基于高速湍流统计模型的红外退化图像仿真

超音速飞行条件下红外成像探测系统受到气动光学效应影响,其图像畸变和模糊退化问题十分严重,严重影响了红外制导系统的制导精度。常规的气动光学效应模拟仿真研究存在大数据量计算和非连续仿真问题,不能满足地面仿真的实时性需要。提出了基于高速湍流统计模型的快速仿真算法,用于气动退化图像实时复原方法和算法研究。根据本文提出的算法仿真得到的退化图像与实际的气动退化图像相似度较高,并且模型实现简单,能够满足地面实时仿真的需要。     

复杂背景红外湍流退化图像复原算法研究

针对大气湍流复杂背景红外退化图像的复原问题,构造了各向异性权重差分项,在此基础上将基于二阶差分的2范数极小作为空间相关性约束应用在复杂背景湍流退化图像相邻两帧点扩展函数的优化求解过程中,提出了针对复杂背景的湍流退化图像复原算法。在微机上进行了一系列复原和方法对比实验,实验结果表明本文方法有效,效果较好。     

气动光学效应红外序列退化图像优化复原算法

从时间序列退化图像中依次连续取两帧图像来估计湍流瞬态点扩展函数,将约束优化原理应用在气动光学效应退化图像的复原过程中。针对气动光学效应湍流点扩展函数复杂多峰、随机多变等特性,在点扩展函数的估计过程中,采用保凸峰等优化策略,将点扩展函数离散值的计算转化为基于松弛迭代的最优化估计,通过极小化准则函数估计点扩展函数值,进而恢复退化图像。实验结果表明,本文方法复原效果好,速度较快。     

红外探测湍流退化图像并行复原方法研究

湍流退化图像的恢复面临着计算量大、耗时长等问题,为提高算法的有效性、适应性和快速性,主要对红外探测湍流退化图像复原算法的并行处理进行了研究,提出了基于机群计算的并行处理方法.采用并行编程技术,建立基于微机多节点计算的并行机群系统,充分利用各节点的计算资源,提高并行速度,优化并行效率.实验结果表明,所提出的基于机群计算的并行方法十分有效,提高了湍流退化图像复原处理的计算效率.     

基于预处理的气动退化图像边缘定位

为了便于解决气动退化图像因图像模糊退化不易进行复原处理的问题,提出了一种气动退化红外图像的边缘定位算法。首先对退化图像进行基于像素疑似度的去噪预处理;然后使用Canny算子进行了边缘定位,进而对边缘区域进行了边缘修复和滤波处理。通过对多组气动退化图像的仿真实验及与多种边缘检测算法的对比分析表明,算法具有较好的边缘定位能力,较好地去除了气动退化图像模糊的问题,图像质量得以恢复,同时算法复杂度较低。     

基于生成对抗网络的湍流退化图像校正方法研究

利用无线光通信技术传输的图像信息易受湍流影响出现退化失真现象。针对传统算法校正湍流图像效果不佳等问题,文中根据湍流效应特性创建了湍流退化图像模型,同时提出了一种基于生成对抗策略的 UP-GAN 网络模型。 该模型融入了目标检测中的特征图金字塔结构,并增加了特征融合模块,进一步提升了模型校正的能力。实验结果表明,该方法对多种湍流强度下造成的退化图像有着更高的校正精度。     

湍流退化图像相位恢复算法研究

为克服气动光学效应对目标图像的影响．把相位恢复算法与气动光学效应机理研究结合起来,用于湍流退化图像的恢复。该算法是通过目标图像的傅里叶变换幅值来恢复目标图像,或等价地,恢复傅里叶变换相位。讨论了两类相位复原算法——迭代傅里叶变换（研）和解相关算法。对现有的解相关算法作了改进。采用共轭梯度法解高斯一牛顿方程,可有效提高算法的收敛速度。研算法不能保证迭代过程总能收敛到正确解,有时会出现停滞现象。将研和解相关算法组合起来,可以克服IFT算法的停滞现象,提高正确收敛率。给出了在信噪比为20dB情况下的湍流退化仿真图像恢复的实例,目标图像能较清晰地恢复出来。实验结果表明该算法具有较好的稳定性和抗噪声能力。     

基于飞行参数约束的湍流退化图像快速复原算法

为了克服盲目去卷积求解点扩展函数中由于点扩展函数大小的不确定性引起的复原图像的模糊和振铃现象,提出了一种基于飞行参数估计点扩展函数大小的湍流退化图像快速复原算法.利用飞行参数中飞行马赫数、高度、攻角等已知的先验条件来估计,最扩展函数大小,并建立了一个点扩展函数大小与飞行参数的函数表达式,解决了点扩展函数估计的盲目性,减少了估计时间,提高了退化图像复原校正的质量与速度.仿真试验结果表明:该方法对提高图像复原的速度与质量有明显效果.     

大气湍流退化图像过渡区域细化算法

针对气动光学效应以及噪声等先验信息不明带来的图像模糊退化,从而使图像过渡区域不易进行细化的问题,提出了一种大气湍流退化图像的过渡区域提取及细化算法。首先,对退化图像进行了基于局部方差的区域分割;然后,对过渡区域进行噪声疑似度和边缘疑似度判断,以获得更贴近区域中心线的较窄区域;最后,进一步对过渡区域跟踪细化完成了轮廓提取。大量仿真实验结果表明,算法较好地提取了退化图像的轮廓信息,同时,算法具有较好的区域分割效果、抗噪性能、细化效果以及实时性。     

基于广义规整化的红外湍流退化图像盲复原方法

针对湍流环境下红外成像的特点,提出了一种基于广义规整化的湍流退化图像盲复原方法.该方法在合理建立红外图像退化模型的基础上,根据极大似然估计准则来设计.为了抑制噪声同时有效地引入关于图像的先验信息,对传统的规整化方法进行了扩展,提出了广义规整化的策略,将规整化分为两个各有侧重点的层次,即复原过程中噪声的抑制和含噪条件下红外图像相关特征的保持,根据有限的先验知识将复原问题的求解转化为带规整化约束的最优化估计问题,进而复原湍流退化图像.     

基于自适应Wiener滤波的红外小目标检测方法

在分析红外场景模型的基础上提出了用自适应Wiener滤波器估计起伏背景、自适应门限分割、基于邻域管道目标检测的小目标检测方法.采用连续采集的红外图像序列进行了实验,仿真了不同信噪比(SNR)条件下的目标并给出了目标检测结果及其分析.结果表明,算法能够从信噪比大于2.0的图像序列中检测出目标轨迹.     

基于融合的红外图像预处理技术

介绍了一种基于图像融合的红外图像预处理技术。分析了红外成像过程中引入的噪声类型,采用修正的阿尔法均值滤波方法来抑制噪声并利用边缘检测来增强目标的边缘成分,通过融合的处理方法来合并处理后的红外图像。实验表明该方法能够有效地增强复杂背景下的红外图像,从而有利于后续的目标识别处理。     

视网膜图像的解卷积方法研究

基于自适应光学的激光共焦扫描检眼镜(AOSLO)能够利用自适应光学校正眼底像差,从而对活体视网膜实现高分辨率成像。但是由于波前探测误差、变形境自由度和行程等硬件上的限制,眼底像差不可能完全被校正,并且信号探测器光电倍增管(PMT)存在较大的噪声,因此可以用解卷积的方法进一步提高图像质量。本文改进了增量维纳滤波算法,将迭代步长减为原来的1/5,使迭代不会偏离初始值太远,而增量维纳滤波迭代初始值是由系统中的波前传感器得到相对准确的值。采用上述方法对AOSLO采集到的视网膜细胞层和血管层图像做解卷积,并复原了整个系统的点扩散函数(PSF)。由图像功率谱表明,增量维纳滤波算法能有效去除图像噪声,增加图像对比度。     

基于整数小波变换的Wiener插值算法

小波变换中高低分辨率子带之间的相似性使得利用小波变换进行图像插值的方法成为可能.根据数字图像信号的特点,分析了小波变化后各个子带信号的特点,提出了基于整数小波变换的Wiener插值算法.用Wiener自适应滤波器训练得到插值滤波系数,同时结合既符合图像性质又能减小运算量的整数双正交小波基对图像插值.结果得到较高的信噪比和较好的主观视觉效果.平均峰值信噪比比传统的双线性插值法提升了2.4dB.     

低速湍流中的气动光学效应实验研究

应用二维哈特曼(Hartmann)波前测量系统,对光束在二维低速热射流传输中的气动光学效应进行了测量。应用模式法,通过孔径斜率进行了波前重构,结果表明热射流使波前产生较强的随机畸变。同时通过对子孔径波前斜率的时间变化测量结果进行了相关函数计算,计算显示出互相关函数随空间相对位置表现出一定规律的变化,由此分析了热射流场中涡结构的运流速度、涡结构尺度等湍流中重要的特性。这些初步测量和分析结果表明通过哈特曼波前测量法既可研究光束在湍流场中引起的波前变化规律,同时还可以应用于湍流场流场参数的间接分析。     

车牌字符的预处理研究

由于在汽车牌照自动识别系统中，因天气或拍摄角度等原因造成车牌图像模糊、倾斜和光照不均等现象，给车牌的处理带来了很大困难。本文针对这些问题，提出了相应的处理方法，高效地完成了车牌字符的预处理。     

基于最小均方自适应滤波器的无线光通信接收性能分析

无线光通信(OWC)系统采用大气通道作为传输媒介,而大气湍流效应引入了与信号强度有关的乘性噪声。为了消除乘性噪声所引起的信号衰落,分析并给出了基于最小均方(LMS)自适应滤波器的判决门限更新算法和稳态的抽头权系数相关矩阵算法。通过理论分析和计算机仿真,讨论了最小均方滤波器及其参数对无线光通信接收性能的影响。结果表明,采用非因果滤波器的无线光通信系统对湍流噪声具有明显的抑制作用。在弱湍流情况下,基于自适应最小均方滤波器的系统误码率(BER)低于10-8,可以满足网络通信的要求。通过分析不同滤波器阶数对误码率的影响表明,所采用的255阶的非因果结构的最小均方滤波器是最优的结构。     

匀速直线运动模糊图像复原的改进算法

提出了一种改进的运动模糊图像复原算法,先用方向微分思想鉴别出运动模糊方向,然后采用求微分模糊图像自相关函数的方法鉴别模糊尺度,从而构造出最为近似的点扩散函数（Point Spread Function,PSF）。针对振铃效应问题,用最优窗法对图像进行处理,最后利用维纳滤波法与图像均衡法相结合的改进算法对运动模糊图像进行复原。实验结果表明,该算法可以取得较好的复原效果。     

退化图像复原技术在天文图片处理中的应用

针对天文望远镜系统自身的焦散特性以及成像过程中高斯白噪声的影响,依据对透镜系统点扩散函数的先验知识,运用维纳滤波方法对退化的天文图片进行了复原处理。实验表明,这一方法能够对退化天文图片进行有效的复原,同时该处理方法对具有类似问题的光学成像系统的图像处理具有很好的借鉴意义。