基于IEC60870-5-104的海缆监测数据发布系统

海底电缆综合在线监测系统多用于海上采油平台、海上风电场等重大海上项目工程中.为了实现海缆在线监测系统数据的远端发布功能,使得数据的传输更为高效、可靠,本文深入分析了IEC60870-5-104规约的结构模型和通信过程,并在此基础上提出了一套基于该规约的海缆在线监测数据远端发布系统的设计方案,阐述了该系统的设计思路和层次模型,同时针对其中存在的动态配置以及海量数据传输这两个关键问题提出了相应的解决方案,最后通过某海上工程项目应用实例验证了该方案的可行性.     

基于非局部相似度约束的多通道复用压缩遥感成像方法

结合压缩感知成像原理和遥感成像系统的物理可实现性,提出了采用掩膜编码的多通道复用压缩成像方法.首先,采用多组随机二值伯努利分布的掩膜为不同光学通道视场进行压缩编码,在单位积分时间内采集重构图像所需的欠采样数据.然后,针对传统的全变分范数最小化的重构方法易受遥感图像局部突出特征干扰的问题,提出了以遥感图像空间域非局部相似度为正则化重构标准的先验约束.实验结果验证了此压缩成像方法的可行性.与传统算法相比,此重构算法能够在保留图像细节的同时实现有效重构.     

基于FPGA+DSP技术的Bayer格式图像预处理

提出一种针对CMOS图像传感器采集的Bayer格式图像预处理系统,与传统的DSP图像处理系统相比,该系统利用Spartan-3系列的XC3S1500和TMS320DM642型DSP相结合实现图像捕获、图像预处理等功能,采用支持USB2.0的CY7C68013将图像信息传送给上位机.在FPGA中采用双线性插值法将CMOS图像传感器采集的Bayer格式图像数据转换为RGB格式图像数据,并转换成Y亮度信号.实验结果表明,该系统能处理分辨率达500万像素的Bayer图像,并最终以20 Mb/s的带宽将亮度信号传输给上位机,缩短了开发周期,提高了图像处理的实时性.     

海面红外小目标检测算法研究

针对海面红外图像中出现的海面杂波和孤立噪声点的问题,采用了一种将空间域的滤波结果在时间域进行二次滤波的方法,实时地检测海面图像中的小目标。在空间域上,根据海面杂波具有一定方向性的特点,设计了4种方向的结构元素分别进行形态学运算来抑制海面杂波,再使用均值融合准则进行融合。在时间域上,利用目标在帧间的运动具有连续性而噪声点不具有该性质的特点,采用均值加权滤波的方法来滤除孤立噪声点,最后使用自适应门限分割检测出小目标。实验结果表明,本文算法在复杂海面环境下,能有效地抑制海面杂波和孤立噪声点的影响,减小虚警率,是一种有效的海面小目标检测方法。     

SRR在多线阵错位排列扫描系统中的实现

为了获得尽可能高的空间分辨率的图像,超分辨率重构技术(SRR)成为了红外扫描成像的研究热点.本文以红外多线阵错位排列扫描成像系统为研究平台,通过分析SRR实现过程及待重构图像获取的方式,分析了红外多线阵错位排列扫描成像系统中SRR有效的关键.实验表明:对于固定错位量的多排传感器扫描成像系统,影响重构图像质量的主要因素是各通道所获得的待重构图像同位像素灰度不一致引入的噪声.本文提出的基于序列逐像素比较滤波法,可以大大提高重构图像质量.     

搜救航拍序列图像关键帧提取研究

为提高搜救航拍中生成大视场红外图像的效率,提出一种序列图像提取关键帧的方法。分析图像获取系统的运动参数和获取红外图像的内方位元素,采用(?,?,?)转角系统作为图像的外方位元素,根据摄影测量中的共线方程式计算序列图像间的重叠率,并以相位相关法对计算出的重叠率进行验证。最后根据计算出的重叠率和采用的Harris拼接算法所要求的最佳重叠率,来确定序列图像中的关键帧。试验结果表明,计算出的重叠率可以作为关键帧提取的标准,待拼接的图像数量减少,生成大视场图像的效率提高88.71%。     

光纤耦合的亚像元图像超分辨率重建

光纤耦合图像之间存在亚像元级位移问题,为此,提出一种基于图像互补信息的超分辨率重建算法。采用传统相位相关法进行整像元级配准,通过拟合多个谱峰值进行亚像元级配准,利用待插值点周围的4条B样条曲线实现图像插值融合。实验结果表明,该算法能提高图像空间分辨率,且复杂度较低、重建图像质量较好。     

海事监管中无人机航拍图像快速拼接算法

针对海事监管中航拍图像拼接生成大视场图像的时效性较低以及配准准确性不高的问题,提出了一种快速高效的无人机(UAV)航拍图像拼接算法.根据海事监管辖区航拍图像特点缩小了角点搜索范围,通过设定自适应的梯度阂值和角点响应函数阈值筛选角点,通过局部最大角点响应函数值取舍准则实现了角点均匀化分布;采用基于相位相关的模板粗匹配方法和带有特征约束的RANSAC细匹配方法求出最优变换矩阵;利用人眼的视觉特性改进传统加权平均融合算法的加权因子使图像拼接过渡自然.实验结果表明:算法具有较好的自适应性,在拼接效率和准确率上较传统算法有了很大改善.     

基于动态阈值分割的目标提取技术

如何从背景中提取目标信息是图像处理时经常遇到的技术难题.从火腿肠生产线质量检测遇到的实际问题出发,提出一种结合动态阈值分割、数学形态学和边缘检测的方法,实时检测图像中的异物信息.实验结果表明,该方法能快速检测目标信息,满足实际生产要求.     

超高分辨率异型传像光纤束中的空间变换

受器件制作工艺限制,难以获取元数超过6000的超长线列探测器,提高图像空间分辨率受到限制。设计一种入端为线阵、出端为面阵的异型结构传像光纤束,利用现有面阵器件接受光纤束输出信息,可以获取超高分辨率图像。光纤的异型结构决定了图像恢复过程十分复杂。本文提出一种双模板极值滤波器算法,针对单根光纤对应多个像素以及光芯和包层传光性能不同的特点,从图像灰度值入手,借助图像腐蚀和重心算法,有效克服光纤断丝引起的盲元,准确定位每根光纤中心位置,找出出端光纤和入端光纤的对应关系,完整恢复入端图像,实现图像的空间变换。