计及偏移量的非线性光学显微成像误差校正方法

针对因非线性光学显微成像以客观像素特征为驱动源，一旦出现特征缺失，推断过程很容易形成误差，导致的光学显微图像失真现象严重、清晰度低问题，提出计及偏移量的非线性光学显微成像误差校正方法。利用数据驱动法全面、快速以及敏感地捕捉光学数据，划分光学显微图像的边缘和非边缘区域，设定标准滑动窗口，计算不同区域内像素点在该窗口内的像素灰度值，根据灰度值判定边缘点和非边缘点的误差形成概率。在此基础上，将误差校正看做一种角度或相位偏离补偿问题，设定偏离中心，计算误差概率较大的图像区域内各节点与中心间角度和相位偏移量，根据偏移量给出相应正向和负向补偿，完成有效误差校正。实验数据证明：所提方法误差校正精准度高，校正后成像失真、细节丢失以及分辨率低问题被解决，误差点的分布离散程度降低，算法整体实用性较强。     

基于小波的双线性插值误差补偿算法的图像放大

为了尽可能地保持低分辨率图像的基本信息,提高图像的视觉效果和空间分辨率,本文提出一种基于小波的双线性插值误差补偿算法。该算法增加双线性插值的误差补偿项,利用Sobel算子设定插值点的边缘方向,得到初始放大图像。利用小波提取高频成分,原始图像幅值增强充当低频部分,再经过小波逆变换得到高分辨率图像。实验结果表明,相对于传统的图像放大算法,该算法考虑到全局相关性,得到更加清晰的边缘信息。     

基于改进ORB算法的图像配准方法研究

传统的图像配准方法存在输出图像连续性低的缺陷。因此,文章提出基于改进ORB算法的图像配准方法研究。设计图像配准流程,计算多点控制图像位置,匹配图像控制点;明确特征点误差匹配方式,计算图像特征点偏差值;获取图像边缘灰度值,按照图像中矩阵排列方式,矫正输出图像。设计实验,模拟实验环境,验证提出的图像配准方法在实际应用中可提升输出图像的连续性。     

一种实时测量中畸变数字校正方案

为了提高光电检测系统对激光目标点的测量精度,设计了由11个等距离激光目标点组成的畸变检测装置.根据测量得到的系统畸变变化情况,拟合出实时测量时目标点在线阵CCD上成像位置的补偿方程.在确定补偿方程时,分别进行了一次线性方程、二次方程、三次方程和四次方程拟合,并进行了理论分析和实验测试.在对焦距的30.01 mm的光学测量系统进行拟合测试时的结果表明,二次方程和三次补偿方程均可以满足测量要求,其中三次拟合方程补偿得到的像(误差为0.004 5 mm)略微优于二次拟合补偿效果(误差为0.005 3 mm),但实际工程测量中主要采用二次拟合方程来减小计算中误差传递,其中采用二次拟合方程补偿后即可使系统的测量精度从1.82%提高到0.07%.     

图像畸变校正算法在测量中的应用

工业用镜头对物体进行取像时,物体会产生畸变失真。畸变对物体参数的后续测量产生影响,所以必须对畸变图像进行校正。本文通过对已有图像畸变校正算法的介绍比较,采用了一种不拘泥于具体镜头,适用性强的校正算法。此算法首先根据畸变图像产生的原理对径向畸变建立模型,算法第一步使用亚像素边缘算法对失真图像定位边缘、提取边缘点;第二部用最小二乘法对提取的边缘点进行线性拟合,得到所有点与标准点的总平方和;第三步使用LM算法对第二步得到的总平方和进行优化参数处理,得到最优参数;第四步将最优参数带入反校正模型,最终还原图像。还原后的图像与标准图像相比,校正结果的精度可以达到1个像素的最大误差。     

考虑圆形特征边缘模糊和偏心误差修正的高精度相机标定方法

针对立体视觉系统采用圆形特征点标定时存在的空间圆形投影边缘模糊和偏心现象问题,利用改进Zernike矩和偏心误差修正进行圆心的高精度定位,以此提高相机参数的标定精度。首先考虑了由于立体视觉成像系统的标定场景光照强度不均匀引起的圆形特征投影图像边缘模糊的问题,引入高斯误差函数对边缘过渡段的灰度分布进行描述,建立了高斯边缘模型,并基于该模型计算投影图像的Zernike矩,然后利用改进Zernike矩实现高精度的圆形特征投影边缘像素坐标定位。此外,分析了影响圆形特征中心投影点和拟合圆心间偏差大小的因素,基于该分析对迭代拟合圆心进行偏差补偿使之逼近真实的圆心投影,最后通过所提算法对99圆形标志点进行圆心坐标提取并用于相机参数的标定。仿真实验表明,文中算法对投影图像边缘定位的精度以及圆心拟合的精度均高于传统的算法;实测实验中,基于圆心高精度坐标得到的相机标定参数对标准杆进行三维重建,长度测量精度比传统算法提高了30%。     

图像测量技术在微型齿轮测量中的应用

在分析传统接触式微型齿轮测量技术难点的基础上,提出了一种基于CCD图像的微型齿轮非接触测量的方法,采用A102fCCD数字摄像头作为图像传感器,利用图像测量技术对微型齿轮进行非接触测量.主要步骤包括:图像的采集;采用边缘保持滤波器进行滤波、降噪;采用阈值法将图像二值化,并进行边缘检测形成单像素的轮廓边缘;采用随机Hough变换对齿轮中心孔进行提取;系统的标定以及齿轮有关参数的计算等.并实际测量了微型齿轮的齿形误差和齿距误差,对测量精度进行了分析,通过对比试验证明了本系统提出测量原理是正确的、可行的,所开发的软件能够满足实际生产的需要.     

可变光照条件下动态图像灰度校正方法研究

在可变光照条件下成像会出现灰度误差失真,为了提高在可变光照条件下动态图像的成像质量,特进行灰度校正,故提出一种基于色差补偿和白平衡均衡处理的可变光照条件下动态图像灰度校正方法。对可变光照下的动态成像图像进行小波降噪处理,基于仿射不变分割方法对降噪输出的动态图像进行区域分割和边缘轮廓特征提取,提取图像的灰度直方图信息,通过色差补偿和白平衡均衡处理方法实现灰度校正和成像误差补偿。仿真结果表明,采用该方法进行动态图像灰度校正,提高了图像成像质量,图像的灰度特征平滑效果较好。     

光笔式视觉坐标测量中的亚像素图像处理方法

介绍了一种光笔式便携三坐标视觉测量系统,提出了被测特征点像面坐标的提取方法。依据数字图像处理理论并结合测量系统中被测特征点的成像特点,给出了图像预处理过程及实际处理结果;采用基于灰度质心法的径向截面扫描法对图像边缘进行亚像素级检测;应用平面内任意位置椭圆的最小二乘曲线拟合法对椭圆形光斑中心的像面坐标进行了提取,实验结果表明该方法的提取精度为0.1个像素。     

基于红外热像仪的弹药热毁伤测量误差消除方法研究

红外热像仪已广泛应用于弹药毁伤性能评估领域。针对国内基于红外热像仪热毁伤评估精度矫正文章较少的情况,梳理了部分评估误差来源,并提出了对应的误差补偿思路。通过对热毁伤测量试验的误差来源进行理论分析,对由测距和大气透射引发的测温误差做出公式修正。并通过爆心定位、设立标识杆,排除了测量过程可能会引入的误差。最后,对火球红外图像进行了盲元校正及图像增强处理,提升了图像辨识度,改善了火球毁伤范围定位的精确度。     

部分补偿数字莫尔移相干涉的回程误差消除

为了实现非球面面形误差的高精度测量,研究了基于部分补偿原理的数字莫尔移相干涉技术中回程误差的消除方法。通过建立实际干涉仪和建模理想干涉仪,并运用数字莫尔移相干涉技术,获得实际干涉仪像面与被测非球面面形误差相关的波前;分析了该测量系统的误差,提出采用逆向优化法消除大面形误差时的回程误差实现被测非球面的面形误差检测。实验结果表明:与轮廓仪结果比对,面形误差较小时二分之一法重构面形误差,峰谷值和均方根值分别优于/20,面形误差较大时运用逆向优化法消除回程误差,重构的非球面面形误差峰谷值和均方根值偏差均优于/5。基于逆向优化法的部分补偿数字莫尔移相干涉非球面检测,有效消除了大面形误差时的回程误差,可实现高精度的面形误差重构检测。     

星敏感器星点定位系统误差补偿

通过星点定位系统误差频域分析,寻找不同的点扩展函数下星点定位系统误差分布理论表达式形式上的共性。根据光学系统不同视场(FOV)的点扩展函数数据,运用蒙特卡罗法对星点定位系统误差分布进行了仿真,仿真结果与与频域分析结果相符。在实验中测量了弥散斑尺寸为5 pixel×5 pixel的星点目标的星点定位系统误差,采用误差补偿方程组对星点定位系统误差进行了补偿。补偿后中心视场星点定位精度提高了66.56%,边缘视场星点定位精度提高了57.21%,而传统正弦曲线拟合补偿方法仅使定位精度提高35.7%,提出的误差补偿方法效果总体上优于传统正弦拟合补偿方法。     

数字电影产业中三维图像重构技术改进

数字电影中图像具有动态性和帧分布随机性,导致图像重构的逼真度不好。传统方法采用小波重构方法,受到小波尺度选择准确性影响较大。为了改善数字电影画面重构的视觉效果,提出一种基于相邻帧补偿和电子稳像技术的数字电影产业中三维图像重构技术。对数字电影的图像画面进行像素特征点扫描,对扫描输出的特征点采用相邻帧差补偿方法进行模板匹配和边缘轮廓特征提取,提取数字电影图像中动态跳频特征点,对提取的特征点通过SIFT算法进行电子稳像处理,提高图像重构的画质。实验结果表明,采用该方法进行数字电影的三维图像重构,具有较好的图像画面输出效果,在3D和4D影像设计中具有应用前景。     

运动视觉误差分析的模型设计与实现

针对运动目标模型三维建模中,视觉误差导致建模的准确性不好的问题,提出一种基于运动视觉误差补偿的三维模型设计方法。采用全息投影方法进行三维运动模型图形采集,结合边缘像素特征提取方法进行三维模型的体绘制,根据运动视觉误差补偿方法构建图像重构的三维数据场,进行运动模型的边缘轮廓特征提取和Harris角点检测,实现运动模型的三维重建和视景仿真重构。仿真结果表明,采用该方法进行运动模型重建,输出三维模型的噪点较小,轮廓特征配准精度较高,运动图像识别的视觉误差收敛到零,提高成像质量。     

基于亚像元坐标的像素频率误差补偿方法

详细介绍了一种星敏感器像素频率误差补偿方法并结合实际实验数据对其补偿效果进行验证。首先依据阈值分割的星点提取算法,分析了像素频率误差产生的几个主要原因。然后改进原有的星点质心定位点扩散函数,提出了一种基于亚像元坐标的像素频率误差补偿方法。最后通过星敏感器微步距实验,与正弦曲线法比较。实验结果表明:在视场中心区域,使用该方法对采样点补偿后像素频率误差减少了65.2%,优于正弦曲线法的52.7%;使用视场中心的误差补偿公式对视场边缘的采样点补偿,像素频率误差减少58.7%,优于正弦曲线法的41.9%。由实验结果可得:较之于正弦曲线法,该误差修正方法不仅具有更好的误差补偿效果,而且在视场范围内具有较强的通用性。     

引入像点融合度修补的图像边缘化参差拼接实现

研究引入像点融合度修补的图像边缘化参差拼接实现方法;图像参差拼接技术是实现多幅图像无缝拼接的关键;传统的图像参差拼接实现时,采用基于边缘的普通特征拼接融合方法,无法做到无缝连接;提出一种基于像点融合度修补的图像边缘化参差拼接实现,首先对图像边缘化参差拼接进行模块划分,提取各个模块之间的像点融合度修补特征,然后将像点修补特征进行融合处理,最终实现整个图像边缘化参差拼接;最后采用实际的图像拼接进行测试实验,结果显示,采用基于像点融合度修补的图像边缘化参差拼接实现方法,图像拼接的效果大大提高,具有很好的工程应用价值.     

宽带LFM信号距离像补偿技术研究

在以去斜方法进行脉冲压缩来获得目标一维距离像的雷达系统中，由于存在多种系统误差，使得脉冲压缩后的压缩脉冲旁瓣升高，主瓣展宽，影响了一维像的质量，因此，要获得满意的距离像需要对这些误差进行补偿，而有些误差具有移变性，增加了补偿的难度。文中以实验系统为背景，基于对系统误差测量数据的分析研究，表明采用分段补偿的办法可以克服非线性移变特性的影响，满足系统指标要求。     

基于红外双波段的盲元补偿算法

红外焦平面阵列由于受到制造工艺等的影响，常常会出现盲元，过往通常使用的单波段盲元补偿算法对大盲元簇及位于边缘位置的盲元补偿效果不尽如人意，随着双波段热像的逐渐兴起，本文提出了一种基于双波段信息的盲元补偿算法，该算法结合了两个波段的信息，通过对盲元位置的分类，根据两个波段盲元邻域信息的相似性，使用不同的策略对图像中的盲元进行补偿，能够较为有效地对图像中的大盲元簇及位于边缘的盲元进行补偿。     

灰色数列模型在图像边缘趋势预测中的应用

为了达到跟踪预测刀具图像边缘变化趋势的目的,采用了灰色数列GM（1,1）模型预测拟合直线段斜率数列的方法。在分析灰色数列预测模型的基础上,通过建立了图像边缘点拟合直线斜率数列预测模型,并用建立的模型对一帧刀具图像进行边缘趋势预测,将得到的预测结果与实际值进行比较的试验。并以最大误差分析刀具后续边缘点分布趋势,为图像采集平台进给方向提供依据。根据实验结果,得出采用灰色数列模型预测刀具边缘轮廓方法完全满足平台跟踪刀具边缘轮廓要求的结论。     

基于Harris图像拼接的全景视频稳像算法

对于背景变换和抖动分量比较小的视频序列,传统稳像算法不能直接适用,本文提出一种基于Harris图像拼接的全景稳像算法。首先采用Prewitt算子提取出图像的边缘信息,在此基础上进行分区的Harris特征点检测;然后结合NCC（normalized cross correlation）算法与RANSAC（random sample consensus）算法实现图像间的特征点精确匹配,接着利用加权平均融合的方法进行图像融合;最后对融合后的全景图像进行剪裁,完成图像补偿,输出稳定的视频序列。实验结果表明:改进的Harris算法提高了算法效率以及正确特征点数量,并且本文稳像算法实时性较好,能够有效消除视频抖动并输出稳定的视频序列。