数字图像处理在投影显示三色会聚中的应用

针对三片式投影显示光引擎的工业生产中的手工定位问题,提出一套新的自动化生产系统.该系统运用数字图像处理技术,以方差函数和光强重心算法分别作为清晰度调节和三色和色调节的评价函数,分析电荷耦合器件(CCD)采集的局部图像,产生反馈信号.通过调整阵列象素器件(SLM)的空间位置,实现三色自动会聚.实验表明,在高精度的电机控制下,该系统可以在短时间内实现三片式投影显示光引擎的高精度、高可靠性的三色自动会聚.     

基于微镜阵列器件的反射式空间光调制器

为了实现数字微镜器件（DMD）在空间和时间上的精密控制,提出了一种基于单片微镜阵列器件投影系统的反射式空间光调制器的改进方案.通过对单片DMD投影系统进行软、硬件改进,达到用计算机控制DMD投影系统,使投影系统输出数字视频信号间接控制DMD器件中微镜阵列的目的,系统将静态图像在时间上组合,实现了可由程序控制的动、静态兼容的DMD反射式空间光调制器.结果表明,调制器可以精确控制到单个DMD像素,调制频率最高可达60 Hz,改变频率和占空比均可实现分级控制.     

光栅投影三角形法测量物体的三维轮廓

采用三角形法测量物体三维轮廓．对光栅投影条纹图像进行预处理，采用重心法提取条纹中心线位置，可以获得亚像素级的精度．接着修补条纹中心线，求出采样相对偏移量，计算出物体的高度信息．     

一种新的线结构光光带中心提取算法

在采用线结构光投影的三维测量中，快速准确地提取图像中光带中心的位置坐标是线结构光测量系统的关键问题之一。基于此，提出了一种把可变方向模板和灰度重心法相结合，并充分发挥两者优点的方法。首先计算出图像的域值，然后对图像进行二值化，细化，剪枝，得到线结构光图像的骨架，然后再利用可变方向模板判断骨架上每一点的法线方向，最后根据灰度重心法求出线结构光条纹的中心。实验结果表明该方法可以快速有效地获取光条纹中心，有利于提高三维重建的速度。     

三线结构光光条中心的提取方法

三线结构光三维测量中,结构光图像光条中心点提取的精度直接影响系统最终测量精度.提出一种三线结构光光条中心的亚像素级提取的融合方法,该方法融合了自适应中值滤波法、阈值法、均方灰度梯度法和加权灰度重心法.采用自适应中值滤波法对光条图像进行去噪、用阈值法初步提取光条中心,采用均方灰度梯度法求光条法线方向,在法线方向上应用加权灰度重心法获得亚像素级光条中心.实验结果表明:该方法可以精确快速地提取光条中心,达到亚像素级的精度.     

基于最大锐度半正定规划的线阵SAR自聚焦三维成像

线阵合成孔径雷达（LASAR）三维成像技术是一种具有重要潜在应用价值的新型雷达成像技术。但在一个脉冲重复时间中,LASAR系统中需采用阵列天线多个天线相位中心同时接收回波,仅利用载荷单个测量位置的导航测量系统（如惯性测量系统或全球定位系统）数据难以精确补偿LASAR阵列天线多个相位中心的运动误差。为了克服运动误差对阵列多天线相位中心影响,该文提出了一种基于最大锐度半正定规划的LASAR后向投影自聚焦成像算法。该算法建立了后向投影成像算法处理的线性数学模型,结合LASAR三维图像锐度最大化原则,利用迭代逼近最优方法对阵列多天线相位中心运动误差引入的相位误差进行估计。另外,为了提高自聚焦算法运算效率,仅采用主散射目标区域进行相位误差估计。仿真数据和实测数据验证了该算法的有效性。     

纸靶弹孔中心位置的数字图像检测算法

为了提高传统人工测绘纸靶弹孔中心的方法中评价枪弹射击密集度时的准确性和一致性，减少人工误差，基于数字图像处理技术，提出一种纸靶圆心位置检测的数字化方法．本系统采用区域重心法，三点法和最小二乘拟合法对圆心位置进行检测．通过对实际存在的双弹孔的分析，重点解决了重孔问题．同时通过计算机编程实现了对实际纸靶弹孔的检测．根据实验数据分析了三种检测方法的优缺点及适用范围．     

FPGA的惯性导航系统设计及实现

设计并完成了基于FPGA的低成本MEMS捷联惯性导航系统.导航系统以FPGA作为主控制器进行实时数据采集和通信,以NIOSⅡ软核处理器进行惯性传感器的数据采集和处理.描述了系统的总体结构和利用六位置法和转台实验对惯性器件进行了补偿算法的研究.通过六位置法和转台实验的测试,对应原理样机的实测数据与补偿后的结果,验证了惯导系统的器件误差补偿方案的可行性.     

阵列天线相位中心的校准方法及误差分析

为精确标定阵列天线的相位中心,提出一种校准阵列天线相位中心的方法.首先推导出阵列天线相位方向函数与天线位置偏移量的关系式,再根据阵列天线相位中心的定义和校准步骤,运用最小二乘法计算出相位中心的精确值,并对提出的校准方法进行了模拟实验验证.实验证明该校准方法可以有效地计算出阵列天线相位中心的位置.对计算结果的误差分析表明,较宽的阵列天线波束宽度和较高的相位测量精度都可以提高相位中心的校准精度.     

一种基于阵列镜头的图像重对焦新算法

本文研究阵列镜头的重对焦算法.该算法首先对阵列镜头获取的图像进行标定,并根据图像灰度一致性约束和相邻像素深度光滑性约束条件,建立能量函数.采用图割(Graph Cuts)算法求解,确定像素的深度,实现场景的深度划分.然后以中心图像为参考图像,计算图像中每个像素的深度,实现阵列图像的重对焦.本文算法在3*3阵列镜头得到有效验证,可望在手持平板摄像设备中得到实际应用.     

一个圆的双步生成算法的提出

通过分析Wu和Rokne的双步圆算法，指出其局限性，提出一个圆的双步生成算法。该算法在传统的单点画圆算法的基础上，确定上下两个相邻象素的中心，通过对圆弧和两象素中心位置的分析，得出新的判断公式，进而实现算法循环一次可以画两个点。     

面成型3D打印工艺中投影图像畸变校正技术

针对面成型工艺中视图发生器在投影时存在图像畸变的问题,提出一种畸变校正方案,通过图像处理获得投影平面像素点的实际坐标,将模型二维轮廓与像素实际坐标求交,并根据交点信息生成预畸变掩膜图像。同时在加工范围内分区域对不同位置的像素采用线性插值和双线性插值算法,对光辐照度进行均匀化处理。试验结果表明:采用本方案均匀化处理后的辐照度值,极差不超过0.4 mW/cm²,加工零件误差约为0.05 mm,能够有效控制畸变造成的影响,提高面成型工艺加工精度。     

盲道识别系统算法设计及FPGA实现

将FPGA并行处理技术与数字图像处理技术相结合,采用自顶向下分块设计原则提出一种适于FPGA实现的盲道识别算法.整个算法设计根据盲道与人行道有无色差分成2大模块并行处理,其中对有色差部分提出了基于H色相值的盲道识别算法,对无色差的部分提出了形态学优化的边缘检测算法.本设计提出的基于形态学优化的边缘检测包括sobel算子边缘检测,优化的形态学膨胀处理及hough直线检测出盲道边界线三部分.仿真结果表明本系统对盲道线识别具有良好的实时性与精确的识别精度.     

相机快速立体定标方法

相机定标是计算机视觉中极为重要的环节,定标的准确性和实时性直接影响其工业应用。为了实现快速、高精度的相机定标,对相机的成像模型及模型参数求解进行了研究,发现相机成像平面中心附近区域的畸变基本可以忽略。针对这一发现,提出一种简易、快速的相机立体定标方法。首先以成像平面中心附近的点作为特征点,用来求解相机的内外参数,再将求得的内外参数作为已知带入畸变模型,以剩余点的三维坐标及像素坐标作为输入,用多元线性回归最小二乘法对畸变参数进行最优化拟合。实验表明,该方法的定标精度高,其平均像素误差可达到10-2量级,同时算法运算时间明显缩短,能更好地满足实际工业应用的需求。     

多技术融合的Mean-Shift目标跟踪算法

在研究经典算法的基础上,提出了一种多技术融合的Mean-Shift目标跟踪算法,有效地解决了经典Mean-Shift跟踪算法存在的缺陷。通过Kalman算法预测估计目标的中心位置,通过分块颜色直方图提取目标区域的空间信息进行,同时采用背景加权和核加权相结合的方式抑制背景像素对目标的干扰。在多个视频数据上的试验结果表明,研究方法有效地克服了经典的Mean-Shift目标跟踪算法对遮挡、背景像素敏感的问题,在复杂环境的背景下对运动目标跟踪更加准确。     

基于点云的膝关节胫骨三维CT与MRI图像配准

同时利用CT和MRI图像对膝关节及胫骨疾病进行诊断和治疗,是目前临床上的常规方法。精确配准膝关节胫骨部分三维CT和MRI图像可以更有效地利用这两种图像中的组织信息。目前,基于图像特征或者图像灰度值的方法可以实现图像间的配准,但是都存在一些配准精度低或者时间复杂度高的缺陷。针对膝关节胫骨组织的刚性特征,采用一种基于骨组织表面重建的点云配准方法。首先对数据集进行骨表面重建,通过重建后的结果提取点云数据,对点云数据进行下采样并利用重心进行初始变换,最后利用ICP算法对点云数据进行配准。对该方法进行配准结果分析及配准精度实验,表明这种方法简单可靠并且配准精度较高。     

全局运动序列中运动目标的检测算法

针对全局运动视频序列采用灰度投影法检测序列帧间运动矢量,具有图像信息利用充分、计算精度高等优点,文中采用了改进的三步搜索算法有效地提高了运动矢量搜索速度,降低了运算复杂度,同时保持了运动矢量的搜索精度。通过帧间运动矢量补偿将相邻三帧图像的相同背景稳定在同一幅图像的相同位上,利用改进的三帧差分法检测运动目标区域。结合数学形态学的闭运算和填充运算等提取出运动目标。实验结果表明,该方法能够快速高效地从背景变化的视频序列中提取运动目标,具有较强的鲁棒性和准确性。     

细菌菌落优化的印刷色彩配色

分析了两种原色油墨叠印后的颜色光谱,并在此基础上建立了印刷中黄、品、青3原色的网点面积率和相互叠印之后的光谱反射率之间的关系模型,结合细菌菌落算法具有良好寻优能力的特点,该文提出了细菌菌落优化的印刷色彩配色模型,以标准色谱作为测试样本进行仿真实验,结果表明该模型具有较高的配色精度。     

基于减法聚类和K均值聚类的彩色图像分割算法

传统图像分割方法大都存在分割速度低下、过度分割等缺点.针对上述问题,提出一种新的彩色图像区域分割算法.这种方法首先将图像转化至L＊a＊b＊空间,并划分为子块,抽取图像子块的颜色、纹理和位置特征组成子块的特征向量,然后运用减法聚类,获得聚类簇数和初始蔟中心,最后利用改进的K均值算法在像素点特征空间进行聚类,进而分割图像成区域.实验结果表明这种新方法具有分割效率高、分割效果理想等优点.