基于模糊图像合成技术的MEMS平面微运动测试技术

随着微电子机械系统(MEMS)研究的深入和产业化的需求，捡测技术在其中的重要性越来越大．基于机器微视觉的MEMS动态测试系统．利用模糊图像合成技术对MEMS的平面微运动特性参数进行提取和分析．利用图像处理方法对MEMS谐振器做扫频和扫压测量，获得了MEMS器件的平面微运动特性，并对测量结果进行了分析和讨论．由实验结果可以看出，这种方法有较高的测量精度，测量重复性误差为100nm．     

基于累积光流的运动对象检测

利用解析小波和M估计求解光流约束方程,得到一种精度高的、稳健的光流计算方法,并在此基础上引入扩展累积光流,针对累积光流计算中的几个特殊问题进行了相应的处理,实现了一种稳健的运动对象检测算法.实验结果表明,该算法正确检测运动对象的精度高,能够检测出慢速物体和小目标的运动,并较好地解决了遮挡问题.     

基于亚像素综合定位匹配算法的MEMS平面运动测量

动态测试对MEMS的设计、制造和可靠性具有非常重要的意义．提出了快速高精度的综合亚像素定位匹配算法,应用于MEMS平面运动测量．该综合算法把标准化协方差相关法、亚像素步长相关法、曲面拟合法、序惯相似性检测算法和单纯形法有机结合,综合运用各算法的优点,达到了提高亚像素定位速度和精度的目的．通过位移测量实验和对硅微陀螺仪质量块面内振动及谐振频率的测量,验证了该综合算法的可行性和有效性．     

基于光流传感器的视频稳像技术

针对平台运动导致的视频抖动问题,提出了一种基于光流传感器的视频稳像技术。该方案首先通过对一般光流传感器的改进,使其具有旋转运动下输出准确运动矢量的能力,然后利用光流传感器获得相邻两帧图像之间的运动矢量,并通过坐标变换计算出主相机的实时平移和旋转信息;其次,对原视频图像序列进行运动补偿,以获得稳定的图像序列,最终实现了视频稳像。实验结果表明,稳像后的图像序列与未稳像之前相比峰值信噪比提高了11.86 dB。该方案在视频抖动较大的情况下,能够明显减小图像序列的抖动现象,具有稳像效果好的特点,满足视频稳像的性能要求,对提高平台抗扰能力有着较高的实用性。     

基于显微图像处理的MEMS运动测量方法

为实现对MEMS的高精度运动测量,采用了基于显微图像处理的运动测量方法.在该方法中,针对特定的MEMS器件,首先将其放置在显微镜下摄取其可动部位的运动录像,由运动录像获取显微图像序列;然后针对MEMS自身结构的特点,设计有效的显微图像处理方法提取其运动位移,由位移最终获取MEMS器件的运动轨迹.基于上述方法,以微加速度计为例,根据其结构和运动特点,提出一种具有亚像素级精度的像素平移法提取其运动位移,将稳态位移的检测结果与理论值对比,得到检测结果为理论值的90.21%.检测结果与理论值良好的一致性,初步验证了方法的有效性.     

基于光流法的冠状动脉造影图像序列中血管运动的估计

利用冠状动脉造影图像序列进行二维血管运动的分析，对于准确估计与解释心脏的运动，从而正确诊断心血管和心脏疾病十分关键。同时也是由血管造影图进行冠状动脉树三维重建的重要步骤。笔者采用光流法对单面冠状动脉造影图像序列进行血管运动估计，以动脉分叉点作为运动跟踪的标志，并提出在很短的时间间隔内冠状动脉上很小部分的运动可以认为是简单平移的假设，从而计算出血管以及相关心外膜的运动参数。     

一种基于矩特征和特征光流的运动目标跟踪方法

提出了一种基于矩特征和特征光流的运动目标跟踪方法.首先进行角点特征提取,按照提出的基于矩特征的局部范围内匹配角点的策略,完成了序列图像的角点匹配;然后,按照本文提出的光流聚类准则完成了两个图像目标的聚类.仿真实验表明,本文算法在减少计算量的同时可提高跟踪精度,且可克服目标做小角度旋转时的失跟问题.     

基于频闪法的MEMS动静态测试系统

为了对MEMS器件的3D形貌、垂向位移与形变、共振频率等特性进行精确的非接触式的测量,研制了一种基于激光频闪法的MEMS动静态测试系统.该系统以改进了的泰曼干涉仪为核心,采用激光照明,结合五步相移算法,获得MEMS器件静态表面的3D形貌图.使激光频闪的频率与MEMS器件驱动信号源频率一致可以获得相对"冻结"不变的3D形貌.改变频闪激光相对于MEMS器件驱动信号源的相对相位延时,可以获得周期内的MEMS器件离面运动轨迹等参数.本文设计并实现了与该系统配套的数据处理软件.该系统对于离面运动的测量精度可达1nm,最高测试频率可达500kHz.通过对可变形反射镜的测试验证了该系统的可靠性与通用性.     

基于光流法的固体内部声传播方向测量

目前采用光弹设备测量超声传播方向多为人眼主观观测,其误差较大,难以实现精确的定量测量。将Farneback光流法应用于光弹图像的处理,并根据帧与帧之间的光流图来计算光弹图像中的超声传播方向,可以捕捉图像中的动态声场。在实验中对不同传播方向的超声进行了测量,其绝对偏差度数最大值为2.85°,测量结果较为准确。因此,Farneback光流法可用于光弹图像中声波传播方向的判断,且具有快速、准确和直观等特点。     

数字散斑相关技术在微结构平面运动测试中的应用

微结构是微器件或微系统的基本组成部分,对其运动特性的测试有助于对器件或系统的性能和稳定性进行评价．为此,针对频闪成像技术获得的微结构运动图像序列,对数字散斑相关技术应用于微结构平面运动特性测试的实现方法进行了探讨,采用梯度法实现全局刚性位移的精确测量,并作为牛顿迭代法的初值进行区域变形量的提取。具有较高的计算效率SiCRF微谐振器平面运动特性测试实验表明,微结构平面刚性位移测量的分辨率和偏差分别能够达到1／100像素和1／20像素,区域变形信息提取的有效性也得到了初步验证．     

基于刚性运动模型的全局运动矢量探测方法

针对帧间旋转图像序列的稳定处理,提出一种新的运动矢量探测方法.首先进行多区域的块匹配,得到不同区域的局部平移运动矢量;然后利用刚性运动模型,获得包含旋转角度的全局运动矢量.与平移运动模型相比,刚性运动模型更加符合帧间运动的真实过程,因而本方法具有更好的稳像效果.航拍图像处理结果表明,帧间峰值信噪比达到29.47 dB,比基于平移运动模型的方法提高2.02 dB.     

提高光流估计性能的渐进性高斯多维预滤波方法的研究

基于光流计算方法统一框架理论，研究了一种利用高斯多维滤波器的渐进性和时空性提高光流估计性能的有效方法。在保持现有光流计算方法的前提下，通过调节时间维和空间维的方差参数，改变时空预滤波和光滑效果，突出时间混叠和光流主信息，从而提高重构视频序列的信噪比。试验中以标准的Flower Garden和Football序列的前50帧作为参考图像序列，以LK算法为参考光流算法。结果显示，滤波窗口为5×5时的最佳时间方差参数为0.4，最佳空间方差参数为［1.6,2.0］；加入高斯多维预滤波前后利用光流场重构图像的平均峰值信噪比PSNR提高2.572dB，提高幅度为13.6%     

基于MEMS传感器和Unity3D的人体运动捕获系统

随着人机交互技术的发展,人与计算机之间自然、多模态交互将成为人与计算机之间交互的主要方式,而这首先需要计算机可以正确地理解和捕捉人的行为特征,运动捕获技术正是在这种背景下提出来。通过运动捕获技术,计算机可以理解人体动作,用户就可以通过体态、方位、手势和表情等模态向计算机发出指令、传达信息等,因此运动捕获是新一代人机交互中的关键技术之一。目前基于MEMS惯性传感器的动作捕获研究主要针对动漫和电影制作,价格昂贵;随着传感器的集成度变高,价格逐渐降低带来了新的系统设计需求。在原有动作捕获技术基础上,设计并实现一种普适性更好的人体动作捕获系统原型,原型系统实现了基于惯性传感节点的人体运动信息的采集与融合、节点与汇聚节点的数据传输、虚拟人体模型实时动作呈现程序;实现了从数据测量到采集,再到模拟呈现的全过程。     

Measuring Dispersion Characteristics of Radial Resonators Based on Archimedean Spirals

Methods are considered for measuring the dispersion characteristics of radial slow-wave systems and resonators based on them. Experimental results are given on the parameters of radial resonators based on coupled rectangular Archimedean spirals.     

一种基于局部极值搜索的快速运动估计算法

为了减少运动估计在图像编码中所占用时间,提出了一种基于局部极值搜索的运动估计算法。首先根据搜索块的大小将搜索区域进行完全分割。然后从搜索原点进行螺旋扫描,确定扫描点所处分割区域的局部极小值位置,与前面极小值进行比较得到现阶段最小值。并根据一系列提前终止条件和标记跳过机制,在全局扫描的同时保持快速性。最后得到所有分割区域的最小值作为全局最小值,并进行步长为1的菱形细化搜索,确定最佳位置。实验表明,与UMH算法相比,该算法可在码率上升最大不超过0.03 kb/s、信噪比下降最大不超过0.005 dB的情况下提高编码速度,特别是对于中高运动复杂度图像的编码速度可比UMH算法提高10%左右,具有应用价值。     

基于MEMS IMU的舵面运动测量仪

针对飞行器升降舵、副翼角运动的测试需求,提出了单轴捷联姿态系统的原理及算法,介绍了基于MEMS陀螺仪和加速度计的舵面运动测量仪的构成,并对测量仪的工作过程进行了仿真.仿真表明,测量仪的性能满足舵面运动测量的需要.