CCD相机实时自动调光系统

为了实时调整高帧频CCD相机,获得高质量图像,提出了一种基于分档电子快门控制和增益控制相结合的复合控制方法,实现了快速、高精度调光.其算法主要由三部分构成:二次均值灰度权值的累加, 基于分段二次函数的自动快门控制和基于数据分析的自动增益控制.采用共享的乒乓缓存策略来保证算法在自行设计的硬件平台得到有效验证并连续显示.实验结果表明,该算法具有良好的图像质量,捕获的视频图像在各种条件下,均具有快速的收敛性和适应性.     

高速弹丸位置坐标自动测量系统设计

为了精确测量高速弹丸穿越光幕靶瞬间的位置坐标,设计一种基于FPGA加DSP的实时图像处理板卡,采用处理板卡与嵌入式软件算法相结合的方式组成高速弹丸位置坐标自动测量系统。该系统可以设置相机面阵和线阵工作,使测量前端自动互瞄、自动组成光幕靶,提高系统自动化程度。设计基于FPGA的SATA硬盘阵列控制方法,保证高速图像的实时记录和回放。利用FPGA实现的PCIe接口保证上位机与板卡数据交换和通信的实时性。实验结果表明,本系统能够自动完成测量前的准备工作,高速弹丸的捕获概率超过99%,以中心点为原点的200mm直径范围内的测量精度优于1mm。本系统能够满足高速弹丸位置坐标的测量需求,具有捕获率高、精度高、实时性好等特点,有很高的实用价值。     

采用核相关滤波器的自适应尺度目标跟踪

由于现存的大多数基于检测的跟踪器都没有解决尺度变化问题,本文在传统的基于检测的目标跟踪框架下设计了一种尺度估计策略,并给出了基于核相关滤波器的自适应尺度目标跟踪算法。该算法利用核函数对正则化最小二乘分类器求解获得核相关滤波器,通过对核相关滤波器的在线学习完成目标位置和尺度的检测,并在线更新核相关滤波器。为了验证本文算法的有效性,选取了10组场景复杂的视频序列进行测试,并与其它5种优秀跟踪方法进行了对比。结果表明,本文提出的方法比上述5种优秀跟踪方法中的最优者的平均距离精度提高了6.9%,且在目标发生尺度变化、光照变化、部分遮挡、姿态变化、旋转、快速运动等复杂场景下有较强的鲁棒性。     

复杂场景中航天器靶标的快速识别

基于靶标的几何特征提出了一种快速识别算法来解决目前航天器靶标识别存在的问题。设计了一款带有线段与圆环图案的合作靶标。利用高斯滤波去除图像中的噪声,运用Canny检测算子得到边缘图像,并跟踪得到单像素边缘序列。然后,通过判断非共线四点是否共圆排除大部分不可能构成圆的边缘,利用同一圆周的两段子弧对应相同圆心和半径的几何特征实现圆检测。最后根据靶标圆与线段的几何关系排除干扰,实现靶标的准确识别。实验结果表明,该靶标识别算法对噪声、光照、旋转等不敏感,能够在多种复杂场景中快速、准确地识别靶标,处理时间小于125ms,满足实时位姿测量8帧的需要。目前,该算法已经成功应用于工程样机。     

基于提升方案与SPIHT算法相结合用于图像的无损压缩

研究了基于提升方案的CDF(m,n)双正交小波变换结合SPIHT应用于图象无失真压缩编码的方法.实验结果表明,基于提升方案和整数运算的CDF(m,n)变换是整-整可逆变换,CDF(2,n)的无失真压缩性能好于流行的Huffman、WinRar、Raw+WinZip、JPEGLS.压缩比分别比上述编码方法提高了62%,47%,44%,32%左右.运算速度快,便于硬件实现.     

基于颜色和边缘直方图的多目标跟踪

为了解决基于颜色直方图的多目标跟踪方法对复杂场景适应能力差,容易丢失目标的问题,文中提出一种将颜色直方图与边缘方向直方图相结合的多目标跟踪方法。该方法首先采用一种分块连通域标记方法进行多目标提取,并获得目标的颜色、边缘特征;然后融合目标颜色与边缘两种特征来描述目标的外观模型;最后对跟踪过程中的目标模板进行更新。实验结果表明,该方法对于目标在尺度、光照、姿态发生变化以及目标发生旋转情况下能够实现目标的稳定跟踪,具有很强的鲁棒性。实验中对3组挑战性的视频序列进行了测试,目标数目选定为2个,目标窗口大小为64 pixels× 64 pixels的情况下,本文方法跟踪速度最高可达20 fps,基本上可以满足实时性的跟踪需求。     

克拉美丽气田火山岩气藏配产方法优选

准噶尔盆地克拉美丽气田火山岩气藏产能受单井控制储量、岩性岩相、储集空间类型等多种因素的影响,产能变化大,评价比较困难,无阻流量配产法表现出明显的局限性。为此,利用动、静态模型将该区储层划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类３种类型,找到了各类储层的产能特征,以利于指导布井和后期新井的配产;综合利用无阻流量法、采气指数法、类比法、图版法等方法对新井进行产能标定研究;综合利用物质平衡法、试采压降法、单井动态模型法等方法对老井进行产能标定研究。进而得到了每类井的合理配产范围：Ⅰ类储层,直井合理产量为（8.00～10.00）×10⁴ m³/d,水平井合理产量为（22.00～24.00）×10⁴ m³/d;Ⅱ类储层,直井合理产量为（5.00～6.00）×10⁴ m³/d,水平井合理产量为（14.00～16.00）×10⁴ m³/d;Ⅲ类储层,直井合理产量为（2.20～3.50）×10⁴ m³/d,水平井合理产量为（9.00～11.00）×10⁴ m³/d。研究结果还表明适合克拉美丽火山岩气藏的配产方法是：新井应该利用系统试井特别是修正等时试井或类比的方法进行配产;老井最好利用单井动态模型法进行配产。     

基于自适应梯度阈值各向异性滤波抑制红外复杂背景

在传统各向异性扩散滤波算法的基础上,提出了一种自适应梯度阈值各向异性滤波算法,用于有效地抑制红外复杂背景、滤除噪声,同时增强红外弱小目标。该算法根据图像的局部特性,利用其在不同方向上的梯度特点,判断某点像素是噪声还是图像以及其存在于图像的平滑区域还是边缘区域。文中据此提出了自适应求取边缘函数中的梯度阈值(K值)的方法,解决了原各向异性滤波算法的边缘函数中K值固定单一的问题。实验证明:与原各向异性滤波算法和其他背景抑制算法相比,提出的算法增加了去噪功能,对各种复杂背景抑制效果更好,增强后的图像信噪比提高了近2倍。     

光学系统中的光纤传像束

光纤传像束是一种可任意弯曲的传输图像的无源器件。与传统的光学成像器件相比,它具有重量轻、使用自由度大、易实现复杂空间结构的图像传递等优点,被广泛地应用于医学、工业及科研、航天、军事等多种领域。本文介绍了光纤传像束的原理,在医疗、工业及国防安全等领域的应用以及国内外研究状况。     

基于相关滤波器的视觉目标跟踪方法

为了解决视觉目标跟踪中的尺度预测的难题,本 文在核相关滤波器的目标跟踪的框架下给出了一种 尺度估计策略,并对传统的核相关跟踪方法中目标模型的在线更新方法进行了修改,提出了一 种多尺度视觉 目标跟踪算法。首先,通过对正则化最小二乘分类器(RLS)学习获得位置和尺度核相关滤波 器(KCF);然后,寻找位 置和尺度KCF输出响应的最大值,完成目标位置和尺度的检测;最后,在线更新目 标模型。实验中,对 12组具有挑战性的标准视频序列进行测试。实验结果表明,相对于现 有的3种基于相关滤波器的跟 踪方法中的最优者,本文方法的平均中心位置误差(CLE)减 少了7.0pixels,平均成功率(SR)提 高了18.3%,平均距离(DP)精度提高了 5.6%;在目标发生尺度、光照、姿态变化、部 分遮挡、旋转及快速运 动等复杂情况下,本文方法均有较强的适应性,具有重要的理论和应用研究价值。