基于多尺度方向引导滤波和卷积稀疏表示的红外与可见光图像融合

基于引导滤波和非下采样方向滤波器,提出了一种多尺度方向引导滤波图像融合方法,该方法兼具边缘保持特性和方向信息提取能力,能够有效提取源图像的有用信息。所提方法对源图像进行多尺度方向引导滤波,得到了包含低频近似部分和强边缘部分的低频分量,而后通过高斯低通滤波将其进行有效分离,分别应用基于卷积稀疏表示和区域能量自适应加权平均的融合规则;对高频细节方向分量应用显著性与引导滤波相结合的融合规则,以保持空间一致性,得到了相应的高频细节融合分量。结果表明,所提方法能更好地提取源图像的目标特征信息,保留丰富的背景信息,客观评价指标优于现有方法,融合结果具有更好的主观视觉效果。     

基于自适应侧抑制网络的红外弱小目标检测

 为了提高远距离红外弱小目标的检测效率,提出了一种基于自适应侧抑制网络的复杂背景下的红外弱小目标检测方法。该方法建立了改进的侧抑制网络数学模型,利用各向异性滤波来自适应地确定侧抑制网络的抑制系数,不需要人为干预,实现了侧抑制网络与各向异性高斯滤波的有机结合。同时,在各向异性高斯滤波器两轴确定方面进行了改进,两轴分别采用对比度尺度模型和强度尺度传播模型来独立确定。通过与传统弱小目标检测方法的对比实验,验证了方法的有效性。     

各向异性SUSAN滤波红外弱小目标检测

为了解决SUSAN滤波算子不能自适应调整滤波系数的问题,采用Geusebroek提出的各向异性高斯滤波器替代SUSAN滤波算子中的高斯滤波部分。由局部图像的方差和像素的邻域平滑度决定长短轴的方差,由该点的梯度方向决定滤波器的长轴方向,由局部图像的灰度值与均值差的一阶范数确定SUSAN滤波器的阈值,从而构造出各向异性SUSAN滤波器。将其用于红外弱小目标检测中,实验结果表明:各向异性SUSAN滤波器能够很好地保留图像中的边缘信息,使残差图像中弱小目标的信噪比增益和信杂比增益极大地提高,目标大小得到较好的保留,虚警率下降。     

各向异性扩散滤波的正则化参数选取方法

研究了图像处理中各向异性扩散的正则化参数选取问题.根据分片常数模型，提出了一种噪声估计方法，该方法通过寻找图像中的最小区域方差来估计噪声;分析了正则化参数与图像噪声的关系，提出了一个正则化参数选取的修正公式，该公式使正则化参数能根据图像噪声自适应调整;最后给出了由正则化参数选取高斯模板尺度的规则.实验结果显示，这种正则化选取方法可以使各向异性扩散方程对图像噪声具有很好的自适应性.     

多参数Gabor预处理融合多尺度局部水平集的超声图像分割

针对超声图像边缘较弱且不连续、图像灰度分布不均的特点,提出一种基于多方向、多频率的Gabor滤波融合多尺度水平集的边缘提取算法。将超声图像成像的不连续性看作随机方向的纹理,利用Gabor滤波的方向性进行不同角度的滤波,通过最大值融合多图像,得到待分割区域和背景之间的差异且最大程度地保留原图像信息的中间图像。同时,使用多中心频率的Gabor滤波核以满足超声图像复杂的频率分布特性,并通过均值融合的方式减弱噪声的影响。再针对融合图像边缘较弱且灰度变化不均的缺陷,改进传统的局部聚类水平集方法,采用不同方差大小的高斯卷积核来适应图像不同部分的灰度变化情况,通过均值融合构造多尺度能量函数。通过在增强图像上迭代改进后的多尺度水平集函数,获取最终边缘。为验证算法的有效性,对胃部超声图像进行测试,分割结果的相关性系数和敏感性系数分别达到了0.856和0.910,相比传统局部强度聚类水平集方法分别提升了20.7%和5%。实验结果表明,该算法可以显著提高超声图像边缘提取的连续性和准确性,有效降低因超声图像灰度不均和边缘较弱造成的过分割现象。     

红外弱小目标检测中的特征选择性滤波方法

针对红外图像弱小目标检测中的预处理问题,提出了一种特征选择性滤波方法(CSF),该方法创造性地将各向异性滤波应用到图像空域,通过分析红外图像中不同特征区域的特性,改进了系数分布函数,使CSF在消除背景、平滑边缘的同时,增强目标信号.最后给出了该方法的滤波特性分析和实验结果,并与其他滤波方法做了比较.实验结果表明该方法具有良好的背景抑制和目标增强性能,且结构简单,有利于实时实现.     

多尺度各向异性扩散方程的红外弱小目标检测算法

针对复杂背景下红外弱小目标检测效果不佳的问题,结合多尺度分析法和各向异性扩散方程,利用图像尺度和方向信息,提出一种新的红外弱小目标检测算法.首先,采用Surfacelet变换对图像进行多尺度、多方向分解,得到不同尺度下高频子带系数和低频子带系数;其次根据不同频带的特点,分别采用改进的各向异性扩散方程差分滤波和局部去均值滤波对高频子带系数和低频子带系数进行处理;最后,采用逆Surfacelet变换重构处理后的子带系数,并采用自适应阈值分割对重构的图像进行分割,以实现目标检测.采用多组红外图像进行试验,并与小波滤波以及各向异性扩散滤波进行比较,实验结果显示,该算法能有效抑制背景及其边缘,可以获得比另外两种算法更好的红外弱小目标检测效果.     

基于多尺度Radon变换的图像检索

根据Radon变换的统计特性构造了不变量,提出一种新的基于多尺度Radon变换的图像形状检索方法.对检索图像作小波变换,根据小波模极大原理得到边缘图像,对边缘图像构造Radon变换中心矩,在中心矩的基础上根据Radon的统计原理构造出尺度不变矩.由于矩阵的奇异值具有旋转不变性,因此针对不变矩向量矩阵求奇异值,该奇异值特征向量具有平移、尺度和旋转不变性.将该Radon变换的不变量作为形状特征,并进行高斯归一化,按照欧氏距离计算不同图像间的形状相似度.试验结果表明,该方法对高斯噪音具有较强的鲁棒性,与其它方法相比具有较好的检索效果.     

基于非凸正则化项的合成孔径雷达图像分割新算法

合成孔径雷达图像中乘性噪音的存在使合成孔径雷达图像分割变得非常困难.针对这一难题,本文以提高分割准确度,保护图像的几何结构边缘和提高算法的鲁棒性为目的,提出了一种适用于处理合成孔径雷达图像分割的新模型.新模型结合合成孔径雷达图像的区域和边缘信息,首先通过引入非凸的正则化项,定义了能量泛函;然后极小化能量泛函,建立了水平集函数演化的偏微分方程;最后对水平集演化方程的数值求解,实现了对合成孔径雷达图像感兴趣区域的分割.分别采用仿真图像和实测合成孔径雷达图像对新模型进行验证,结果表明,新模型对合成孔径雷达图像具有很强的边缘定位能力,能使目标区域分割更完整.     

基于非凸正则化项的合成孔径雷达图像分割新算法

合成孔径雷达图像中乘性噪音的存在使合成孔径雷达图像分割变得非常困难.针对这一难题,本文以提高分割准确度,保护图像的几何结构边缘和提高算法的鲁棒性为目的,提出了一种适用于处理合成孔径雷达图像分割的新模型.新模型结合合成孔径雷达图像的区域和边缘信息,首先通过引入非凸的正则化项,定义了能量泛函;然后极小化能量泛函,建立了水平集函数演化的偏微分方程;最后对水平集演化方程的数值求解,实现了对合成孔径雷达图像感兴趣区域的分割.分别采用仿真图像和实测合成孔径雷达图像对新模型进行验证,结果表明,新模型对合成孔径雷达图像具有很强的边缘定位能力,能使目标区域分割更完整.     

数字滤波在心磁噪声抑制中的应用

提出了一种基于数据重置最小均方算法的自适应数字滤波器, 并将其应用于抑制心磁信号的背景噪声. 数值模拟结果表明该滤波器对于相关噪声,尤其是有幅值变化和时间延迟的情况, 有很强的抑制效果. 该滤波器有很宽的带宽.利用它可以使心磁信号的信噪比提高到器件的本征噪声水平. 利用周期平均的方法进一步提高信噪比, 对滤波前后心磁信号的频谱进行了分析.     

Wavelet based noise suppression technique and its application to ultrasonic flaw detection

The noise suppression techniques with wavelet transform (WT) are widely used in non-destructive testing and evaluation (NDT&E), especially in ultrasonics. Complete reconstruction theory with hard or soft thresholds, reconstruction technique based on the singularities of noise and signal, matched filter with an impulse response, and optimal frequency-to-bandwidth ratio of wavelet technique have all been used to analyze ultrasonic signals for noise suppression. But a more simple and effective technique has been pursued for decades. This paper develops a new technique using WT for the right purpose. In this work, WT is treated as a band-pass filter whose central frequency and frequency bandwidth (CF&FB) are determined by the spectra distribution of an ultrasonic signal captured from real testing situation. For the purpose of matching their CF&FB well, a technique for evaluating the optimal scale of a daughter wavelet is carried out too. By acting this daughter wavelet as a band-pass filter, we can obtain excellent de-noising results, even when the signal to noise ratio (SNR) is below -18 dB. The performance of the technique has been done by ultrasonic signals with computer generated white noises. Finally, the experimental verification is performed on a pipeline specimen with man-made small flaws with good results obtained. The results show that the technique is more suitable for processing heavy noised ultrasonic signals, and it can also be used in automatic flaw detection.     

消除水下激光图像混合噪音的软形态滤波算法

除了采用距离选通等特殊机制来消除后向散射之外,水下激光成像系统作用距离的进一步提升依赖于对图像中噪音的有效抑制.在分析水下激光距离选通图像噪音特性的基础上,引入软形态学,设计了多方向结构元和极化软形态变换,组成开-闲级联滤波器.对于其中的重复度参量,以散斑指数和边缘能量为目标,采用离散差分算法优化.实验结果表明,该算法...     

基于约束优化的闪光照相图像重建算法

针对闪光照相图像受模糊及噪声影响的问题,提出了一种基于约束优化的闪光照相图像重建算法。该算法建立基于平行束投影的正向成像矩阵,并通过嵌入模糊矩阵表达成像过程中的模糊因素,采用最速下降法求解重建问题。在算法中设计了预优矩阵以提高迭代重建速度,利用客体密度值非负、密度分布分段光滑并含有阶跃性边界的先验知识,设计和采用了非负约束、光滑约束及广义变分边界约束条件。对仿真FTO客体图像及实际闪光照相图像的重建结果表明,基于约束优化的重建算法具有良好的边界保持能力及噪声抑制能力,可以有效提高图像重建质量。     

A weighted least squares algorithm for time-of-flight depth image denoising

In this paper, we present a new denoising method for the depth image of a time-of-flight (ToF) camera, based on weighted least squares (WLS) framework. The common method for ToF depth image denoising is to use bilateral filter. However, the ability of bilateral filter in edge preservation would be reduced while we attempt to smooth out larger spatial scale noise. In order to avoid this problem and preserve the edge information as much as possible, we introduce a new way to construct edge-preserving ToF depth image denoising based on WLS. We are to our knowledge the first to present a WLS-based method for ToF depth image denoising. Experimental results demonstrate that compared with bilateral filter, our proposed algorithm not only achieves better performance in edge preservation, but also improves the PSNR values of the denoised images by 0.5–2.6 dB.     

基于改进倾斜刃边法的光电成像系统MTF高准确度测试

提出一种能高准确度测试光电成像系统调制传递函数的改进的倾斜刃边法.利用一种自动确定高低阈值的改进Canny算子提取边缘位置点,对提取到的边缘位置点进行线性拟合求得刃边倾角,在利用费米函数拟合边缘扩散函数的过程中,提出一种邻域平均值和设定误差容限的多重去噪改进方法.通过仿真与物理实验证明了本文方法的有效性,并分析了刃边倾角、噪声变化对本文方法与传统方法MTF测试准确度的影响.实验结果表明:本文方法的调制传递函数测试准确度达到0.004 9,重复准确度达到0.003 1,皆优于传统方法;说明其具有较高的测试准确度和良好的测试重复性,并且具有较强的抗噪性,基本不受刃边倾角变化的影响.     

一种在色噪声环境下的信号检测方法

为了抑制蛟龙号载人潜水器水声通信受母船色噪声干扰的影响,本文提出了一种统计匹配滤波器在色噪声环境下使用的新方法,它通过将接收信号映射到一个生成子空间中进行信号检测,可提高输出水声通信信号的信噪比。受客观条件限制,向阳红09船——蛟龙号载人潜水器的试验母船噪声环境比较恶劣,对水声通信产生了较强的干扰。如何在向阳红09船的这种强、色噪声环境下,提升水声同步信号的检测能力,对提高水声通信的可靠性是非常有帮助的。实际采集试验数据分析结果验证了该检测算法比传统匹配滤波器有更强的信号检测能力。     

Computational bluff body aerodynamic noise prediction using a statistical approach

A new method for calculating the aerodynamic noise generated by bluff bodies is presented in this paper. The methodology uses two-dimensional, unsteady Reynolds averaged Navier Stokes turbulent flow simulations to calculate the acoustic source terms. To account for turbulent flow effects that are not resolved by the flow simulation, a statistical approach has been developed and applied to introduce narrow band random noise. Spanwise de-correlation of flow information is accounted for using a correction method based on a de-correlation length scale. Curle’s compact acoustic analogy is used to calculate the far-field noise. To illustrate the effectiveness of the method, the turbulent flow and noise about two test cases are calculated and compared with experimental results from the literature.     

Video coding technique with a parametric modelling of noise

This paper presents a video encoding method in which noise is encoded using a novel parametric model representing spectral envelope and spatial distribution of energy. The proposed method has been experimentally assessed using video test sequences in a practical setup consisting of a simple, real-time noise reduction technique and High Efficiency Video Codec (HEVC). The attained results show that the use of the proposed parametric modelling of noise can improve the subjective quality of reconstructed video by approximately 1.8 Mean Opinion Scope (MOS) points (in 11-point scale) related to the classical video coding. Moreover, the present work confirms results attained in the previous works that the usage of even sole noise reduction prior to the encoding provides quality increase.     

Procedures for determining the acoustic efficiency of edge-modified noise barriers

This paper describes the noise shielding efficiency of barriers with an acoustic device mounted on their top edge for reducing sound diffraction. Diffraction behind the edge-modified barrier is investigated by scale model experiments in which the positions of a source and a receiver are aligned along a circular arc around the barrier top. The result indicates that the acoustic efficiency of the edge device is a function of the angles of the source and receiver and independent of their radii. Based on this finding, a novel procedure for determining the efficiency of manufactured edge devices is established. This procedure is very beneficial for estimating the edge device efficiency by eliminating ground and meteorological effects. The measured efficiency of the device will be quite useful for the prediction of noise propagation behind the edge-modified barriers.