红外凝视成像光学微扫描重建技术研究

由于有限的焦平面阵列等因素影响,红外热成像系统的空间分辨率较低.理论上,微扫描能有效提高空间分辨率,然而光学系统不易精确控制,导致重建图像模糊.针对此问题,本文提出了基于帧间块匹配的图像配准算法.该算法有效地实现了亚像元成像,在提高空间分辨率的同时,抑制了图像模糊.     

红外望远镜变步长自动对焦设计

在远距离目标检测和跟踪的过程中,成像清晰起着至关重要的作用.红外望远镜系统的成像距离远、景深短、失焦引起图像模糊.由于大气折射,望远镜所成的像处于不断变化之中,造成传统对焦算法对焦成功率、效率偏低.为了提高自动对焦的成功率和速度,采用了一种具备变步长的爬山法,利用多次求图像清晰度取其中位数的方法保证清晰度评价的准确性,...     

毫米波辐射图像的运动模糊参数辨识

针对平面扫描毫米波辐射成像系统和被成像场景之间的运动模糊问题,提出了一种基于Radon变换和微分自相关运算的运动模糊参数辨识方法.首先对原始运动模糊图像两次傅立叶同态变换谱的二值化图像进行Radon变换以估计运动模糊方向,然后在此方向上利用运动模糊图像的微分自相关运算得到运动模糊长度,最后以运动模糊方向和运动模糊长度为参数结合维纳滤波算法对运动模糊图像进行恢复,并引入基于图像灰度梯度向量模方和的运动模糊图像清晰度评价函数,实现对原始运动模糊图像及恢复图像质量的评估,从而达到衡量本文算法辨识精度的目的.实验结果表明,该算法能够准确辨识毫米波辐射图像的运动模糊参数,并具有良好的抗噪声干扰性能及稳定性.     

相向运动条件下图像的辐射状退化及其复原研究

当摄像机随载体作高速运动时,由于成像曝光时间、摄像机与目标间的纵向相对运动等因素使目标图像产生从中心到边缘的辐射状模糊,使系统有效视场减少,影响对目标的探测、识别和跟踪.本文根据运动成像关系和光电探测器的信号积分机理,研究了摄像平台高速运动条件下,图像辐射状模糊的图像退化模型,对几种特殊图像的退化进行了分析;并针对实际离散成像过程,建立了图像退化模型,分析了影响辐射状退化的因素;提出了一种辐射状模糊图像的递推复原处理算法;计算机方法模拟的辐射状退化图像与实际图像一致,复原算法可有效地减轻相向运动所造成的图像辐射状模糊.     

高超音速动态条件下红外图像模拟方法研究

以高超音速动态条件下传感器成像的退化模型为基础,提出了一种利用低速航拍图像模拟高超音速动态条件下红外图像方法.该方法首先对低速航拍图像进行帧内、帧间重采样,然后在图像中加入大气衰减、运动模糊、气动光学效应等退化因素,然后合成高超音速动态条件下的目标图像.所生成的图像已用于目标识别算法的研究.     

一种改进的基于Radon变换的运动模糊图像参数估计方法

运动模糊是导致图像降质的最常见因素之一.此类图像的复原很大程度上取决于对点扩散函数的准确估计.对于匀速直线运动的模糊图像,运动方向和模糊尺度是确定点扩散函数的两个关键参数.介绍了Radon变换的数学原理及用其估计运动模糊方向的思路、步骤;针对实际拍摄的模糊图像频谱中严重影响原算法的十字亮线现象,分析了其成因,并提出了一种改进算法.算法根据十字亮线的特性,采用频谱分块的思想以消除检测干扰.实验结果验证了算法的正确性和有效性.     

小波变换在大景深成像系统图像复原中的应用

为消除大景深成像系统引起的图像模糊问题,提出综合维纳滤波和小波变换进行图像复原和增强的一种新方法.维纳滤波不能对大景深模糊图像的高频分量进行较好的复原,利用小波变换算法进一步对维纳滤波复原的结果进行高频增强,以使模糊图像在高低频均获得理想的复原结果.仿真实验首先对标准样本进行大景深模糊,然后对模糊图像先采用维纳滤波算法进行复原,再进一步采用小波变换算法增强复原图像高低频对比度.结果表明:采用了小波变换算法后大景深模糊图像的复原效果得到了有效提高,图像的峰值信噪比提高了近50%.     

任意方向匀速直线运动模糊的点扩展函数估计

在运动图像复原中,建立图像退化模型的关键是找到准确的点扩展函数(PSF)。提出了一种基于单幅图像的、改进的任意方向匀速直线运动模糊PSF的估计方法。利用基于图像频谱亮线灰度特征的方向鉴别方法鉴别模糊图像的模糊方向,利用微分自相关的方法对模糊图像的模糊尺寸进行计算,通过计算模糊图像沿二维直线运动方向不同距离的重叠度,来计算得到相应的PSF。通过开展仿真分析和成像实验,演示了PSF估计和图像复原过程。通过采用图像质量评价函数,将图像复原结果与现有算法进行对比,验证了所提出方法的有效性。     

基于Retinex的旧视频序列增强算法

为了解决早期的旧视频资料存在图像不清晰、图像动态范围低、似薄雾的偏色等问题,提出一种旧视频序列增强算法.该算法利用Retinex理论的图像增强获取图像暗区增强视频序列,利用伽马曲线调整获取亮区细节保持视频序列,通过加权合成最终增强的视频序列.实验证明所提方法是有效的.     

基于模糊熵的自适应图像多层次模糊增强算法

该文对图像模糊增强算法中的非线性变换进行了较深入的研究,发现了其存在的问题,例如变换的强度较小,运算速度较慢,丢失部分灰度信息等缺点.提出了一种新的模糊增强变换算子,该变换算子不但克服了上述缺点,而且具有封闭性、变换强度可调性以及移植性好等优点.并将该算子成功地引入到多层次图像模糊增强算法中,取得了较好的效果;另外,该文针对以往算法需要人工介入设置阈值参数方可进行图像增强的缺点,通过模糊熵的引入,新算法可以自动地选取最佳的阈值参数而不需人为的介入,因而成功的解决了这一难题;最后,将新的多层次模糊增强算法应用于图像边缘检测中,取得了优于现有模糊增强方法的效果.     

Reducing chemical shift artifacts in MRI in time-varying gradients

An image processing algorithm to reduce chemical shift artifacts in MRI (magnetic resonance imaging) with time-varying gradients and to obtain the chemical shift images without increasing the imaging time is presented. It is known that when both gradients in two directions of the imaging plane are time-varying, such as in the spiral-type scanning MRI, the chemical shift artifacts appear as a blurred image. The artifacts cannot be neglected, since the total power of the out-of-focus point spread function (PSF) for the blurred image equals that of the in-focus PSF. The proposed algorithm separates the chemical shift images by iteratively estimating the artifacts under an a priori constraint that the original images should have a real and nonnegative value. Computer simulation results show that the average amplitude of the artifacts can be reduced significantly after several iterations, and that the algorithm works well even when the observation noise exists.     

利用拉东变换估计全景图像点扩散函数

针对全景图像点扩散函数(PSF)空间移变的特点, 提出一种利用拉东(Radon)变换估计全景图像局部区域的PSF算法。算法首先分析全景成像 原理和PSF拉东变换与图像中模糊直线响应的关系; 然后利用有效的采样方法得到孤立的采样边缘,并通过求导得到图像边缘的直线响应;最后 利用采样信息 复原出PSF并结合Lucy-Richardson(L-R)算法对图像进行复原。同时采用迭代最优 化的估计算法解决 由于采样边缘较少导致PSF估计的不准确问题。实验表明,本文算法可以有效地估 计出全景图像不同区域的PSF,有很好的工程使用价值。     

基于位平面分解方法的运动模糊图像PSF参数辨识

在基于匀速直线运动的运动模糊图像的复原中,点扩散函数(PSF)的两个参数(运动模糊角度和运动模糊尺度)的估计是研究的重点.为了能够准确地估计出PSF的模糊角度,提出了在一种新的改进倒频谱域中采用位平面分解提取和Radon变换相结合的方法.并在已知运动模糊角度的基础上再对模糊图像采用差分自相关处理,得到运动模糊尺度.将上述整个算法用Matlab进行仿真实验.实验结果表明:该算法在获取运动模糊参数的效率和准确度方面较现有文献的同类算法有所提高,得到的复原图像也更加清晰.     

模糊目标轮廓图像分割研究

针对实际图像成像过程中,由于图像传感器件的特性和光学衍射效应造成的目标轮廓模糊,形成了斜坡边缘。分析了模糊轮廓的边缘特性,研究了不同算子对阶跃边缘和斜坡边缘的影响,提出了模糊引起图像灰度的内插平滑,降低了轮廓与周围点灰度的差异性,产生了过渡带。研究了模糊对灰度值的影响,提出了灰度乘方的梯度边缘检测算法,增强了过渡区域灰度变化的差异性,相应减小了相机采集过程带来的图像轮廓模糊。通过实验表明,该算法有效地解决了模糊目标轮廓的分割问题。     

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。     

大气湍流模糊图像的高分辨力复原算法

大气湍流是大气中的一种重要运动形式,它的存在使大气中的动量、热量、水气和污染物的垂直和水平交换作用明显增强,这种干扰作用极大地影响了光电成像系统对于目标的分辨能力。由于湍流影响而退化的图像中同时存在着幸运区域,用适当的算法可以获得高分辨力复原图像。为了获取包含幸运区域的大气湍流模糊图像,在实验室使用人造湍流,并结合短曝光技术拍摄了大气湍流干扰的序列图像。文中应用矩形交叠分块方法,改进了基于偏微分方程（PDEs）的序列图像复原算法,对获取的序列短曝光图像进行处理。结果表明,经该算法处理得到的合成图像质量有明显的提升,该算法对大气湍流造成的图像质量退化有较好的复原作用。     

空间变化离焦模糊红外图像快速复原算法

为了提升空间变化离焦模糊红外图像的图像质量,提出了一种基于图像质量评价的快速复原算法.本文提出的方法首先对模糊图像采用不同点扩散函数对应的截断约束最小二乘法算法进行复原而获得多幅复原图像,并对复原图像进行去振铃;然后对复原图像中每个像素为中心的区域进行图像质量评价,将采用不同参数复原的图像以图像质量评价的结果进行组合以...     

主动毫米波成像隐私保护算法

针对主动毫米波成像安检系统的个人隐私保护问题,提出了一种不受身高、站姿影响的毫米波人体图像隐私保护算法.通过预处理将毫米波图像背景噪声弱化,增加人体目标边缘细节.使用二值化和形态学处理进一步区分背景与人体目标,根据身高划分的人体部位比例与像素点遍历求最值法实现隐私部位的初步定位,可以满足标准站姿下不同身高受检人的隐私部位定位需求.算法所包含的定位复查校准模块通过对隐私位置条件的循环判断与调整,解决了非标准站姿下隐私部位的定位.最后,根据已定位的坐标进行模糊化处理,实现保护受检人隐私的功能.算法已应用于实际产品,与常规隐私保护算法相比,可移植性高,运行速度快,定位准确     

基于四阶偏微分方程图像复原去雾方法

雾天拍摄的图像出现对比度下降,色彩出现大量的灰白色。为了有效去除图像中的雾气,提出了根据雾天图像衰减模型和大气光模型建立了图像退化模型,利用模型场景景深与图像梯度构建能量泛函,以及利用四阶偏微分方程及部分已知信息求取能量泛函最小值,去雾算法实现采用四阶偏微分方程有限差分数值法。实验结果表明,该方法图像去雾效果较好,体现了该模型在图像复原上的优越性。