在许多情况下PSF难以确定,不得不在只知道成像系统部分信息甚至没有任何信息的情况下估计真实图像和PSF,这一过程称为图像盲复原.对于高斯模糊图像,它的PSF是很难被检测出来的,因此高斯模糊图像的盲复原一直是个棘手的问题.利用高斯点扩展函数的特性,初始估计PSF并对加...     

小波变换及其在MEMS谐振器运动轨迹的特征提取中的应用

为测量微电机械系统(MEMS)谐振器的动态特性参数,根据MEMS谐振器运动图像的特点,将小波变换应用于MEMS谐振器运动轨迹的特征提取中.基于模糊图像合成技术,利用小波变换对MEMS谐振器的模糊运动图像进行了增强及降噪处理,并结合传统的图像处理方法,提取MEMS谐振器的运动轨迹,最终获得了MEMS谐振器的特性参数,从而可为MEMS器件的设计提供重要参考.实验结果表明,利用小波变换的方法获得了更好的测量精度,测量重复性误差为100nm.