相干光学系统图像复原的各向异性扩散方法

相干光学系统中图像噪声污染严重,提出一种基于各向异性扩散的图像复原模型,该模型的扩散系数从理论上满足Charbonnier等人提出的构造扩散系数准则,同时结合对数变换对相干光学图像进行复原去噪处理。实验结果表明,同SRAD、Lee、Frost、Non-local Means算法和基于小波的BLS-GSM、BM3D等方法相比,该算法可以更有效地进行边缘平滑,而且还能够较好地解决图像边缘和细节失真的问题,不论从PSNR,还是从视觉评价效果来看,该算法都具有一定的优越性。     

Application of Double‐Focus Speckle Interferometry for Non‐Destructive Testing

Abstract: This paper deals with the application of a speckle interferometer, which works on the new operating principle of double‐focusing presented by the authors in recent studies, to the field of non‐destructive testing (NDT). Using this interferometer, the components of displacement given by holographic interferometry can be measured, but with no need for an external reference beam. The implementation of this interferometry can be indifferently carried out by adopting a Michelson or a Mach–Zender configuration. In the paper a double‐focus interferometer based on the Michelson design and sensitive to out‐of‐plane displacements was implemented and applied to a metallic specimen which simulates the deformations of a typical debonding.     

基于矩阵对数累积量的极化合成孔径雷达数据去噪方法

噪声抑制是极化合成孔径雷达（PolSAR)数据处理中的重要步骤,首次将矩阵的对数累积量应用于PolSAR去噪当中,由数据点的子视数据集计算滤波系数并结合非局部方法的思想实现了PolSAR的斑点噪声抑制。所用方法基于非局部策略选取同质区域,然后利用相干矩阵对数累积量计算得到的滤波系数进行加权滤波。该方法的优点在于同质区域选取和滤波系数的计算均是针对相干矩阵进行的,相对于仅使用主对角线上的元素或SPAN图像,其对极化数据的处理更具合理性。与其他PolSAR去噪算法的对比实验结果表明,该方法在有效平滑同质区域的同时,能够更好地保留地物结构、细节以及纹理信息,并能更好地保持数据的极化相关性。     

改进的P-M扩散方程在相干斑抑制中的应用

直接基于Perona-Malik扩散方程的滤波算法对于加性噪声非常有效,但是对于乘性噪声（如合成孔径雷达（SAR）图像相干斑噪声）收效甚微。提出了一种基于改进的Perona-Malik扩散方程抑制SAR图像相干斑噪声的新算法。分析对数变化对相干斑噪声的影响,为将P-M扩散方程应用于相干斑噪声抑制奠定了理论基础;通过P-M扩散和稳健统计学的联系,建立了基于Biweight Estimator误差模型的扩散系数;同时利用非线性衰减技术对梯度阈值的选择改进。实验表明,该方法不仅有效抑制了SAR图像相干斑噪声,较好地保持了细节和边缘信息,而且视觉效果比较好。     

一种IVUS序列图像内外膜边缘的自动提取方法

针对现有的血管内超声(intravascular ultrasound, IVUS)图像边缘提取存在的不足,提出一种改进的IVUS序列图像内外膜边缘自动提取的方法。该方法首先在Contourlet变换域对图像的斑点噪声进行有效去除;然后根据序列图像的物理特征和结构信息,自动确定图像内外膜边缘的初始轮廓;最后采用活动轮廓模型和去噪后图像灰阶梯度特征量,通过动态规划技术自动提取图像的内外膜边缘。实验结果表明,该方法算法简单,准确性较高,具有一定的临床应用价值。     

基于散斑跟踪技术的超声心动图心动周期估计

基于块匹配散斑跟踪技术,提出估计超声心动图心动周期的方法。选择超声心动图心肌壁中感兴趣区域(region of interest, ROI),跟踪和记录每帧超声图像上ROI区域内心肌组织上的散斑或散斑模式的位置和运动。通过计算ROI区域内散斑的位移,用最小绝对误差和(sum of absolute differences, SAD)算法估计心动周期的长度和起点,并用仿真超声序列图像对方法进行验证。试验结果表明超声心动图心动周期的理论值与实际值有较高的一致性。该方法能够有效、可靠地估计心动周期长度和起点。     

含孔试样渐进性破坏的表面变形特征

瓦斯抽采钻孔孔周裂隙漏气是抽采失效的主要原因之一,孔周裂隙扩展在煤体破坏的过程中表现孕育、稳定扩展及迅速扩展3个阶段。为探究孔周裂纹在松软煤体不同破坏阶段的发展特征,开展含孔试样渐进性破坏过程中的孔周裂纹扩展规律研究。将石膏与水以质量比7∶3混合制成类软煤含孔方形试样,进行单轴压缩试验并采用数字散斑相关测量方法(DSCM)获取试样表面全场变形。基于此,提出了利用DSCM系统确定应力门槛值的方法,并将其用于含孔试样渐进性破坏过程的孔周变形精细化分析,利用该方法所确定的应力门槛值可将试样的破坏过程划分为5个阶段,通过提取与计算分析试样表面全场变形数据,得到在不同阶段内试样表面相对位移、以及孔周位移。结果表明:试样表面相对位移发展历经缓慢降低,加速降低以及迅速降低3个阶段,其中加速降低和迅速降低阶段与应力-应变曲线的裂纹稳定扩展和裂纹加速扩展对应;在压缩过程中,由于孔周对称移动造成孔周表面拉伸和压缩错动,最终在表面形成主拉伸裂纹和法向剪切裂纹。     

双矿柱体系变形破坏及承载特性的试验研究

 为揭示外部载荷作用下矿柱体系的力学响应特性,开展单矿柱及双矿柱试样组的压缩试验,监测并分析矿柱变形破坏过程中的荷载、变形及声发射信息。研究表明：单矿柱压缩过程中,随着裂纹演化,其承载能力逐渐弱化,当其不足以承担外部荷载时,试验机储存的弹性能将迅速释放并导致矿柱突然破坏;相同力学性能矿柱组压缩过程中,两矿柱基本能均匀承载,协调变形且几乎同时丧失承载能力;不同力学性能矿柱组压缩过程中,低强度矿柱先出现裂纹,承载能力缓慢下降,与此同时荷载向高强度矿柱转移,当高强度矿柱出现宏观滑移时,双矿柱试样组整体随之丧失承载能力;单个矿柱的承载能力、应力状态及外部荷载与能量环境均对双矿柱体系的整体稳定有着显著的影响;进行地下矿床开采时,在设计常规矿柱基础上预留高承载能力边界矿柱,将能有效预防矿柱群大规模突发性失稳灾害。     

基于模型试验的深部煤层合理停采线结构分析

为分析合理停采线的结构,以存在深部煤层回采情况的济宁三号煤矿为背景,通过模型试验的方法,监测上方工作面回采过程中,垂直于回采方向的下方巷道围岩的扰动特征。试验过程中综合运用PAC声发射仪、静态电阻应变仪、数字散斑等仪器,得到下方巷道围岩声发射事件发展、应变量以及巷道整体变形量。模型试验监测相似材料试样单轴压缩过程中的声发射特征,发现声发射结果可以反映相似材料试样的破坏规律;认为停采线结构应包括受影响巷道的开挖影响区范围l_1、工作面回采的采动超前影响区范围l_2,以及避免两区域相互影响的最小安全间距l;通过监测上方工作面回采过程中,下方巷道围岩内的应变及声发射特征得到了l,l_1和l_2的范围,并通过数字散斑监测了上方工作面回采过程中下方巷道的整体变形量。     

岩石变形破坏的数字散斑相关方法研究

 采用白光数字散斑相关方法作为实验的观察手段,对单轴压缩条件下岩石变形破坏进行实验研究。根据实验中数据采集方式的不同要求,将实验分成2组进行：一组是通过CCD相机记录岩石加载全程的试件表面散斑图像,进行岩石加载全程的变形演化实验研究,根据计算结果对岩石加载全程的变形演化和变形集中区域的位移演化进行研究;另一组是通过高速相机记录岩石破坏瞬态过程的试件表面散斑图像,进行岩石破坏瞬态过程的变形演化实验研究,采用不同时刻的散斑图像作为参考帧,分别进行塑性硬化到峰值阶段变形场演化特征、峰值到破坏阶段变形场演化特征的分析。同时,实验研究中还得到试件加载过程中局部化带内变形量值、带内变形最大值与最小值之比,带内最大值与带外平均值之比,以及试件表面裂纹扩展的平均速度等定量参数。