基于主成分分析的直线运动模糊参数估计

为了快速准确地估计直线运动模糊图像中的模糊参数,分析了直线运动模糊参数的长度和方向在频率域图像和倒谱图像中的表现形式,提出了一种基于主成分分析的运动模糊参数估计方法.首先,基于高斯建模对模糊图像中的倒谱图像进行二值化分割,得到倒谱图像中的亮线区域.然后,基于主成分分析提取亮线区域的主成分分量,主成分分量的方向即为模糊角度;依据估计的模糊角度,计算模糊图像傅里叶频率域图像相应角度的Radon变换,进行滤波去“毛刺”处理.最后,通过计算极小值之间的间距,估计模糊长度.实验结果表明:估计的模糊角度和模糊长度平均误差分别为0.138 4°和0.273 9 pixel,在同精度条件下,速度是传统的Radon变换方法的10倍左右,表明该方法能快速、准确地估计直线运动模糊参数.     

匀速直线运动模糊图像的模糊参数鲁棒识别

针对摄像机成像时经常产生匀速直线运动模糊,导致图像退化的现象,提出了恢复图像涉及的精确辨识运动模糊尺度的方法.由于利用Radon变换可以精确地识别运动模糊方向,通过图像旋转可以将运动模糊的方向旋转到水平轴,因此,只对水平方向的运动模糊图像进行研究.对于不带噪声的运动模糊图像,对其进行Fourier变换转化到频率域,使用BP神经网络检测运动模糊尺度;BP神经网络的输入量为频谱图中央区域的幅度加和.对于带噪声的运动模糊图像,先对其进行双谱变换,再使用BP神经网络检测运动模糊尺度;双谱中每列的最大值为BP神经网络的输入量.最后通过仿真实验验证了本文方法的正确性和有效性.验证结果显示,当噪声图像的信噪比SNR≥23 dB时,本文方法的模糊参数辨识平均误差≤5％,优于传统的运动模糊参数辨识方法.     

高频振动振幅的视觉测量

研究了运动模糊图像在空间域和频域上的数学模型,理论分析指出物体作高频谐波振动时运动模糊成像的频谱上会由于Bessel函数的零点的存在而形成系列暗条纹。提出利用CCD摄取一幅振动模糊图像,经二维傅里叶变换,并采用图像处理技术检测频谱上直线条纹的位置,即可实现高频振动振幅的图像测量,测量结果为亚像素级的精度。     

一种基于图像处理技术的水表计量新方法

本文提出了一种基于图像处理技术的水表计量新方法.该方法的原理是通过图像处理技术检测水表转盘转动的角度和转数这两个参数.文中给出了当使用普通摄像头需考虑图像运动模糊的条件下,转盘转动的角度和转数的检测算法.该算法并不需要对图像进行运动模糊恢复.模拟实验结果证明了文中提出的方法的可行性.     

航空光电成像模糊的实时恢复

基于复数离散傅里叶变换(CDFT)频谱的共轭对称性,对传统的实数离散傅里叶变换(RDFT)做了改进,将改进后的RDFT算法用于维纳滤波器中来实现对运动模糊图像的恢复处理。一幅水平方向运动模糊,大小为512×512的8 bit灰度图像被用作测试图像,可以在19 ms内在Intel Pentium 4 3.0 GHz主频的PC机上用一维维纳滤波及改进的RDFT算法完成模糊恢复,满足实时处理的需要。实验结果显示,改进的RDFT能对CDFT的频谱数据实现有效压缩,节省一半的存储空间,使得维纳滤波等图像恢复频域算法的运算速度提高将近一倍;与CDFT相比,改进的RDFT算法没有丢失数据,能达到相同恢复精度。     

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.     

基于时空图像频谱的时均流场重建方法

尽管大尺度粒子图像测速技术(LSPIV)在水流测速方面具有优势,但该方法得到的瞬时流场矢量正确率低,导致了时均流场重建误差大。提出了一种基于时空图像频谱的时均流场重建方法。首先利用示踪物在三维时空域中分布的相关性,通过在图像序列中设置的测速线合成时空图像;然后基于傅里叶变换的自配准性质建立时空图像纹理主方向和频谱主方向间的约束关系;最后采用由粗到精的搜索策略检测频谱主方向并估计测速线上一维运动矢量的大小。实验表明:采用此方法检测纹理图像频谱主方向可以达到0.1°的检测精度,对现场成像暗噪声类的干扰模式具有抗噪性,有效提高了时均流场重建的精确性。     

散斑运动模糊复原的直线电机动子位置检测

图像测量技术具有非接触性、抗干扰性等优点被越来越多地应用到双次级永磁直线电机动子位置检测中。针对图像采集过程中所产生的图像模糊问题,提出了一种精确辨识运动模糊参数的方法,实现了直线电机动子位置的精确测量。采用数字散斑图像作为原始拍摄面,通过相机获得包含动子位置信息的序列运动模糊图像。利用奇异值分解对运动模糊图像进行去噪重构预处理,降低噪声对运动模糊参数辨识精度的影响。求取预处理后图像的倒谱图,通过主成分分析找到倒谱图二值化后亮线的主矢量方向即为模糊方向;同时作出倒谱三维图,利用其负峰值中两个最小值坐标求出模糊长度。根据计算的模糊参数值复原模糊散斑图像,再利用图像亚像素测量方法获得动子位置。实验结果表明:本文算法的计算耗时比Radon算法缩短了5倍多,不同位移下的平均绝对误差仅为0.084 7mm,满足直线电机动子位置检测的实时性和高精度要求。     

运动模糊图像点扩展函数的参数鉴别

为了更加准确地鉴别出运动模糊图像的点扩展函数参数,提出了一种在倒谱域鉴别模糊参数的方法。该方法通过对运动模糊图像的倒谱图实施灰度变换,运用Canny边缘检测精确提取出倒谱,进而计算出运动模糊的尺度;对倒谱实施RADON变换确定运动模糊的方向。对130幅不同模糊程度的计算机仿真图像和相机实拍的图像鉴别结果表明:该方法鉴别PSF参数准确,且具有较强的鲁棒性。使用鉴别出的PSF参数,运用维纳滤波对运动模糊图像进行了复原,复原结果也证实了本方法鉴别PSF参数的有效性和准确性。     

基于单幅运动模糊图像的车速测量方法研究

针对车速测量的问题,对利用单幅运动模糊图像提取运动目标的运动信息进行了分析,基于局部运动模糊与透明度之间的关系,对基于单幅运动模糊图像进行车速测量的方法提出改进意见,在模糊尺度估算中从运动方向中分离出散焦模糊对运动模糊的影响,改进隔行扫描的方法去估算车速及车辆的加减速情况.对比现有基于局部运动模糊图像的测速方法,本方法通过人行横道标记巧妙地获取了目标与相机的距离,并将测得的车速和瞬时车速进行对比.     

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。     

振动条件下图像显示性能分析系统关键技术

基于计算机视觉技术研究在振动环境下图像显示设备显示性能自动化检测与分析的关键技术。首先针对系统在振动环境下的图像采集设计了一套移动测量减振平台,然后引入视频运动补偿方法, 以减小拍摄图像时由于摄像机的轻微振动导致的图像模糊和偏移,最后利用亚像素线段提取技术对目标图像进行了检测与分析。实验结果表明,系统能够减少振动对拍摄图像的影响,通过视频运动的补偿操作,可对目标图像进行亚像素精度检测,从而实现图像显示设备显示性能的客观分析。       

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.     

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.     

飞行器姿态对空间相机像移补偿的影响

为了实现高精度的像移补偿,通过分析飞行器姿态对像移补偿结果的影响,提出空间相机对飞行器姿态精度的要求。首先,根据调制传递函数对像移匹配特性的要求进行分析,确定允许的像移匹配误差。然后,用蒙特卡洛法（即统计试验法）对像移速度误差进行分析和计算。最后,确定满足空间相机像移补偿要求的姿态精度。通过计算得出,满足96级TDI-CCD像移匹配误差要求的飞行器指向精度应优于0.1°,姿态稳定度应优于0.005°/s。方法简单,易于实现,适用于空间相机像移补偿系统的研究。     

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。     

亚像素检测方法在图像检测点提取中的应用

图像检测点的提取是图像定位于检测系统中的关键问题.为解决利用二值细化提取图像检测点技术精度不足等问题,将亚像素检测定位技术应用到图像检测点提取中.通过试验比较了三种亚像素定位算法图像定位中的优缺点,进行了通过光条中心线的提取试验以及通过两条光条中心线交叉点提取图像检测点的试验,对亚像素检测定位技术作出评价.研究结果表明...     

双波段/双视场全景航空相机光学系统设计

为提高航空相机识别目标能力,设计了一种应用于全景式航空侦查相机的可见光/红外双视场成像光学系统,可见光光学系统焦距为200 mm/400 mm,相对孔径为1∶8.8,视场角为9.4°×7°/4.7°×3.5°。红外光学系统焦距为117 mm/234 mm,相对孔径为1∶4,视场角为9.4°×7.5°/4.7°×3.76°。该光学系统利用物像交换原则采用轴向移动变倍方式,设计结果表明,光学系统成像质量接近衍射极限,可以满足实际使用需求。     

频域时空图像测速法的图像滤波器敏感性分析

时空图像测速法是以河流表面图像中测速线为分析区域、通过检测合成时空图像的纹理主方向计算得到一维时均流速的测量方法,具有空间分辨率高、实时性强的特点。在实际应用中纹理主方向的检测精度难免会受到水面紊流、倒影、耀光、障碍物、降雨等环境扰动的影响,导致测量出现粗大误差。频域滤波技术是一种抑制噪声的有效方法,能显著提高时空图像的纹理清晰度。但现有研究在滤波器参数的敏感性分析方面存在不足,使得该方法的适用性受限。对此通过在水文站搭建在线视频测流系统采集了不同条件的河流水面视频数据,分析了6种典型场景下时空图像的空域及频域特性,进而开展了频域扇形滤波器方向角、通带夹角及半径参数的敏感性分析实验。实验结果表明：采用提出的椭圆形积分区域检测方向角优于现有的单像素宽直线;当设置通带夹角为±5.3°且半径为R/2时,滤波器在上述场景下均能有效地滤除噪声干扰。使得时空图像纹理主方向的检测精度在正常场景下达到0.1°,在复杂含噪场景下控制在0.5°以内,表面流速测量的相对误差小于6.2%。