一种新型两层垂直层叠结构的CMOS彩色传感器

 本文研究了一种基于两层垂直层叠结构的新型CMOS色彩传感器,该器件可同时对偏蓝波段和偏红波段进行感应,配合绿/品红滤波片,实现彩色成像.由于该器件研制完全兼容于标准CMOS工艺,可以作为一种新型的CMOS彩色图像传感器像素的感光功能器件.它的基本原理是利用不同波长的光在硅材料中穿透深度的非线性分布,即:短波长的偏蓝可见光主要在表面被吸收,长波长的偏红光则主要在更深的位置被吸收.通过垂直层叠结构,配合两色滤波片,抽取不同深度的光生载流子,即可以得到相应波段的成像信息.经过数值仿真和实验测试表明,该传感器可以提供色彩信息,并且可以作为像素结构应用在CMOS图像传感器上,具有较大的实际意义.     

区分商品图中计算机生成图和相机拍摄图的方法

在很多场合的应用中,利用图片做数据挖掘之前,有必要区分计算机生成图片和相机拍摄图片.本文针对互联网上的商品图片集(主题为商品的图片,简称商品图).对现有的一些分辨计算机生成图片和相机拍摄图片的方法进行了讨论.分析了各种判别方法在商品图上运行时的局限性,并提出了一种适用于商品图的简单有效的方法.该算法首先从文字图片和图像图片具有不同视角效果的角度对二者进行区分,并将文字图片认定为计算机生成图片;然后时剩余的图像图片的主颜色,颜色多样性等进行综合的判定区分出计算机生成图片.本文在一个拥有40 000张的网上商品图片库上验证了算法的有效性.     

摄像、照相系统中的稳像技术

在现代摄像、照相系统中,往往需要在动态环境中实时地获取清晰图像,图像的高度稳定性对成像能力具有决定性的作用。目前国内外学术界和著名光电企业均采用稳像技术来解决这一问题。稳像技术主要应用于如下几个方面的成像系统之中:     

基于梯度的波纹图像质量评价

基于图像盲迭代复原,提出基于梯度的波纹评价方式、边缘轮廓变化评价波纹、平均边缘宽度评价波纹3种评价波纹的方法,得到一种新的基于梯度的波纹评价方式.此方法通过一个中心对称高斯加权窗在图像上逐点计算以该点为中心的邻域图像块的梯度相关信息;计算得到各点对应图像块的梯度信息并映射得到一幅图像来描述降质图像的降质信息,采用这幅降质信息图像的平均值作为整体图像质量的评价测度.对这3种图像质量评价方式进行实验发现,基于梯度评价方法可以很好地确定盲迭代的次数,从而得到相对质量较高的复原图像.     

双场景类型遥感图像的配准拼接优化

为了提升包含2种场景类型的遥感图像的配准拼接质量,提出基于误差权重再分配的遥感图像配准拼接优化方法. 使用尺度不变特征变换（SIFT）特征检测算子,提取2幅具有重叠区域的遥感图像的特征点,计算得到初始的单应性矩阵. 针对遥感图像细节丰富,但在某些特定区域分布不均匀的特点,将图像按照网格分割成若干小子块,进行信息熵聚类. 图像熵反映的是灰度分布的分散程度,较大的熵意味着更大的信息量和纹理细节. 按照信息量分布,将图像分隔为2个大的图像区域,每一区域近似代表一种场景类型. 以特征点匹配的残余误差为目标函数,对不同场景区域的特征点分配不同的优化权重,权重来源于各图像子块的信息熵,反映了图像各场景信息量的多少,从而改善拼接效果,使之符合人眼视觉要求. 实验表明,采用该方法可以再分配特征点匹配残余误差,细节丰富区域的匹配残差降低14%,提升细节丰富区域的配准拼接质量,降低随机性,提高了配准过程的稳定度.     

基于CNN特征提取的双焦相机连续数字变焦

设计一种主要针对智能手机双焦镜头的连续数字变焦方案. 该方案基于卷积神经网络特征层提取和特征块匹配,充分利用2个不同焦距镜头的拍摄信息,将长焦镜头图像的高分辨信息迁移到短焦图像的可修复区域,并以修复后的短焦图像为基础进行数字变焦. 仿真和实验结果表明,相比基于传统插值放大的变焦方案和基于单图像超分辨的变焦方案,所提方案的处理结果拥有更高的主观分辨率和视觉清晰度;当用户给定的变焦倍数在长、短焦镜头倍数之间时,所提方案可以显著提升变焦图像的质量;对于处于长焦相机视场外、短焦相机视场内的纹理,修复效果比现有方法更好;该方法的处理结果对长焦、短焦图像的双目视差大小有着很好的鲁棒性.     

基于区域显著性的双波段图像融合方法

为了在红外与可见光图像融合中保留更多有效信息,提出一种基于区域显著性分析的融合方法.通过区域分割以及多分辨率对比度分析,获得图像的尺度不变区域显著性图（RSISM）.利用RSISM能够有效表达区域的显著性特征,合理区分不同性质的区域;根据RSISM划分显著性区域、背景区域及中间区域,对各区域制定相异融合规则,并在非降采样轮廓波变换（NSCT）变换域上融合双波段图像.实验证明,与传统方法相比,该方法能够更好地保留显著性区域的红外特征及其他区域的细节信息,同时对背景热辐射干扰不敏感,有较好融合效果,并能够拓展应用于动态图像的融合中.     

基于最小二乘法的改进的随机椭圆检测算法

为了提高数字图像中椭圆检测的效率和准确性,提出了一个基于最小二乘法的改进的随机椭圆检测算法.该算法随机选取图像中的3个边缘点,在以这3个点为中心的窗口内,从边缘点中拟合出可能椭圆,并通过随机选取的第4个边缘点来确认可能椭圆.利用直接最小二乘法椭圆拟合的特性,引入可能椭圆边缘点收集和椭圆重新拟合的迭代过程来提取最终的椭圆参数.通过对含有不同噪声的仿真图片和包括残缺椭圆的实际图片的实验表明,新算法的改进是有效的.与原算法相比,新算法降低了对参数的依赖性,提高了检测的速度、稳定性和准确性,同时保留了原算法的抗噪声能力.     

超半球环形成像系统的图像恢复

在实现全景成像的光学系统中,采用圆柱面到平面投影的环形成像系统相比采用中心投影法的传统透镜系统具有边缘视场畸变小、便于图像恢复展开等优点.通过考察环形成像系统所成环形图像与矩形图像之间的映射关系,研究像面上子午弧矢方向最小分辨角的变化规律,得出了超半球环形成像系统在90°视场角处子午弧矢方向CCD采样角分辨率相同的结论,由此可把该视场角对应的圆环像作为基准来确定展开矩形图的宽度和高度.实际的图像恢复过程分为2步：首先将环形图像恢复成三维像空间中的圆柱面,然后把圆柱面展开得到恢复后的矩形全景图.图像恢复中最关键的90°视场角所对应的圆环像位置和环形图像中心点的确定可以用定标实验的方法实现,在图像恢复过程中采用三次样条插值法,得到了较好的恢复效果.     

一种实现自动取景和自动变焦的监控系统

本文分析了实现目标检测并达到自动取景和自动变焦目的的各种方法及算法,构架了一种新型的基于声音检测和图像分析的自动监控系统。通过声音定位,实现系统的初步取景,后经过图像检测,进一步精确范围,同时确定变焦倍数,特别是在图像检测方面,对运动检测和肤色匹配进行了算法研究。实验结果表明,本系统充分利用景物运动特性,突破了摄像机视场角的限制,提高了自动取景的准确度及稳定性,实现了有效的自动变焦。本系统在各种监控场所将会有很好的应用前景.