一种基于角点检测的实时自动对焦方法及实现

为了满足热像仪在不同场景下自动对焦的功能需求,对现有多种自动对焦实现方案的优劣势进行了评估分析,并选择了一种基于角点检测算法的对焦方案。通过检测图像中的角点数量来实时判断图像的清晰度。根据热像仪FPGA图像处理系统的性能对该算法进行了改进与优化,并提出了多阈值角点检测实时对焦方法。根据当前场景的对焦状态,热像仪可自主判断是否执行对焦操作,以适应不同检测场景的需求,最终实现其在不同场景下的实时自动对焦功能。     

对比度最优自聚焦算法

该文研究了一种适用于SAR的自聚焦算法,称作对比度最优自聚焦算法(Contrast Optimiza-tion Autofocus Algorithm,COAA)。该算法是一种原理简单、收敛快、计算量小、鲁棒性强的自聚焦算法,该文着重研究了COAA的实现方法。通过计算机仿真模拟证明了该算法的有效性。将COAA运用于中关村地区L-SAR数据并得到了理想的图像,这说明该算法具有重要的实际应用价值。最后,该文通过一些具体例子验证了该算法与其他算法相比具有更强的鲁棒性。     

基于小波变换的太赫兹数字全息成像自动聚焦算法

自动聚焦技术是实现数字全息成像快速、准确再现的关键技术之一。在分析聚焦和离焦过程中小波变换高频和低频系数变化特点的基础上,提出了一种基于小波变换的聚焦判据函数。采用无噪声和被噪声污染的模拟太赫兹(THz)数字全息图,比较分析了这种聚焦判据函数和五种经典的数字全息聚焦判据函数的性能,给出了综合评价。仿真结果表明：同五种经典聚焦判据函数相比,基于小波变换的聚焦评价函数具有更好的单峰性、更高的主峰锐度和极佳的抗噪性,是一种性能优越的THz数字全息成像自动聚焦判据函数。     

一体化摄像机变焦控制系统的设计

研究了一体化摄像机光学镜头中变倍电机和聚焦电机的控制原理,实现了步进电机初始位置检测、图像变倍时变倍电机与聚焦电机的配合驱动.为了适应不同物距的变倍跟踪,提出了一种改进的灰度差分自动聚焦算法,计算当前图像的聚焦函数值并采用爬山搜索策略实现了图像的自动聚焦.整个系统采用VHDL实现,并在Xilinx Virtex-5 FPGA开发板上验证.     

动态环境下移动机器人运动目标测速方法

提出了基于Kinect摄像机的 机器视觉测速方法,用于实时的测量运用目标的速度信息。首先,设计出固定在运动目标上 的由 五个已知位置关系的圆组成的标识物,利用图像处理算法根据标志物的拓扑关系检测出运动 目标标志物在Kinect坐标系下 的位置;然后,将Kinect坐标系坐标通过坐标变换转换到世界坐标系;最后,根据采样时间 内测出的距离求出速度信息。通过 以上3步骤,依次解决运动目标检测和运动目标测速问题。理论分析和试验结果表明, 本文方法在移动机器人运动或者静止 情况下能够处理运动目标作直线运动、原地转动及其合成的曲线运动等不同运动形式下的速 度测量,应用范围广泛,计算实 时性和准确性高。     

自适应峰度最优自聚焦算法

研究了一种适用于合成孔径雷达的自聚焦算法，称自适应峰度最优自聚焦算法（AKOAA）。该算法能有效解决对比度最优算法的局部极值问题，且具有原理简单、收敛快、计算量小、适应性强等特点。该文着重研究了AKOAA的原理及实现方法，最后通过对实际的L_SAR数据成像得到了较为理想的图像，这既证明了该算法的有效性，也说明了该算法具有重要实际应用价值。     

基于卷积神经网络的胸环靶面畸变校正算法

实弹射击是部队的基础军事训练项目。现有报靶系统中基于计算机视觉的弹孔识别定位系统由于具有快速、精确、安全、人员成本低等优点而被广泛应用到该项目中。然而,计算机视觉系统处理的图像通常受镜头加工工艺以及相机轴向与被测对象所在平面不垂直的影响,导致被测对象的图像产生畸变,最终会给弹孔坐标位置的精准定位带来误差。为了提高基于计算机视觉的自动报靶系统的报靶精度,提出一种基于卷积神经网络的畸变校正算法,只需一张胸环靶面的模板图像即可模拟出大量训练数据集。训练完成后,输入一张畸变图片就可以得到该图片的畸变参数,并利用该参数完成对图像的畸变校正。与传统校正算法的对比结果表明,该算法校正效果较好,有利于提升基于计算机视觉的自动报靶系统的报靶精度。     

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Opencv的运动目标的检测和跟踪

检测运动物体需要无运动物体的背景图像,所以,首先应用多帧像素平均值法提取了运动视频序列的背景图,从背景图像中分离目标像素,获取目标的质心坐标,并应用质心跟踪法以灰色图像序列为基础,对运动的目标进行实时检测和跟踪。质心跟踪法的目标位置通过质点的中心来确定,该算法计算简单,计算量小,其稳定性与精度主要取决于序列图像的分割及其阀值的确定情况。文中给出了用Opencv实现算法的具体过程和关键代码,并且设计了跟踪运动车辆的控制界面,方便了实时监控。实验结果表明,该方法可以实现视频序列中运动目标的识别,具有实时性、并能给出较好的识别效果。     

Comments on "Non-iterative quality phase-gradient autofocus (QPGA) algorithm for spotlight SAR imagery"

For original paper see ibid., vol.36, no.5, pt.1, p.1531-9 (1998). The quality phase-gradient autofocus (QPGA) technique was proposed to speed up the estimation convergence of phase-gradient autofocus by selectively increasing the pool of quality synchronization sources instead of selecting the "brightest" pixels within the image. It is now found that the QPGA, with its inherent scatter "growing" concept and target-filtering procedure, is also able to focus in environments with stationary and moving targets.     

录播系统中图像分割与轮廓提取算法的研究

在基于图像识别技术的录播系统中,通常使用背景差分法检测运动目标,在当前帧与背景帧做差之后,需要进一步选取合适的阈值进行图像分割,从而最终提取出运动目标的轮廓.研究了基于最大类间方差准则的图像阈值分割,在此基础上进一步研究了掏空内部点的轮廓提取算法,并且使用轮廓缺陷修补技术改进轮廓提取算法,从而得到封闭的轮廓,最后使用Freeman链码表示提取的轮廓.实验证明,该算法为录播系统的实现提供了良好的技术保障.     

基于对焦清晰度的双分辨相机变焦算法研究

双分辨率相机同时兼顾大视场和高分辨,利用同轴光学固定结构避免了变焦镜头运动部件带来的诸多问题,在深空探测目标跟踪和手机等智能终端上具有应用价值。针对现有的基于深度学习的双分辨率图像变焦算法的速度慢,信息量没有提升,图像网络结构适配性差和图像信息修复的伪造性等问题尝试性地提出了加入基于深度信息的解决办法。论证将图像对焦清晰度作为深度信息引入双分辨变焦算法的可行性,探讨对焦深度信息检测精度与效果,分别测试深度学习和基于深度信息的传统方法的双分辨率变焦算法,得到了一种不影响正常成像速度,内存开销降低35%和算法复杂度降低60%,超分辨信息真实可靠,图像结果评价提升10%到50%的全新算法。     

显微镜的快速自动对焦算法

针对平面样品的大规模显微图像采集,提出了一种基于预测的快速自动对焦算法.首先,利用相邻图像的对焦位置估计当前图像的对焦位置,并在其附近做微小调整即可得到最佳对焦位置,从而避免对焦评价曲线的多峰干扰.其次,利用阈值分割方法选择对焦窗口以消除背景干扰,使对焦评价函数满足无偏性.该算法大大减少了自动对焦所需要采集的图像数量,对焦速度、精度以及鲁棒性均有明显的提高.     

视颇监控系统中运动目标跟踪算法研究

针对Camshift跟踪算法无法适应目标的高速运动、背景复杂和遮档的情况,提出了一种改进算法.将Kim算法和卡尔曼滤波状态预测引入,用Kim算法提取运动目标区城信息,根据以往目标位置点的信息对当前帧中目标的可能位置预测,解决了传统Camshift算法的一些局限.实验表明改进算法在目标高速运动、遮档情况下,仍能进行有效跟...     

基于声波驱动的高速变焦液体透镜振动特性分析

高速变焦液体透镜在快速移动物体的目标捕捉方面具有重要的应用.高频声波激励方法在理论上能够实现毛细腔边沿(靠表面张力)约束液滴的高速往复运动,但是相关工艺试验研究是目前该技术成熟应用的关键.文章在对毛细腔贯通液滴共振理论分析的基础上,基于3D打印技术开发了一种采用双源声波激励毛细腔贯通液滴进行振动的实验装置.在分析能量损失的基础上,采用激光多普勒测振仪分析了相关工艺参数对毛细腔贯通液滴振动频率和振幅的影响,总结了相关规律,为实现高速变焦液体透镜技术的应用奠定了基础.     

Sparse representation-based algorithm for joint SAR image formation and autofocus

Inaccuracies in the observation model of the synthetic aperture radar (SAR) due to inaccuracies of the velocity and position of the platform or atmospheric turbulence cause degradations in reconstructed images which necessitate the use of autofocus algorithms. In this paper we propose a novel signal processing algorithm for joint SAR image formation and autofocus in a synthesis dictionary based sparse representation framework. Proposed algorithm can be applied broadly to scenes that exhibit sparsity with respect to any dictionary. This is done by extending our previously developed sparse representation-based SAR imaging framework to joint SAR image formation and autofocus. To this end, the phase error vector is separated from the unknown phase of the complex-valued back-scattered field. Phase error vector is estimated using a MAP estimator and compensated through an iterative algorithm to produce focused images. We demonstrate the effectiveness of the proposed approach on synthetic and real imagery.     

基于圆心定位的全景图像拼接与展开

针对特殊的全景采集镜头，经拼接及展开运算，得到人眼容易辨识的图像。系统镜头由两片像素阵列为4096×3072的CCD组成，拼接所形成的传感区域包含像素阵列为4096×4096，文中提出一种基于圆心定位的拼接算法，此算法通过采集到的两幅全景图像的圆心，以圆心为基准进行剪切定位，从而实现图像的拼接。并应用改进的分块查表法，将目标图像变为环带块，对拼接后的图像进行展开运算。仿真实验表明，本拼接算法可完成特殊镜头所采集的图像拼接工作、速度快、可靠性能强、符合实际应用要求。     

一种快速的图像小目标检测算法

针对图像小目标检测问题进行了研究,在分析现有研究成果的基础上,充分利用了遗传算法动态多点搜索的快速性,以及分形特征应用于目标检测的稳定性,提出一种基于遗传算法与分形特征的快速图像小目标检测算法,并对算法进行了仿真。仿真结果表明该算法有效地提高了图像小目标检测的速度。     

图像清晰度评价函数在航空相机中的应用

为消除大气压力和温度的变化对航空CCD相机成像清晰度的影响,减少相机控制环节,设计了一种基于两种图像清晰度评价函数确定镜头焦面位置的自动检焦系统。灰度差分法函数用于较大范围大步长粗检焦,Brenner函数用于小范围小步长细检焦,检焦过程运用爬山搜索法求取评价函数的最大值。这种采用粗精结合的控制方法不仅有效地节省了图像处理的时间,而且提高了检焦的精度。经过光学测试和试验证明,该系统运行稳定,检焦精度为0.01 mm,满足了航空相机焦面位置精度要求。     

基于红外运动目标分割的夜视融合系统设计

为了提高夜视系统的质量以及目标探测性能, 设计了红外视频运动目标与可见光融合夜视侦察系统。系统在硬件处理平台上实现了基于人眼视觉的红外运动目标分割算法和基于目标特性的加权融合算法, 采用红外运动目标分割电路和融合处理电路互联的结构, 首先利用FPGA为核心的红外目标分割电路提取红外视频中的运动目标, 然后将只有红外运动目标的视频输入后端DSP融合处理电路中进行融合处理, 最后从系统中输出一系列目标形态突出、背景细节清晰的融合序列。实验结果表明: 该系统可以提高夜视融合系统目标探测性能和探测概率, 融合结果的各项评价指标提高了90%以上, 有的评价指标甚至提高了7倍以上, 可以很大程度地降低系统的虚警率。