非平稳随机场模型的遥感图像分割

提出一种双随机场模型。通过结合局部的统计量，将一种因果的自回归随机场模型应用于非平稳图像纹理的描述，同时，用马尔可夫随机场给标记场建模可以取得较好的分割效果。通过对实验的分析发现，分割结果仍存在一些错误。因此，在这种模型的基础上，引入了一种新的分类特征(熵率)来改善目标分割的效果。它反映了纹理的高阶相关性，改进了随机场低阶模型的不足。所提出的算法用于遥感图像的城区提取实验。     

估计小波系数方差邻域大小的研究

利用小波变换去噪时小波系数方差的估计对去噪结果影响很大。自然图像小波分解后得到的系数在不同的分辨率中差异很大,所以利用邻域估计中心点方差时,不同分辨率应有不同大小的邻域。首先对在邻域中利用极大似然准则估计中心点方差进行分析,再结合自然图像小波分解后的系数在不同分辨率子带中,根据平稳性和重要性选择邻域的大小。最后进行去噪实验,并取得正交小波分解下理想的去噪性能。     

图像奇异值特征矢量缩放不变性分析及应用

图像奇异值特征矢量以其稳定性和它在转置、平移、旋转和镜像变换下具有的不变性,被认为是一种图像的代数特征,广泛应用于图像匹配和图像识别。通过矩阵运算,证明了奇异值特征矢量在图像做缩放变换时具有不变性,并将这种性质运用于图像匹配。实验结果表明这种不变性与奇异值特征矢量在图像做转置、平移、旋转和镜像变换时所具有的不变性一样,是奇异值特征矢量能够作为图像代数特征的一个重要依据。     

基于Gibbs模型的提高图像分辨率方法

在提高图像分辨率过程中,选择合适的成像模型是获得高分辨率图像的一个关键因素。提出一种基于最大后验概率、采用Gibbs成像模型,并利用多帧序列图像重构高分辨率图像的方法,充分利用序列图像之间的累加信息,从而快速地获得较其他方法更优的高分辨率图像。     

以一种新的距离度量作为反馈的相关跟踪方法

基于相关的模板匹配方法在图像跟踪中得到了广泛的应用,但是这种方法的主要缺点是对图像噪声非常敏感,而且由这种方法得出的相关曲面比较平坦。为了有效抑制噪声和局部遮挡对图像的影响,提出用鲁棒统计中的一个值代替相关值作为距离度量。它不是计算两幅图像的对应像素差值,而是计算两幅图像中差别不大的对应像素对的个数。实验证明这样得到的曲面相对　　收稿日期:2003 08 31;　修订日期:2003 10 28作者简介:张桂林(1944 ),男,天津人,教授,博士生导师,主要研究方向为自动识别、人体生物统计特征识别、图像处理算法与系统性能评估等。　　　　　　　要尖锐得多。当上述的距离度量应用于跟踪过程中时,模板的合理更新对跟踪非常重要。基于上述的距离度量方法,提出了一种新的模板更新策略。利用两幅图像中近似像素在整修匹配模板像素中所占的比例大小决定加权系数。这种加权策略可以自适应地根据图像序列的变化选择更新相关模板,同时在一定程度上减小模板漂移的危险。     

燃油喷雾流场DPIV测速系统的开发

数字粒子图像测速技术(DPIV)是近年来发展起来并得到重视的流场测量新技术。本文开发了一套用于燃油喷雾流场研究的DPIV测速系统。该系统包括全透明玻璃容器、光导系统、X—Y坐标系统,和控制喷嘴、激光器、CCD相机动作时序的同步信号控制系统,从而能全过程拍摄燃油雾化全场。利用该系统所进行的柴油喷雾实验表明,喷雾与空气相互作用产生卷吸现象,在局部雾化区域形成涡流。     

一种新的图像超像素分割方法

针对现有超像素分割方法无法自动确定合适的超像素数目,以及难以有效贴合图像目标边界等问题,该文提出一种新的利用局部信息进行多层级简单线性迭代聚类的图像超像素分割方法。首先,运用基于局部信息的简单线性迭代聚类(LI-SLIC)对原始图像进行超像素初分割,然后,根据超像素的色彩标准差对其进行自适应多层级迭代分割,直至每个超像素块的色彩标准差小于预设阈值,最后,利用相邻超像素间的色彩差异对过分割的超像素进行合并。为验证方法的有效性,该文采用Berkeley, Pascal VOC和3Dircadb公共数据库作为实验数据集,并与其他多种超像素分割方法进行了比较。实验结果表明,该文提出的超像素分割方法能更精确贴合图像目标边界,有效抑制图像过分割和欠分割。

     

图像复原基本适用条件的红外成像实验研究

图像复原是提高图像空间分辨率的经典方,首先建立一般的成像模型,通过对图像复原原理进行分析,得出了利用图像复原提高图像空间分辨率的基本适用条件,通过扫描成像实验结果分析,验证了利用图像复原提高图像空间分辨率的基本适用条件的理论分析的正确性,图像复原提高图像空间分辨率基本适用条件的研究,对于遥感成像系统,可以保证获取的图像质量不下降的同时,大大节省系统研制成本.     

基于DMD成像系统的红外小目标仿真

在分析红外成像仿真系统研究现状的基础上,研究了典型红外小目标的模型和移 动式滤波跟踪算法。依据飞行器内部构造及工艺材料,并结合空气动力学、物理学以及热辐射的相关理论, 从蒙皮辐射、尾喷焰等方面建立了飞行器的红外辐射模型。针对数字微镜阵列(Digital Mirror Device, DMD) 系统的特点,对模型进行了简化,提高了图像生成速度。最后利用基于数字微镜阵列的成像仿真系统平台 对模型和算法进行了实验验证。实验结果表明,该方法具有图像清晰、信噪比高、生成速度快、管道存储时间小以及 跟踪稳定等特点。     

光电着降导引系统的跟踪和参数测量

分析和研究了CCD摄影测量算法的精确定位技术,建立了4个信标点空间位置坐标的数学模型,并推导出计算公式,该算法的特点是计算精度高,可实时计算空间目标的坐标位置,从而对空间目标精确定位,在航天、航空技术上有重要的用途.设计了一台直升机着降与回收的光电导引系统,利用2台红外CCD对在直升机两侧机身被半导体激光器照明的4个信标成像,通过对图像的处理和目标识别,提取出信标的位置和恣态信息.使用双摄影测量法模型实时计算出直升机相对于着降点的坐标.使用高性能的DSP系统,实时检测和跟踪双通道图像信号并显示出实验结果.模拟实验结果表明,在8～13m距离内,光电引导系统的距离测量精度达到±5cm,而角度测量精度达到±3°.