移位帧累积技术中的移位参数检测研究

移位帧累积技术在抑制图像噪声的同时,避免了运动图像直接帧累积所带来的边缘模糊,从而有效地提高了运动图像的像质。准确判定目标在图像中的运动方向及移位量是移位帧累积技术的关键。提出了一种适用于运动图像序列的目标移位参数快速检测方法。该方法通过相应算法产生包含特征像素的帧差图像,并通过对特征像素的统计进行目标运动方向的判别及移位量的计算,从而实现对目标运动参数的自动检测。实验结果表明移位量的检测值与实际值具有良好的一致性。     

红外序列图像中运动弱小目标检测

为检测红外序列图像中的运动弱小目标,分析了目标在序列图像中的运动特性和概率分布特性,以及目标和噪声在序列中的能量分布特性。提出连续M帧高阶累积方法来增强运动弱目标能量,用假设检验对目标和背景进行分割,通过搜寻序列运动能量中心来实现目标的多帧关联检测。通过仿真实验证明了算法对红外弱小目标检测有效性。     

基于分块速度域改进迭代运动目标检测算法的红外弱小目标检测

提出一种基于分块速度域的迭代红外运动目标检测算法来解决传统算法计算量巨大这一难题.首先,采用二维最小均方差滤波器对红外序列图像进行滤波,获得包含弱小目标以及残差的红外序列图像.然后,通过在序列图像块的速度域上应用改进的迭代运动目标检测算法进行能量累积,从而将弱小目标的运动速度在速度域进行累积增强,达到检测弱小运动目标的目的.最后在解算出的速度值附近进行搜索,得到弱小目标运动的精确速度.利用此速度进行空域能量累积,得到叠加图像,在此图上进行目标检测.与传统方法相比较,几组实验结果显示,本文提出的方法大大缩短了检测的时间,而且本文方法的检测效果也较好.     

基于多特征融合与ROI预测的红外目标跟踪算法

针对当前红外目标检测与跟踪算法存在场景自适应能力弱、专用性强,以及在大视场条件下,首帧图像中小目标误检率高的问题,提出一种红外序列图像目标自适应阈值分割、检测与跟踪方法.选取目标移动速度、目标轮廓的面积和周长、以及自适应分割阈值与感兴趣区域位置为动态变量,建立动态决策准则.采用首帧目标检测算法计算出序列图像的第一帧图像目标的静态变量和部分动态变量,再采用改进的局部自适应阈值分割算法分割后续帧图像,然后利用静态与动态决策准则筛选出分割后的真实目标,最后计算并更新动态决策准则.红外靶标测试结果表明:该方法对不同场景具有较好的适应性,四个场景平均跟踪准确率为95.81%,微机平台平均每帧处理时间为10.93ms,嵌入式平台为26.79ms.     

面向经纬仪图像序列的关键帧提取算法

将传统的关键帧提取算法应用于经纬仪图像序列时,关键帧序列中会包含大量的非稳定跟踪图像帧。为了在关键帧提取过程中更好地保留目标稳定跟踪测量信息,该文在分析了经纬仪图像序列的特点后,构建了一种基于局部极大值的经纬仪图像序列关键帧提取算法。该算法首先计算图像序列的帧间差分,然后使用汉宁窗函数对帧间差分进行平滑,最后基于平滑后的帧间差分局部极大值来提取关键帧。实验结果表明:提出的算法相对于传统的帧间差分强度排序方法能更好地保留目标的跟踪测量信息,提取的关键帧在整个跟踪测量图像序列中分布更为均匀,包含的场景信息更为丰富。     

基于累积量标准差的超分辨光学涨落成像解卷积优化

超分辨光学涨落成像方法通过计算一组随机闪烁图像序列的累积量来提高空间分辨率.在实际实验中,由于计算的图像序列帧数有限,每个像素上累积量估计的误差将显著影响重构图像的均匀性和连续性.传统超分辨光学涨落成像技术由于缺乏对累积量估计的误差分析,在其后续的Lucy-Richardson解卷积算法中,没有对累积量重构图像的噪声添加约束条件.本文利用基于单组有限长数据的累积量标准差公式,计算了超分辨光学涨落显微图像每个像素上的累积量标准差,并将结果引入Lucy-Richardson解卷积算法中作为迭代优化的偏差阈值.模拟和实验结果表明,在相同图像序列长度下,该优化方法显著提高了超分辨重构图像的均匀性和连续性;在同等图像质量下,该方法可缩短图像序列帧数至原来的一半以下,有望用于活细胞动态超分辨成像.     

地球同步轨道碎片观测图像分级检测方法

为了快速检测出地球同步轨道带光学观测图像中的空间碎片,提出了一种基于信噪比的分级检测方法.首先分析实测数据,得出观测图像中不同信噪比碎片运动相似的特性.对于高信噪比碎片,采取帧差法快速检测,并利用多帧图像计算速度信息;对于低信噪比碎片,根据高信噪比碎片检测结果得到的速度信息,采用改进的动态规划检测方法.实际图像检测结果表明:当递归方程的搜索窗口为5pixel×5pixel时,分级检测方法检测性能最好;当累积帧数大于5帧时,检测时间比传统动态规划方法减少了87%以上.分级检测方法具有检测率高、虚警率低、计算量小的优势,适合地球同步轨道带光学观测图像中空间碎片的检测.     

LTP与光照突变补偿结合的运动目标检测算法

针对现有运动目标检测算法在光照突变条件下鲁棒性不强、易发生误检等问题,提出了将LTP算子与光照突变补偿模型结合的运动目标检测算法。首先利用LTP算子获取当前帧与其背景图像的纹理特征图,然后计算当前帧图像像素点作为前景点的概率并依据概率自适应地更新背景,再判断图像是否发生光照突变补偿并采用线性模型补偿突变图像序列,最后利用背景减除法获取运动目标。实验结果表明本文算法在光照突变条件下对运动目标检测效果理想,检测精度指标PR高于同类其他算法,且具有良好的鲁棒性。     

接收机工作特性曲线在红外成像系统检测性能评估中的应用

提出了一种红外弱小目标检测算法性能评估的方法。该方法通过假设的数学模型给出了评价指标的理论推导过程,得到了虚警概率与检测门限,检测概率与信噪比之间的关系,绘出了接收机工作特性（ROC）曲线。同时,给出了在目标与背景分布函数未知的情况下,利用红外图像序列绘出ROC曲线来评估算法的检测性能。利用该方法得到了四种典型的弱小目标检测算法的ROC曲线,比较了四种算法的检测性能。     

基于联合变换相关的目标跟踪方法

成像跟踪制导中,相关跟踪技术占有重要的地位。基于联合变换相关的目标跟踪方法,使用图像序列的相邻两帧图像依次进行相关运算,提取相关结果中互相关峰的位置和相邻两帧图像时间间隔等信息,即可得到目标位置、方向和速度的变化情况。计算机仿真实验结果表明:该算法有效地解决了传统相关跟踪算法中存在累积误差和容易使目标漂移出其参考模板的问题,可以实现稳定跟踪。     

基于自适应无下采样提升框架的Stokes图像获取方法

根据成像偏振探测中stokes参数图像获取的原理和方法，分析了传统求取stokes参数图像方法在保留图像细节信息和处理输入图像微小平移等方面的不足，在此基础上提出了基于自适应平移不变小波分解的stokes参数图像求取方法，并用无下采样的提升框架来执行平移不变小波分解以提高算法的灵活性和计算速度.针对不同的stokes参数图像求取方法，用均值、方差、熵、边界能量对融合结果进行评价和分析.通过仿真，表明本文方法提高了stokes参数图像的质量并改善了stokes参数图像计算方法对输入图像平移的敏感性.     

基于序列图象对应概率累积的基础矩阵求解方法*

提出一种基于图象序列对应概率累积的基础矩阵求解算法.该算法基于序列对应概率累积求最大熵点的对应概率累积分布图,采用RANSAC思想和加权最小二乘法拟合极线,通过统计分类器求解极点并消除出格极线,并利用所求的对应极线和极点,采用一种参量化方法求解F矩阵.该算法工程实现容易,对输入的源图象没有苛刻的要求,可以基于随机拍摄的图象序列方便地求解F矩阵.     

基于序列图象对应概率累积的基础矩阵求解方法

提出一种基于图象序列对应概率累积的基础矩阵求解算法.该算法基于序列对应概率累积求最大熵点的对应概率累积分布图,采用RANSAC思想和加权最小二乘法拟舍极线,通过统计分类器求解极点并消除出格极线,并利用所求的对应极线和极点,采用一种参量化方法求解F矩阵.该算法工程实现容易,对输入的源图象没有苛刻的要求,可以基于随机拍摄的图象序列方便地求解F矩阵.     

数字图像相关技术的综合算法及其在断裂力学中的应用

鉴于散斑图的随机噪声和相关搜索运算过程仍是当今影响相关图像技术所获结果精度与计算速度两大有待研究解决的主要问题,提出一种基于小波变换、序惯相似度检测和统计相关算法三者相结合的新算法。其基本原理是应用小波变换对变形前后的散斑图进行滤波平滑处理;利用序惯相似度检测算法进行粗搜索,找到可能的匹配点;在可能的匹配点应用统计相关法进行细搜索,最终找到匹配点的位置。基本实验、计算和应用表明,这种算法在消除噪声和提高运算速度等方面,取得了良好的效果。     

离散混沌系统的最小能量控制

对于离散混沌系统的最小能量控制问题，提出了一种框架性方法，该方法具有通用性.首先，设计一个二次目标函数，同时把混沌系统分解为线性部分和非线性部分两项和.然后，提出了求解非线性最优控制问题的两级算法：第一级对混沌系统中的非线性部分进行预估，以使原系统变为带有常数项的线性系统；第二级用动态规划求解一个非典型线性二次最优控制问题，并把解返回第一级，第一级根据第二级的解对非线性部分重新预估.这样通过两级间不断的信息交换，最终得到混沌系统的最优控制律.该方法不仅实现了对混沌系统的控制，而且在整个控制过程中消耗的控制能量最小. 关键词： 混沌系统 两级优化 最优控制     

基于lp范数的压缩感知图像重建算法研究

图像重建是光学成像、光声成像、声纳成像、核磁共振成像、 天体成像等物理成像领域中的关键技术之一. 近年来提出的压缩感知理论指出: 对稀疏或者可压缩信号进行少量非自适应线性投影,投影信号含有足够的信息, 从而能对信号进行高概率重建. 压缩感知已被应用于多种物理成像系统. 将罚函数法和修正Hesse阵序列二次规划方法相结合, 并采用了分块压缩感知思想, 提出一种基于l_p范数的压缩感知图像重建算法. 以cameraman, barbara和mandrill图像为例, 采用该算法进行图像重建. 首先, 在不同采样率下对图像重建. 即便采样率低至0.3时, 也能获得高达32.23dB的信噪比, 重建图像清晰可辨. 验证了该算法的正确性. 其次, 将该算法与正交匹配追踪算法进行对比, 在采样率达到0.5以上时, 能够获得高信噪比的重建图像, 成像时间也大为减少, 特别是采样率为0.7时, 成像时间减少88%. 最后, 与现有基于l_p 范数的压缩感知图像重建算法进行对比, 计算结果表明在成像质量有所提高的基础上, 成像时间大为缩短. 关键词： 图像重建 压缩感知 罚函数 修正Hesse阵序列二次规划     

在线轨面伤损检测软件系统优化设计与实现

针对实际应用中轨面伤损检测系统检测速度较慢的问题，在保证检测精度的前提下，结合轨面图像特点及软件工程的思想，提出了面向算法、编程技术和存储介质3个层面的优化方法。算法优化通过重新设计算法流程，合理取舍步骤，实现算法到CPU的高效映射；编程技术优化使用多线程编程，通过并行运算充分利用处理器的多核优势；存储介质优化通过使用读写快、质量轻、能耗低、体积小的固态硬盘进行图像读写，有效地提升了硬件效率。实验结果表明，优化后平均每幅轨面图像检测耗时由17.94 ms降低到仅8.33 ms，速度提升了53.57%，在分辨率为1 mm的精度下换算成车速约为207 km/h，可以满足铁路轨面伤损在线检测需求。     

基于YCbCr颜色空间背景建模与手势阴影消除

为了提高动态手势检测的精确度,本文将基于YCbCr颜色空间的混合高斯背景建模应用于动态手势识别中,并且提出手势阴影消除的有效算法。首先,对待检测视频帧通过抠图抠出手势图像,在YCb'Cr'颜色空间进行椭圆拟合,统计建立椭圆肤色模型,继而在YCbCr颜色空间进行混合高斯背景建模检测出动态手势,点乘原图像得到含有阴影的RGB手势图像,对检测出的含有阴影的手势图像利用已建立的椭圆肤色模型进行阴影消除,最后将手势图像连成视频序列。实验结果表明,该算法在复杂背景下进行动态手势的检测率可达91.4%,高出传统方法10%左右,能够满足动态手势检测基本要求,且具有较高的实用价值。     

Effective defect detection in thin film transistor liquid crystal display images using adaptive multi-level defect detection and probability density function

A new automated inspection algorithm is proposed for detecting critical defects based on adaptive multi-level defect detection and probability density function in thin film transistor liquid crystal display (TFT-LCD) images containing a background region’s non-uniform and random noises. To improve the detecting capability for a critical-defect-detecting algorithm, the background region’s non-uniformity is eliminated using statistical values such as the mean and standard deviation of a test image. For the defect detection, the candidate defects are collected on each detection level and used to find a probability density function based on Parzen-window technique. Through simulation it was verified that the proposed method has superior capability for detecting critical defects which results in smaller brightness difference between a defect and its neighbors.     

一种改进型视频全景图流形绘制方法

针对含运动物体的动态场景视频序列，提出了一种改进型基于流形的全景图绘制方法．该方法在视频序列中定义条形图，根据需要由一个或者几个条形图构成节点，按代价函数确定节点在流形的次序．利用动态规划的方法在要进行拼接的图像中找到一条最佳的缝合线，构建流形．利用金字塔方法对拼接而成的全景图进行颜色融合．实验结果表明，使用该方法得到的全景图没有严重的扭曲和变形，视觉效果较好，大大节约了计算量．