超分辨率活体人眼视网膜共焦扫描成像系统

活体人眼共焦扫描成像系统的分辨率受到人眼像差、数值孔径和探测针孔尺度的限制,本文设计了一套超分辨活体人眼视网膜共焦扫描系统,采用自适应光学技术探测并校正人眼像差,结合光学超分辨技术提高系统分辨率,补偿有限尺度针孔对分辨率的影响,并获得活体人眼的实时、高分辨图像. 关键词： 超分辨 共焦扫描光学显微术 眼科光学 自适应光学     

人眼像差校正仪视网膜动态稳像研究

针对人眼无意识的抖动导致图像位置在眼底成像设备上无规律变化而无法有效观察指定区域的问题,提出了一种视网膜图像实时动态稳像算法.该算法依据图像匹配理论,在图像探测的同时引入图像有效区域实时"计算-移位".利用时间上相邻的视频序列图像近似对应于眼底同一位置的特点,通过"采集-运算"找到当前采集图像的中心区域.把当前图像的中心区域与第一帧采集图像的中心区域进行相关匹配,获取当前视网膜图像相对第一帧图像抖动的偏移方向和偏移量,然后把当前图像移位,循环执行此过程,并剔除无法匹配的图像,使得屏幕上的图像始终是在同一个位置的静态图像.实验证明:本文提出的算法解决了自适应眼底成像设备在对视网膜细胞观测时因为人眼自然抖动而造成的图像不稳定问题;解决了人眼在可见光波段的激光照明下受到较强刺激而无法长时观测的问题,实现了细胞和微血管同平台同算法观测;是采用拼接技术实现大视场图像的前提.     

基于八叉树颜色量化和链表统计的背景主色提取方法

背景主色的确定是迷彩伪装的关键问题,针对现有提取方法的不足,提出一种基于八叉树颜色量化和链表统计的背景主色提取算法.首先对图像进行八叉树颜色量化,然后统计量化后图像的颜色,并用链表存储,最后依据人眼视觉特性和相应准则确定背景主色.该算法可以对多 幅图像进行处理且运算时间较短.实验表明这种方法能够满足迷彩伪装颜色确定的要...     

用显示器测量人眼衬比度敏感函数

人眼视觉系统(HVS)特性是图像显示、处理和理解等理论与技术的重要依据,衬比度敏感函数(CSF)是描述视觉系统空间特性的主要指标之一。显示器作为图像信息输出的主要设备,显示器环境下人眼衬比度敏感函数数据更有实际应用价值。研究用阴极射线管(CRT)显示器测量人眼亮度衬比度敏感函数,详细描述采用10 bit图像显示卡产生亮度条纹衬比度达到人眼阈值的方法,提出采用多衬比度交互阈值确定(MITD)衬比度阈值的心理物理学实验方法。对矩形条纹的平均亮度10 cd/m26、0 cd/m29、0 cd/m2三个等级,0.41 cpd,0.82 cpd,1.23 cpd,1.97 cpd,3.08 cpd,3.79 cpd,4.93 cpd,7.04 cpd,9.86 cpd,16.43 cpd,24.64 cpd 11个空间频率和12名正常视力的青年进行了测量。测量结果与国内外采用光学装置方法测量结果进行了比较和讨论。     

基于图像探测的早期火灾烟气模式研究

烟气是火灾过程中的重要物理现象。为改进早期火灾探测和预警,需要对基于图像探测的火灾烟气模式加以研究。以不同应用背景为依据,对烟气模式提出分类研究的思想。并以提高图像探测的可靠性和灵敏度为目的,对烟气的图像信息特征进行分析,提出了建立早期火灾烟气模式的设想。     

基于HSI颜色空间和小波变换的多光谱图像和偏振图像融合实验研究

偏振成像技术是当前光电成像领域研究的热点之一.为了更好地实现目标探测识别,本文研究了基于HSI颜色空间的偏振图像和多光谱图像的融合算法,对每一个波段内的偏振图像进行融合并映射到HSI颜色空间;然后对实验所选取的三个波段的H、S、I图层进行小波系数融合,并将融合图像在RGB颜色空间输出显示.给出了融合图像的客观评价参数,通过与前人的实验对比,表明该算法更加适合于人眼的视觉特性.融合图像用颜色凸显目标的偏振信息,能够将目标和背景明显区分开来,很大程度地提高了目标探测识别的质量.     

微光成像系统的国值探测理论和视距探测方程的研究（续）

微光成像系统的国值探测理论和视距探测方程的研究（续）艾克聪（西安应用光学研究所）４微光成像系统新阈值预测理论和视距探测方程的研究经典微光成像系统的阈值预测理论认为：只要通过成像系统所得到的景物图像给人眼提供的视觉信噪比大于人眼的阈值信噪比，目标物就能...     

用于人眼视网膜成像照明的激光消散斑技术研究

以近红外激光(808 nm)作为人眼波前像差探测的信号光和视网膜成像的照明光,液晶空间光调制器(LCOS)作为波前校正器,用哈特曼波前探测器探测人眼像差,构建了人眼像差自适应校正的视网膜成像系统.利用模拟眼分析了激光散斑对相机成像的影响和对哈特曼波前探测器进行像差探测的影响,同时验证了利用旋转散射体的方法消除激光散斑的可行性和有效性;用活体人眼进行了激光消散斑前后照明视网膜进行成像的对比实验,并进一步利用自适应光学技术实现了对人眼像差的动态校正和视网膜细胞的连续成像.校正后,系统波前像差的均方根值小于0.1λ.实验表明激光消散斑后可以同时作为人眼像差探测的信号光和视网膜成像的照明光,从而可以进行连续自适应校正和成像.     

可见光与红外彩色融合图像感知清晰度评价模型

提出了感知清晰度评价模型,来评价人眼对红外与可见光彩色融合图像细节和边缘的可辨识度。首先,利用人眼对比度敏感函数模型,抑制在特定观察条件下图像中人眼不敏感的频率成分。之后,在局部频带对比度模型基础上,结合人眼亮度掩模特性构造了感知对比度模型。最后,计算融合图像人眼兴趣区域(细节和边缘区域)的感知对比度,进而评价融合图像的感知清晰度。实验结果表明,与现有的五种彩色图像清晰(模糊)度的客观评价模型相比,考虑人眼视觉特性感知清晰度模型的计算结果与人眼主观感受具有较好的一致性,可以有效地对彩色融合图像清晰度进行客观评价。     

人眼视网膜成像自适应光学系统设计

设计一套基于液晶空间光调制器的人眼视网膜成像自适应光学系统,以获得高分辨率视网膜图像,并且使该系统实现体积小,功耗低,成本低等优点.采用夏克-哈特曼探测器和基于硅基板上的液晶器件分别作为波前探测器和波前校正器.系统采用双对准光源以主观方式来使人眼对准,近红外光探测成像以减小对人眼的刺激.使人眼对有限距离对焦,以减小离焦对成像的影响,使该系统既可用于正常眼,又可用于近视眼.用ZEMAX软件对系统进行了模拟分析,认为该系统可获得高于3 μm的视网膜分辨率,该系统设计是合理可行的.     

基于改进的概率Hough变换的转鼓装校技术研究

为解决裂隙灯转鼓装校时人眼对转鼓图像中的十字叉丝的中心距离计算存在的不确定性问题，提出一种基于改进的概率Hough变换的转鼓数字化装校技术。通过对原图像预处理、改进概率Hough直线检测、制定直线交点筛选规则，实现了高精度的转鼓图像十字叉丝直线检测和叉丝中心距离计算。实验表明，改进的概率Hough变换能够准确地检测图像中的十字叉丝，并将多余直线100%拟合成4条直线；利用交点筛选规则可以准确筛选出2个有效交点。该装校技术能够实现转鼓数字化装校，以数字信息来提示工人转鼓装校优劣，且能够满足转鼓生产线上的实际需求。     

Probability-based tampering detection scheme for digital images

In recent years, digital watermarking technology has been widely used for property rights protection and integrity authentication of digital images. Image integrity authentication is usually done by a fragile watermarking scheme. When authenticating image integrity, one must extract the embedded authentication message from the image for comparison with the image feature to identify whether the image has been tampered with, and if so, locate the affected area. However, such authentication schemes may result in detection error problems. Namely, the tampered area may be misjudged as not having been tampered with, or vice versa. Hence, methods that effectively reduce errors in tampering detection have become an important research topic. This study aims to integrate a probability theory to improve image tampering detection accuracy and precision. The scheme includes two processes: the embedding of an image authentication message and tampering detection. In the image tampering detection process, in addition to identifying whether the image has been tampered with and locating the tampered area, through the authentication message embedded in the image, a probability theory is employed to improve previously obtained detection results to enhance authentication accuracy. The experimental results reveal that the proposed scheme performs well in terms of detection precision and authentication accuracy rate.     

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.     

基于视觉测量的飞行器舵面角位移传感器标定

提出一种基于计算机单目视觉的飞行器副翼、襟翼、方向舵和升降舵角位移传感器的非接触标定方法.用共面的两个特征圆组成一标定靶固定在飞行器舵面上,用一台定焦数码摄像机对标定靶拍照,获得特征圆数字图像.经图像分析确定特征圆圆心及直径在像面上的透视投影位置和长度,根据透视投影逆变换原理建立物和像空间坐标关系的解算模型,进而导出靶面平面方程.飞行器舵面角位移则由标定靶面的法线方向余弦来表示.仿真结果表明,该方法具有标定过程快速、简单和准确的特点.不需事先标定摄像机内外部参量,其标定准确度优于0.2°.     

高清医用电子内窥镜微型CMOS摄像模组(英文)

研发并报道一个全新的130万像素电子内窥镜微型摄像模组.该模组采用低压差分信号技术实现图像数据的长距离高保真传输,它包括一个1/5.5英寸、分辨率为1280×1024像素的CMOS图像传感器,一个视场角为140°的小型镜头以及2个电路板.小型镜头座直接粘合到图像传感器的非光学窗口部分,两块印刷电路板垂直装配,使模组的尺寸缩小到长宽高分别为15.0mm、5.5mm、5.2mm的空间.编码芯片将并行数字信号编码成低压差分信号经双绞线传出模组.搭建了实验系统并对摄像模组的实践性能进行评价.实验表明:模组分辨率达到136lp.mm-1,图像传输距离达到2m以上.紧凑的结构、高清分辨率图像、大视场和长传输距离使其适用于内窥镜诊治,特别是高清胃镜和结肠镜.     

基于数字图像处理技术的树脂眼镜镜片缺陷检测研究

通过设计的镜片自动检测光学硬件系统,给出了树脂镜片精细杂质图像处理措施,将图像差分法应用于镜片图像边缘的去除;同时解决了镜片检测灰尘影响的问题;另外运用改进型的归一法解决杂质计数问题,为自动化分级分拣系统的研发提供重要的数据支持,为镜片缺陷检测系统的后续分级分拣的数字控制模块提供了可操作性。该检测系统检测精度为0.03 mm、速度为1片/s,检测误差控制在5%。     

微弱日盲紫外电晕自动实时检测方法

针对目前商用日盲紫外/可见光双谱段电晕探测仪对故障的判定效率低且容易受噪声干扰问题,本文提出了一种微弱日盲紫外电晕自动实时检测方法。在分析电晕目标和噪声时间域统计特性的基础上,该方法利用电晕目标在时间域连续的特点,首先完成灰度图像二值化、形态学膨胀等预处理,其次将N帧连续图像累加后阈值化,最后进行特征提取,获取电晕位置、面积等特征信息,实现电晕的自动实时检测。在完成设备辐射标定的基础上,可立即回溯得到故障的光子计数参考值。建立了该方法的探测概率、虚警率数学模型。将其在高速数字处理平台TMS320DM642上实现并输入测试视频,结果表明:在典型参数情况下该方法单次检测虚警概率为2.85×10^-5,处理时间小于120 ms,可实现微弱日盲紫外电晕的实时检测。     

图像中近圆形对象的一种识别方法

介绍了一种利用多特征联合概率的红外图像中近圆形对象检测方法,通过计算图像中诸多小段曲线的弯拱方向来获得图像中各处存在圆的概率,并用梯度强度对这些概率进行加权,再结合对象内部为空洞的概率,共同形成对图像中近圆形对象所在位置的一个判决。经与经典的Hough变换法相比较,表现出一定的优越性。对一组不同特征的红外图像进行测试实验,均能检测出近圆形对象,表现出一定的适应性,对某些应用场景中的目标检测与识别有辅助价值。     

用黑斑的椭圆性质在二值化图像中探测眼睛

在人脸探测过程中 ,双眼的探测非常重要 ,这是因为人的眼睛是人脸上最容易探测到的特征部位。通过双眼探测还可以对人脸进行定位 ,使人脸的尺寸归一化。探讨了一种基于二值化图像中黑斑几何形状分析的双眼探测方法。因为人眼的形状比较接近椭圆 ,故在研究黑斑的几何性质时 ,重点研究黑斑的椭圆性质。所谓黑斑的椭圆性质是指按照黑斑的面积和二阶矩计算出的椭圆参数。椭圆的主要参数有椭圆的面积、质心、长短轴的长度和方向角 (椭圆长轴与水平方向的夹角 )。为了描述黑斑与椭圆的近似程度 ,定义了椭圆硬度的概念。根据眼睛黑斑椭圆参数的测试数据建立了探测眼睛的数学模型 ,并给出了根据此模型得到的双眼探测的实验结果     

基于光相干外差检测的布里渊散射DOFS的研究

对布里渊散射分布式光纤传感器(DOFS)检测原理进行了分析, 针对布里渊散射光信号的特点, 应用光相干和外差技术来检测布里渊散射光信号. 具体采用微波电光调制产生频率可调的参考光, 和布里渊散射光进行相干检测, 根据布里渊频移特性取出布里渊散射光信号, 从而得到分布式传感信号. 分别实现了25 km光纤的分布式温度和应变传感, 达到3℃的温度分辨率、100 με的应变分辨率和10 m的空间分辨率.