同态滤波图象增强在微粒场全息图图象处理中的应用

微粒场全息图象亮度不均匀,会给图象处理中的二值化处理结果带来影响.本文针对亮度不均匀产生的原因进行理论分析,采用同态滤波图象增强方法对其进行亮度校正.通过计算机模拟分析和实验验证,证实了同态滤波图象增强方法是二值化之前对亮度校正的有效预处理方法。     

基于数学形态学和匹配滤波的视网膜血管图像增强方法

针对视网膜图像成像过程的特点,提出了一种新的视网膜图像血管信息增强方法。由于存在光照不均匀的情况,采用同态滤波的方法设计了一种滤波器,对光照不均匀的情况进行了有效的校正;使用数学形态学中的Top Hat变换,对背景信息进行抑制,使得血管信息得到增强;最后进一步采用匹配滤波的方法,探测血管信息,使得血管信息的亮度得到提高,增强了与背景的对比度,血管信息具有明显的可视性。实验结果表明了提出的方法的有效性,对临床疾病的诊断及治疗具有较大的参考价值。     

数字显微全息重建图像的景深扩展研究

显微物镜的景深问题限制数字显微全息在大纵深视场中的应用. 本文充分利用数值重建的特点, 采取低频和高频系数子图上的最大亮度梯度的局部方差作为聚焦判据, 在小波分解域内对显微全息重建图像的景深扩展问题进行了研究. 对倾斜的连续物体碳纤维进行三维重建, 分析了重建距离与直径测量误差的关系. 以超声波雾化器生成的微液滴颗粒场为例, 对离散颗粒场的重建图像进行了景深扩展. 利用基于广义洛伦兹-米散射理论的模型分别模拟1-15 μm 的非透明与透明离散颗粒的显微全息图, 分析了该方法重建的颗粒场的纵深定位误差与夫琅禾费系数的关系, 对比了非透明与透明颗粒纵深定位误差的异同点. 实验和模拟结果显示出该方法对于连续物体和离散颗粒场的显微全息重建图像的景深扩展能力, 且能由此准确重建物体信息.     

非全息衍射投影（英文）

提出了一种无需全息计算和相干照明的衍射投影方法和投影系统,利用非相干的准直LED光源和傅里叶变换透镜取代全息迭代计算获得被投影图像的空间频谱,再利用空间频谱在自由空间中的瑞利索墨菲衍射实现了小投射比、无限景深的图像投影.详细推导了投影方法的成像过程,解析了投影系统的强度脉冲响应函数.实验搭建了一套非全息衍射投影系统,对投影过程中产生的像差和亮度不均匀进行矫正,获得了无相干噪音的高品质衍射图像,实现了投射比为0.87的无限景深的衍射投影.在相距大于800 mm的不同深度平面上同时获得了清晰的投影图像,从而验证了方法的可行性.该投影方法和系统在球幕投影、任意曲面屏幕投影和增强现实投影等领域具有潜在的应用.     

非全息衍射投影（英文）

提出了一种无需全息计算和相干照明的衍射投影方法和投影系统,利用非相干的准直LED光源和傅里叶变换透镜取代全息迭代计算获得被投影图像的空间频谱,再利用空间频谱在自由空间中的瑞利索墨菲衍射实现了小投射比、无限景深的图像投影.详细推导了投影方法的成像过程,解析了投影系统的强度脉冲响应函数.实验搭建了一套非全息衍射投影系统,对投影过程中产生的像差和亮度不均匀进行矫正,获得了无相干噪音的高品质衍射图像,实现了投射比为0.87的无限景深的衍射投影.在相距大于800mm的不同深度平面上同时获得了清晰的投影图像,从而验证了方法的可行性.该投影方法和系统在球幕投影、任意曲面屏幕投影和增强现实投影等领域具有潜在的应用.     

同态技术在红外图像处理中的应用

针对噪声引起的红外图像对比度的下降,采用同态滤波增强方法对红外图像进行校正,减小了噪声的影响,提高了原图像的对比度和像质,为进一步提取图像中的特征信息打下了良好的基础.通过计算机模拟分析和验证,证实了同态滤波是红外图像对比度增强的有效预处理方法.     

基于优势特征图像融合的水下光学图像增强

针对水下光学图像颜色失真、非均匀光照、对比度低的问题,提出基于优势特征图像融合的水下光学图像增强算法.首先,提出改进的暗通道先验算法去除退化图像中的不均匀浑浊并均衡色彩;其次,对颜色校正图像分别使用基于加权分布的自适应伽玛校正算法和限制对比度自适应直方图均衡-同态滤波算法,增强颜色校正图像对比度并使其亮度均衡;最后,定义三幅融合图像即颜色校正图像、亮度均衡图像、对比度增强图像的关联权重图,通过多尺度融合算法获得融合图像.与单一预处理算法只能解决对应的退化现象相比,该算法对单幅退化图像进行多算法处理,得到三幅优势特征图像,通过不同权重的组合最大程度地将各优势特征相结合,得到的综合效果远超各单一算法优化效果,不再局限于解决颜色失真等单一问题.将本文算法与现有算法在主观评价和客观评价两方面进行实验对比,结果表明,该算法可以有效平衡水下图像的色度、饱和度及清晰度,视觉效果接近自然场景下的图像.     

双头增强与非均匀校正的水下图像增强算法

受水下环境浑浊度高、光照不足和均匀性差等因素影响,水下成像所获取的图像存在对比度低、细节模糊和颜色失真等缺陷,为此提出一种双头增强和非均匀校正的水下图像增强算法。利用构建的双头增强网络从浅层信息中提取多尺度特征,同时融合不同通道的上下文信息,有利于水下图像低对比度的增强;此外构建了非均匀校正网络,对图像不同通道和不同位置进行非线性加权融合,有利于颜色一致性和亮度的恢复。与10种算法相比,本文算法在UIEB测试集上峰值信噪比、结构相似性比其他方法的最优值分别提高了4.02 dB和0.120,CIEDE2000指标下降了1.51,在LUSI测试集上述指标分别提高了2.13 dB、0.025及下降了0.48。实验结果表明：所提算法针对不均匀的水下图像增强效果显著,更加符合人眼特性。     

投影显示亮度均匀性稳健校正方法

随着投影仪的发展,其显示质量越来越受到人们关注.投影显示中普遍存在亮度不均匀性问题,且大部分高灰度图像在亮度校正后易出现饱和.而一般的剪切法会极大地降低像面均匀性.为解决这个问题,基于投影仪相机系统建立系统光度学模型,在传统线性映射方法的基础上提出了一种亮度不均匀性校正的非线性稳定算法.实验表明,采用的投影仪在校正前其图像显示亮度从中心到边缘下降了近50%,像面不均匀性的相对均方根误差(RRMS)为17.7%;而饱和图像校正后像面的RRMS为1.69%,几乎达到了与未饱和图像(1.55%)相同的校正精度,同时基本保持了显示图像的平均亮度水平.     

像增强器的荧光屏亮度均匀性测试的校正法研究

像增强器荧光屏亮度均匀性参数是判断其性能好坏的一个重要技术指标。设计了一种测试系统来测试它的亮度均匀性参数。该系统利用标定过的具有均匀亮度的荧光屏(裸屏),以标准像增强器的图像作为标准来校正面源电子枪。由于校正后的面源电子枪仍然存在误差,所以具有均匀亮度的荧光屏(裸屏)的图像不可能是完全均匀的,呈现边缘暗中间亮。分析其图像的亮度曲线,建立校正函数,改变校正函数中的调节系数,直到计算机上显示出图像均匀为止,这时可得出系数确定的校正函数。首先利用校正后的电子枪轰击待测荧光屏,采集其图像,以确定的校正函数对其进行修正,然后观察由计算机显示出的图像是否均匀,从而判断待测荧光屏的均匀性。     

光照不均匀的干涉条纹校正新方法

光照不均匀的干涉条纹校正是干涉条纹图像处理中的一个难题。理论分析了产生照度不均匀的原因,提出了采用同态滤波技术进行干涉条纹校正。通过计算机模拟验证,该方法不仅编程简单,而且校正效果好,是一种有效的干涉条纹预处理方法。     

Elimination of zero-order and conjugate images in off-axis digital holography

In this paper, a new digital method has been developed for eliminating the zero-order and conjugate image in off-axis digital holography. The method consists of filtering the spatial frequencies associated with these undesired terms (the zero-order and conjugate images) in the computed Fourier transform plane of the hologram multiplied with computer simulated original reference wave (written as (RI_h)). An important conclusion is that, without the need for additional shift-spectrum process, the spectrum of real image always appears in the center of the spectrum plane and never shifts. This brings us some convenient to design a filtering window. The theoretical analysis and the corresponding simulation and experiment results are given. As the zero-order and conjugate image are eliminated, both the contrast and brightness of the real image are enhanced and the image quality is improved. Meanwhile, the process of designing a filtering window is simple and convenient.     

数字X射线图像处理及直接测定物体微密度的研究

数字X射线图像(DR图像)由于受成像设备内部因素和外界环境的影响,其图像噪声较大,且背景亮度不均匀,因此,若要正确地识别图像,必须对其进行处理。本文对数字X射线图像进行了分析,采用自适应滤波、直方图均衡技术和差影法理论对图像进行处理,结果表明：图像处理可以消除噪声、增强图像亮度、矫正背景误差。为了进一步验证该处理方法的可行性,文章以非均质材料杨树木材为实验材料,应用数字X射线图像的灰度值与穿透物材料密度的线性关系直接测定物体微密度,将DR图像法测定的结果与微密度测量仪测定的结果进行对比,结果表明：对于早晚材难以识别的杨树木材,DR图像系统测定的结果比微密度仪更准确,DR图像法直接测量物体微密度值是可行的。     

基于潜在低秩表示与复合滤波的红外与弱可见光增强图像融合方法

针对传统红外与弱可见光图像融合算法中存在的亮度与对比度低、细节轮廓信息缺失、可视性差等问题,提出一种基于潜在低秩表示与复合滤波的红外与弱可见光增强图像融合方法.该方法首先利用改进的高动态范围压缩增强方法增强可见光图像提高亮度;然后利用基于潜在低秩表示与复合滤波的分解方法分别对红外与增强后的弱可见光图像进行分解,得到相应的低频和高频层;再分别使用改进的对比度增强视觉显著图融合方法与改进的加权最小二乘优化融合方法对得到的低频和高频层进行融合;最后将得到的低频和高频融合层进行线性叠加得到最终的融合图像.与其他方法的对比实验结果表明,用该方法得到的融合图像细节信息丰富,清晰度高,具有良好的可视性.     

基于Laplacian算子的同态滤波算法研究

针对频域同态滤波中运算量大、运算时间长、不能满足实时性要求的缺点,提出了一种基于Laplacian增强算子的空域同态滤波算法。首先对原有的Laplacian增强算子做改进,使其在增强图像高频成分的同时能够适当地抑制其低频成分,再将改进后的Laplacian增强算子同图像函数作卷积,快速实现空域内的滤波增强。实验表明,该方法不仅有效地压缩了图像的亮度范围,增强了图像的对比度,还大大提高了运算速度,节省了运算时间,适用于对快速性要求较高的实时性场合。     

Phase modulation pseudocolor encoding ghost imaging

We present a ghost imaging scheme that can obtain a good pseudocolor image of black-and-white objects.The essential idea is to use a multi-wavelength thermal light source and the phase modulation pseudocolor encoding technique,which overcomes the disadvantages of other methods involved spatial filtering.Therefore,the pseudocolor ghost image achieved by this imaging scheme is better than that obtained by other methods in terms of brightness,color,and signal-tonoise ratio.     

多尺度Retinex截断区间对图像质量影响的分析

研究了多尺度Retinex算法对曝光量不足的彩色图像增强处理的结果。改进型多尺度Retinex算法是使用多尺度Retinex增强后在亮度平均值附近以k倍标准差进行截取、拉伸。采用亮度与对比度乘积、图像信息熵等2个判据,实验结果表明在亮度平均值附近k=1倍标准差进行截取后再拉伸得到的图像其2个判据的值都较大,图像最佳。