基于3线阵探测器的亚像元成像超分辨率重构

虽然增加探测器的时间和空间采样频率可以提高亚像元成像系统空间分辨率,但探测器采集到的数据易发生混叠,使重构得到的图像的分辨率无法达到理想值。本文以3片线阵探测器亚像元成像为基础,提出一种超分辨率重构算法。首先,在高分辨率网格上建立插值模型;然后,辨识插值重构图像在线阵列方向和扫描方向的模糊核,得到整幅图像的模糊核;最后,采用带有Neumman边界条件的梯度平滑正则化模型去除模糊,抑制振铃效应。实验结果表明,该算法使亚像元成像系统分辨率为单线阵探测器无过采样成像系统分辨率的2.6倍;与双线性插值法相比,平均灰度等级(GMG)提高了7.71。该算法可以进一步实现对更多片线阵探测器亚像元成像的超分辨率重构,获取更高的系统分辨率。     

快速运动模糊图像盲解卷积算法

针对快速运动形成的图像模糊,提出了一种运动模糊图像盲解卷积算法.首先,对被噪声污染的频谱图像进行脊波增强;然后,采用一种新的基于Radon变换的鲁棒算法来确定模糊核函数,该算法在小模糊长度和低信噪比的条件下仍能准确地估计模糊核参数;确定模糊核函数后,采用基于hyper-laplacian先验的快速非盲解卷积算法来恢复模糊图像.实验结果证明,与基于机器学习的R.Fergus的算法相比较,本文算法在获得相近效果的前提下,计算时间从近30 min下降到40 s左右.该算法对合成运动模糊图像和实际相机运动的自然模糊图像都具有较好的恢复效果.     

组合曝光的计算成像系统及其复原

传统光学成像方式在低照度条件下拍摄高速运动物体时,通过积分时间的配置难以平衡能量获取和高速运动模糊之间的矛盾.为了解决低照度条件下高速运动物体的清晰成像问题,本文提出一种基于组合曝光图像的计算成像方式,通过高帧频相机采集邻近两帧形成组合曝光图像对,基于两帧图像信息的互补,合理估算运动模糊点扩散函数,最终获取高信噪比的复...     

基于双目视觉的水下焊缝图像采集与识别

文章根据水下焊缝跟踪的要求,设计了一套双目立体视觉传感器。采用卤钨灯辅助光源加复合滤光系统,较好的去除了弧光、飞溅等干扰,拍摄到较为清晰的焊缝图像。针对水下焊缝图像模糊,对比度低的特点,采用模糊增强的图像处理技术,并对Pal处理算法进行了改进,提高了图像处理的效率,获取了清晰的边缘图像．边缘检测后,对左右焊缝特征点进行扫描,准确地提取了焊缝中心。从而为水下空间缝自动化跟踪打下了基础。     

航空光电成像电子稳像技术

介绍了一种电子稳像技术,解决了航空平台光电成像系统视频图像帧内运动模糊和帧间不稳定问题。通过建立运动模糊的数学模型,构建二维运动模糊点扩散函数,采用维纳滤波方法,消除图像帧内运动模糊;通过灰度投影算法,检测序列图像当前帧和参考帧之间的运动矢量,采用图像补偿方法,实现序列图像稳定输出。实验结果表明,本文方法能提高信噪比,实现1 pixel的稳定精度,有效改善图像质量,输出清晰稳定的视频图像, 具有精确、快速、实用的特点。     

基于IBIS5-B-1300的视频采集和显示系统设计

设计了一个基于CMOS图像传感器的视频采集和实时显示系统,详细介绍了系统的软硬件设计。系统采用IBIS5-B-1300作为视频采集的核心器件,通过数字编码器BT856将图像传感器采集到的图像数据实时地转换为兼容模拟监视器的复合视频信号,实现了视频的高速采集和实时显示。实验结果表明:该系统成像清晰可靠,实时性高,图像采集和显示帧率均达到50帧/s,能够很好地完成高速视频采集与监视的任务。     

无线微型机器人肠道内窥镜系统中图像采集与无线传输子系统的设计

采用微型CMOS图像传感器和ISM频段超高频微型射频收发器设计一种短距离微型图像采集和无线传输系统,具有集成度高、体积小和功耗低的特点;在此基础上分析了它适用于无线微型机器人肠道内窥镜系统图像传输的可行性,最后对设计出的图像采集和无线传输系统进行了实验,获得了较为清晰的图像.     

实现高分辨力图像传感器高帧率输出的方法

论述了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的提高CMOS输出帧率的方法。高分辨力图像传感器的输出帧率只有十几帧/s甚至更低,系统将同一帧的图片重复输出,从而提高后续的输出帧率,使图像信号能够直接输出至VGA显示器。硬件电路使用图像传感器MT9D131、FPGA芯片CycloneⅡEP2C8Q208C8N和图像D/A转换芯片ADV7123组合,软件使用verilogHDL语言,将图像感应器得到的图像数据存入SDRAM(同步动态随机存储器),并将其转换为RGB格式的图像数据输出至图像D/A转换芯片ADV7123,同时在FPGA中设置写FIFO模块与读FIFO模块以避免跨越时钟域可能导致的工作不稳定的问题。     

动态图像处理系统的设计与研究

利用CMOS图像传感器与DSP芯片构成一个高速动态成像系统。由DSP电路驱动CMOS芯片并通过片上AD变换后输出数字信号并即时进行处理。利用这个系统进行了单帧与连续帧的图像采样实验,获得了比较理想的结果。证明了采样频率越高,其对于运动物体的测量数据就越准确。整个系统结构简单,性能可靠,可以灵活地改变三种获取图像的模式,便于对图像信息进行数字化处理。     

基于FPGA的虹膜图像采集系统设计

针对高质量的虹膜图像的获取进行研究,设计出基于FPGA的虹膜图像采集系统。系统通过FPGA控制前端CMOS图像传感器配合滤波片及LED辅助照明装置采集虹膜图像,然后将采集到的虹膜图像存储到FPGA的片上RAM中,接着评估采集到的图像的增益是否符合要求,以此来对CMOS图像传感器作出调整,最后通过控制硬件协议栈芯片实现TCP通信,将虹膜图像上传到上计算机。系统可获取1 280×1 024像素大小的虹膜图片,同时能适应不同的光照条件,传输速度达到12 fps,完全满足虹膜识别算法对虹膜图像质量及采集速度的要求。     

工件表面质量检测中高速图像采集技术研究

针对工件表面质量在线检测过程中的高速图像采集环节,提出了一种工件图像高速采集方法。分析了图像采集中定位精度、运动模糊、曝光时间和工件运行速度之间的定量关系,研究了传送机构与工件表面的振动对图像采集的影响,设计了图像采集时序。利用光电传感器实现工件的快速触发,使用高精度延时模块实现工件的准确定位,通过减小曝光时间控制运动模糊。基于高速采集方法设计了高速图像采集系统,定位精度小于0.1mm,运动模糊小于1pixel,保证了工件的准确定位和图像的清晰度,有效保证了工件表面质量检测。     

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.     

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。     

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。     

一种新型LCD运动模糊的测量分析系统

液晶显示器的运动模糊程度通常可以采用"运动图像响应时间(MPRT)"来表示,它已经被写入了VESA的平板显示器测量标准当中。本文建立了一种简单精确的运动模糊测量分析系统代替了复杂昂贵的追逐相机系统,该系统可以精确地测量液品亮度响应曲线(LCRC),并利用采集曲线根据人眼的平滑追踪和时域积分特性准确地仿真出所感知到的运动模糊图像。通过对阶跃LCRC进行一帧时间窗口卷积,直接计算MPRT。最后通过测量计算和视觉感知实验验证了仿真模型的准确性和系统的精确度。     

半导体制冷型高帧频CMOS数字摄像机研究与成像噪声分析

为了提高高速CMOS图像传感器的成像质量,降低图像传感器暗电流和随机噪声,文章中介绍了采用半导体制冷的方法来设计高帧频CMOS数字摄像机成像系统,针对该相机系统设计出结构一体化的多级半导体制冷制冷器,实现制冷量可控。图像传感器制冷后的温度与环境温度的温差最大可达40度,暗电流固定模式噪声降低50%,瞬态随机噪声减少90%,图像信噪比提高6dB。该相机系统具有集成度高,结构紧凑,高分辨率高帧频,高信噪比,宽动态范围,成像质量好的特点。     

线阵相机场曲复原及在异纤检测中的应用

为了消除相机的场曲给成像带来的空变模糊,提高图像分辨率和检测精度,针对在工业检测中广泛使用的线阵相机,提出了一种消除场曲影响的一维图像复原方法。在分析了空变模糊矩阵结构的基础上,通过估算部分区域的点扩散函数,再由偏移和插值得到全像场范围内的模糊矩阵。由模糊矩阵利用约束最小二乘法得到与观测信号无关的复原矩阵。检测过程中,将采集到的图像信号与复原矩阵相乘,获得复原后的图像。采用检测棉流内异性纤维的异纤检测系统,用含有较细异纤的实际数据对方法进行验证。结果表明,本方法在提高图像边缘处分辨率的同时增强了异常点与背景的差异,异常比增加了10%以上,为进一步提高检测精度创造了条件。     

散焦和运动模糊复合模型及参数估计

为了解决散焦和运动模糊同时存在的图像复原问题,建立了一种散焦和运动模糊复合模型,提出了一种基于自相关的参数估计方法.在分析图像成像过程的基础上,对标准散焦模型和运动模糊模型进行卷积,估计复合模型的分布范围,根据光的散射特性和能量守恒调整复合模糊模型的幅度.对复合模型按两方向分别求导,根据导数矩阵自相关的曲线特性估计模糊参数.实验结果表明,参数估计方法具有较高的估计精度,解决了混叠现象造成的干扰问题,复合模型则能够取得较好的复原效果.     

运动模糊角度检测的两种改进方法

运动模糊图像复原的关键点在于模糊角度和模糊长度的获取,针对运动模糊图像频谱图中十字亮线影响模糊角度检测精度的问题,提出了两种改进方法。在Radon变换的基础上,通过对模糊图像频谱图进行非中心化和二次傅里叶变换细化条纹信息,来减小十字亮线对模糊角度检测精度的影响。对比实验表明,改进的两种方法能提高1°～3°的模糊角度检测精度。