机载光电成像系统的像晴淅度函数的研究

通过对数字图像功率谱的分析，建立了一种图像清晰度评价方法。该评价方法利用了任意图像的功率谱不变性，从而可以对任意图像进行清晰度评价。该方法结合了人眼的视觉特性，从而使评价结果更加符合人眼的主观感受。该评价函数的优点在于可实现对成像质量的动态评价，为进一步建立自适应光电成像系统奠定了基础。     

空间遥感相机的自动检焦技术研究

本文介绍应用图像处理法对推扫成像的线阵CCD空间遥感相机进行检焦研究。以推扫方式成像的线阵CCD遥感相机连续拍摄的两幅图像之间没有重复的部分,这给图像清晰度评价函数的选取增加了难度。本文根据光学传递函数理论建立了基于模糊量估计的粗调焦评价函数,通过两幅离焦位置不同的图像就可以估算出离焦量,从而可直接驱动镜头至准焦位置附近。根据功率谱对于自然景物具有一定的不变性原理,建立了基于功率谱的细调焦评价函数,进一步找到了准焦位置。仿真实验表明,这种粗精相结合的检调焦方法既能保证聚焦精度,又能提高聚焦速度。     

基于方向WPS改进TDI CCD遥感图像清晰度评价函数

在轨调焦是航天相机获取高质量图像的关键技术之一。针对航天相机在发射、在轨期间由于振动冲击及温度气压等环境参数变化引起的光学系统离焦现象,以及TDI CCD遥感相机成像场景实时变化的特殊特点,对基于功率谱的清晰度评价函数进行了研究。根据小波变换的多分辨率和带通特性,提出了一种对FFT功率谱的改进小波功率谱（WPS）估计。针对像移亦会导致TDI CCD图像模糊的问题,提出了方向WPS估计算法。参照功率谱地物无关性及离焦会引起功率谱高频分量损失的思路,设计了基于方向WPS的加权清晰度评价函数。实际外场推扫实验结果表明,提出的新清晰度评价函数能有效反映出实际推扫图像的离焦状态,另外相对于FFT功率谱,对场景差异更不敏感,误判率从0.36降低为0,曲线更加饱和。100个仿真样本的平均误判率仅为0.06,满足系统误差要求。因此文中算法满足单调性、灵敏度高、准确度高原则,更适合TDI CCD遥感相机的自动调焦。     

基于功率谱的遥感相机自动调焦算法研究与实现

应用图像处理法针对线阵CCD推扫成像的遥感相机进行自动调焦研究.推扫成像的线阵CCD相机在任意时刻所拍摄的景物都是不同的,这就给对焦评价函数的选取增加了难度.用功率谱的方法对任意景物在空间频域进行分析表明,功率谱对于自然景物具有一定的不变性.由此建立了基于功率谱的对焦评价函数,并采用DSP FPGA的高速硬件系统方案实现自动调焦的算法.一系列的调焦实验表明,系统有较好的自动调焦性能,基于功率谱的对焦评价函数是可行的.     

基于视觉感知特性的红外图像质量评价方法

根据红外成像特点,设计了一种基于视觉感知特性的红外图像质量评价算法。该算法结合人眼视觉和红外图像的结构信息对图像的失真程度进行描述,通过提取图像的边缘特征、对比度特征,然后利用视觉显著模型对特征进行差异融合,从而实现对红外失真图像的质量评测。实现结果表明,本文方法可对失真红外图像进行有效评价,与传统方法相较,此评价指标与人眼主观感知更一致。     

基于图像功率谱的激光散斑评价方法

激光散斑在相干光成像、全息术、多模光纤通信、计量等领域具有重要的应用。为了对激光散斑进行评价,提出一种在频域采用散斑图像功率谱谱宽作为激光散斑评价的方法,设计了一种基于光纤振动的功率谱散斑评价实验装置。采用0.5W,532nm激光作为光源,通过电压驱动音圈电机振动光纤对激光散斑进行控制,利用CCD图像采集卡采集图像后,分别采用散斑图像的对比度方法和功率谱方法对不同驱动电压下的散斑图像进行了分析评价。结果表明,功率谱方法具有较高的灵敏度及较宽的评价范围。     

望远系统视差自动检测技术研究

视差会严重影响望远系统的瞄准和测量精度。传统的检测方法依靠人眼主观判读,只能定性检测。采用自动调焦原理研究了一种基于数字图像处理的视差自动检测方法。建立了调焦量与视差值之间关系的数学模型,通过检测系统的调焦量来得到被测望远系统的视差值。同时设计了用于视差检测的内调焦光学系统,该光学系统具有相对孔径大、成像质量高等特点;选取合适的调焦评价函数对图像进行清晰度的判读,从而找到成像最清晰时的调焦位置,最终通过控制系统实现对视差的自动检测,检测精度优于30″。该方法具有精度高、检测速度快的特点,提高了望远系统的视差检测效率。     

不同物距下的自动聚焦方法研究

目前对不同物距情况下的自动聚焦问题研究较少，为此提出了解决这一问题的自动聚焦方法。首先分析了不同物距的多个物体之间的成像关系和在不同物距情况下的图像清晰度评价函数的性质，然后提出了一种图像中心窗口的方法和用作图像清晰度评价函数的二维加权DCT系数的方法，最后采用一种改进的搜索策略对图像进行自动聚焦。实验结果表明，该方法可有效地对不同物距的图像进行自动聚焦。     

基于多目标图像清晰度评价的LAMOST光谱仪离焦诊断方法

研究表明,当温度产生一定变化时,会导致大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜（LAMOST）光谱仪的内部器件产生热诱导变形,引起CCD靶面上的图像离焦模糊,降低了天文数据测量精度,也大大增加了16台光谱仪的日常维护难度。基于LAMOST运行前拍摄的定标灯谱数据,提出了一种基于多目标图像清晰度评价的离焦诊断方法。该方法通过对不同离焦量下的定标灯谱图像进行分析,提取了一定数量的光斑的半高全宽（FWHM）及其总体分布情况,建立多目标图像清晰度与系统离焦量之间的离焦函数模型,实现对LAMOST成像像质的离焦诊断,为后续智能化主动补偿技术的实现提供了技术支撑。介绍了LAMOST光谱仪的工作原理及结构,给出了光谱仪对调焦精度的需求;详细介绍了光斑FWHM值的测量原理与多目标图像清晰度评价函数的构建方法。与传统图像清晰度评价函数的对比结果显示,文中方法具有更高的清晰度对比率与精度,对定标灯谱图像的离焦诊断误差在10 μm以内,有效降低了人为局部诊断带来的误差,提高了16台光谱仪系统一致性,有望提高LAMOST日常运行效率与光谱仪的长期稳定性。     

一种基于倒谱的人脸图像清晰度评价方法

针对人脸图像清晰度,给出了一种基于倒谱的定量评价方法。实验结果表明,与传统方法相比,所提出的清晰度评价方法能更加准确地评价出人脸图像的质量;采用该方法对人脸识别样本进行筛选,能有效地提高自动人脸识别的识别率,且对整体识别时间影响很小,因而更适合用作自动人脸识别中的图像质量评价。     

基于圆对称性的离焦模糊图像还原方法

针对离焦模糊图像,圆盘离焦模型和高斯离焦模型的还原效果并不理想,提出基于圆对称性的离焦模糊图像还原算法。通过刃边函数估算模糊半径,利用信噪比还原图像,进而计算图像的信号功率谱。提出改进的DCT分块加权清晰度评价函数,对DCT系数作指数加权优化,并根据圆对称性模型检测出的多个模糊半径还原出多个图像,并筛选出最清晰图像作为还原结果。实验结果显示,与传统的还原方法相比,该方法提高了还原图像的清晰度和分辨率。     

一种新的清晰度评价算法

高效、准确的图像清晰度评价是实现基于分块的多聚焦图像融合的关键.在分析了图像清晰度影响因素和现有图像清晰度评价方法优缺点的基础上,提出了一种改进的应用平均梯度函数的清晰度评价,建立了评价清晰度函数的数学模型,并对不同聚焦图像进行实验和仿真,比较了各种评价函数.结果表明,该方法具有独立性好、精确度高、对比度明显等优点,能够应用于实际的图像清晰度评价和多聚焦融合中,具有较高的实用性和可靠性.     

基于非均匀圆偏振光照射的水下偏振图像处理方法

针对浑浊水下成像环境,提出了基于非均匀圆偏振光照射的浑浊水下偏振图像处理方法。首先对非均匀圆偏振光照明条件下目标成像和处理遇到的困难进行了分析,并对圆偏振光作为光源的特点进行阐述;其次设计成像环境对水下目标物的偏振图像和可见光图像进行采集。采用基于CLAHE和MSRCR的方法对可见光图像进行预处理,大幅度消除非均匀光照对图像清晰度的影响;依据水下成像的物理模型,考虑到水下目标物反射光的偏振特性,提出了一种基于偏振信息图像融合的图像去雾方法,实验证明该方法能够对偏振信息图像进行优势融合并增强其边缘轮廓;考虑到人眼视觉特性,将偏振信息融合图像与优化后的可见光图像进行融合,最终实现对水下模糊偏振图像的复原。结果表明,该方法实现了偏振图像边缘轮廓及纹理的增强,显著提高了水下图像的质量。     

超高清电视清晰度和细节表现力测量方法探讨

在研究超高清电视观看特点的基础上,基于人眼细节分辨极限的视觉特性,解释传统清晰度测量方法。提出了一个全新的概念"细节表现力",用来评价显示设备显示图像细节的表现能力。分析探讨了清晰度和细节表现力的测量方法,该方法为进一步确定超高清电视清晰度和细节表现力的标准测量方法提供参考。     

基于波前像差的图像质量评价方法研究

图像质量评价的研究已成为图像信息工程的基础技术之一。由于图像的最终接受者是人,所以评价图像质量应反映出人类的主观视觉感知。为构造一种符合人眼视觉特性的图像质量评价方法,利用点扩散函数针对人眼建立了含有波前像差信息的图像视觉评价模型,并用此模型分别对添加不同噪声的图像进行图像质量评价。实验结果表明,该方法是可行的、有效的,不同的人眼对同一幅图像的评价存在有差异,人眼波前像差越小观察到的图像越清晰。该方法不仅能够在评价图像质量时准确反映人眼的主观感知,而且能够直观地呈现不同人眼实际看到的图像。     

基于人类视觉系统的融合图像质量评价方法的研究

在融合图像的质量评价方法中引入人眼的各种视觉特性,从而使客观计测的结果符合图像质量的主观评价,符合人眼的实际观看质量.讨论了一种新的基于人类视觉系统(HVS)的融合图像质量度量,该方法无需理想图像,同时,将质量评价与人的视觉结果直接关联.对多类图像的不同融合算法的质量评价表明该方法是一种实用、有效的图像融合质量评价方法.     

用视觉特性和自适应优化搜索实现多聚焦彩色图像重构

鉴于来自同一景物的两幅变焦点彩色图像，每幅图像中都有聚焦不同的目标。针对这种图像的清晰恢复提出了一种新的图像融合算法，其基本思想是先对源图像进行图像块分解；其次，利用人眼视觉特性来分析图像子块的清晰度，形成融合图像；最后通过自适应优化搜索算法得出重构图像。采用平均误差、均方误差、标准色差等量化判据对融合图像序列进行分析及效果评价，量化评价结果和视觉判断均说明，该方法性能优化，完成了多聚焦彩色图像对源图像的重构。     

激光或单色LED作显微光源——无色差无干涉条纹光学显微摄影和双重单色光照明的探究

如果采用单色LED作光源，由于LED属非相干光源，因此能在消除色差的前提下避免成像时的干涉条纹现象；如果采用激光二极管作光源，通过高频轻微震荡激光光源等方法，也能使人眼或摄影仪看不到相干条纹，提高图像清晰度。     

激光主动成像系统目标图像质量评价参数研究

图像质量评价是研究激光主动成像探测系统成像性能的重要内容,文中从图像的噪声、灰度和纹理等方面对距离选通激光主动成像目标图像进行了量化评价。通过深入研究主动成像图像的特点,建立了信噪比、亮度、对比度和清晰度等评价函数的参数模型,并给出了实验结果和分析。结果表明,这些参数能够对激光主动成像图像进行客观的评价,并且计算简单,具有显著性和独立性的特点。     

基于小波频带划分及HVS特性的图像清晰度评价

清晰度是视频图像质量评价的重要指标,是实现数字成像设备自动聚焦的关键,提出了一种基于小波频带划分及HVS特性的清晰度评价方法,对图像进行二维多级小波分解,采用各频段对应的CSF函数权值和高频分量占图像能量的大小作为图像清晰度评价标准。实验结果表明,提出的方法具有较好的单峰性、敏感性、抗噪性及视觉相关性。