基于图像透视畸变校正的调炮速度测量方法

针对传统调炮速度测试过程繁琐、测量精度低的问题,提出了一种图像透视畸变校正的调炮速度测量方法。采用激光器、靶板、CCD相机和计算机构建调炮速度测量系统,利用CCD相机实时记录激光在靶板上的光斑位置,根据光斑的位移和时间解算出调炮速度。利用特征点成像,通过透视变换原理构建变换矩阵求得图像校正模型,进而实现光斑靶板图像的透视畸变校正,在校正后的图像上提取光斑并计算出光斑质心,获取光斑质心的位移和时间,最终解算出调炮速度。实验结果表明：与传统的图像测量方法相比,利用该方法测量调炮速度的精度提高了10倍,满足靶场对高精度测量调炮速度的要求;该方法适用于靶场测试以及其他调炮速度的实际测量工程。     

激光束廓形高斯拟合的稳健估计

在对激光束廓形进行高斯拟合时一般采用最小二乘法,但是采集数据的噪声会严重影响拟合优度。将稳健估计中的M估计应用到最小二乘算法中,经过算法的迭代,赋予每个观测点不同的权值,正常点的权值为1,异常点的权值为0,其他观测点的权值根据异常程度在0到1之间取值。提高最小二乘算法的稳健能力,从而克服异常点对高斯拟合的拟合优度的影响。实验结果表明：采用稳健估计的方法,可以克服噪声对高斯拟合的拟合优度的影响,与一般高斯拟合相比拟合优度提高了0.1107。稳健估计可有效地提高高斯拟合的拟合优度,在激光束的分析方面有着重要的应用价值。     

一种空对地可见光图像制导跟踪算法

为解决复杂背景下空对地可见光图像制导跟踪问题,提出一种基于特征匹配的跟踪算法。首先,通过等间隔采样与改进Kirsch边缘检测相结合的方法进行特征点采样;然后,采用金字塔模板光流法提取目标特征;最终,采用模板匹配法识别目标特征完成对地面目标的制导跟踪。实验结果表明：算法速度可以满足最大129Hz帧率的相机进行实时跟踪,稳定跟踪速率优于7.75ms/F,具有跟踪速度快和抗干扰能力强的特点。该算法完全满足空对地复杂背景下跟踪的需求。     

海空目标多尺度波峰最佳阈值自动搜索策略

针对海上低对比度低信噪比的条件下,能够精确快速搜索空域目标,提出了一种快速精确的海空目标多尺度波峰最佳阈值自动搜索策略:采用金字塔波门搜索和多尺度波峰阈值法,逐级减小搜索区域并对搜索域内图像进行分割,然后根据目标特征进行概率统计分析,确定最优目标,实现海空目标的自动搜索。实验结果表明,该算法在序列图像中的搜索定位平均误差为0.413像素并全部识别成功,较OTSU算法的2.61像素和最大熵阈值算法的3.1像素的误差,精确度大大提升。整幅图像搜索时间优于21.34 ms,满足海空目标自动搜索的精度和实时性的要求。     

基于超像素一致显著性的视频运动目标检测算法

针对目前视频运动目标检测中存在受背景影响大,复杂场景下检测效果不佳的问题,提出一种基于超像素一致显著性的视频运动目标的检测方法。首先,将视频图像序列进行超像素分割,在保留目标特征完整性的基础上降低图像后续处理的计算复杂度。之后对视频单帧图像进行显著性检测,得到图像显著目标区域,接下来通过对视频图像序列间显著区域超像素匹配机制对运动目标进行检测。最后,引入视频图像序列间显著性传播的协同判别因子提高对运动目标的判别精度。实验结果表明,所提算法具有较强的鲁棒性,能够处理各种复杂场景下视频运动目标的检测,检测准确率达到93%,优于目前的主流算法。     

一种自动检测靶板角点的方法

靶板是立靶调炮速度测量系统的重要组成部分,针对传统的角点检测算法不能自动检测靶板角点的问题,提出了一种基于图像处理技术的靶板角点的检测方法。对CCD采集的靶板图像进行自适应平滑滤波提高图像信噪比,达到去除噪声和细节增强的目的,采用迭代式阈值分割算法分割靶板,通过形态学运算对分割后的像素点进行填充,利用连通域分析和链码法提取目标区域轮廓,利用多边形逼近算法对靶板轮廓进行逼近,利用逼近结果检测靶板角点。在CCD分辨率1280×1024,像元尺寸14μm,焦距50mm,测量距离5m的情况下,检测精度小于1.4mm,在立靶调炮速度测量中具有重要应用价值。     

基于峰值信噪比改进的图像增强算法

在图像增强技术中,现有的图像增强算法在对图像进行增强时,总是伴随着原图像亮度的丢失和过度增强效果。提出一种改进的图像增强算法,该方法解决了传统图像增强过程中造成的过度增强、局部过度不自然、原始图像亮度降质的问题。实验结果证明,基于峰值信噪比的改进的图像增强方法优于现有的算法,并且该算法可以在对图像增强的基础上有效的维持原始图像的亮度。     

手机镜片D形缺口检测方法

针对传统的人工对位法检测手机镜片D形缺口精度低和效率低的问题,提出了一种基于图像处理技术的手机镜片D形缺口检测方法。对CCD采集的图像进行双边滤波提高图像信噪比,达到保边去噪的目的。采用FCD检测圆算法快速定位镜片位置,提取镜片边缘像素点,通过局部拟合定位缺口范围并计算缺口信息。在图像分辨率为1280×960的情况下,平均每帧图像检测时间为0.16s,检测准确度在95%以上,检测精密度小于5%,在工业手机镜片缺口领域具有重要应用价值。     

双波门自适应阈值法对光束质量M~2因子测量精度的影响

为了解决在光斑图像中采用人工阈值选取方法或浮动阈值选取方法对光束质量M2因子的测量精度带来的局限性,提出了双波门自适应阈值方法。实验证明,M2因子相对误差较另外两种方法小,均方差值在0.1以内,x方向和y方向束宽值的均方差值分别为0.0935和0.0962,均小于1%,符合测量要求。     

夏克-哈特曼波前传感器光斑自动精确定位

为了在提高夏克-哈特曼波前探测精度的同时扩大波前测量的动态范围,提出一种基于高斯模板匹配选取光斑质心探测窗口的方法。根据传感器的参数确定模板尺寸,利用N维空间正态分布方程生成高斯模板,进行模板与图像匹配,根据模板与匹配子图的相似度确定光斑质心探测窗口。通过对仿真和实际采样阵列光斑图像的实验,验证了该方法的可行性,相对于投影法探测质心的标准差降低65.6%,波前重构误差减小48.5%,能够实现夏克-哈特曼波前传感器光斑的自动精确定位,提高其波前探测精度的同时扩大波前测量的动态范围。