基于梯度和运动估计的视频质量评价

数字视频质量评价在视频压缩、处理以及视频通信领域中有着十分重要的作用.本文在现有视频质量评价方法以及对人类视觉特性研究的基础上,提出了一种基于梯度和运动估计的视频质量评估方法.该方法充分考虑了视频图像的边缘特性、各帧之间的时间相关性以及画面中场景的变化对视频质量的影响等因素.实验结果表明,该方法对基于H.264编码的失真视频有更好的评价效果,与人类视觉的主观评价结果一致.     

基于相似度的立体图像对中右视点图像质量评价方法

结合立体视频中左右视点图像序列之间的关系、模糊数学方法以及客观图像质量评价的特点,提出了一种用于立体视频图像中右视点图像进行质量评价的方法.该方法对在解码端通过重建左视点的图像序列对生成右视点图像序列进行基于相似度的图像质量评价.实验结果表明,该方法能较好地反映立体视频右视点图像的质量水平.     

基于灰度信息的动场景视频序列中运动对象的提取

提出了一种基于视频序列灰度信息的运动对象提取方法。该方法采用改进的Sobel算子提取边缘图像,依据边缘信息将视频图像分割为不同的灰度连续区域。在各灰度连续区域中,选取特征点进行匹配获得特征点对。根据特征点对合并灰度连续区域,获得全局运动参数。采用具有自适应帧间隔的帧差交集法,获得图像中运动对象区域。结合灰度信息和运动信息,分割出运动对象。实验结果表明,该算法可以有效地将运动对象从视频序列中提取出来。     

基于运动剧烈程度的无参考视频质量评价模型

网络视频质量评估具有无参考性、实时性、网络传输状态依赖性和主观视觉性等需求.本文以网络丢包引发的视频失真为研究重点,针对不同解码类型帧上的网络丢包引发的视频失真持续效应不同和网络丢包引发的人眼视觉感受与丢包所在帧视频内容的运动剧烈程度有着显著的关联等现象,提出了一种基于运动剧烈程度的无参考视频质量评价模型.该模型无需原始参考视频序列亦无需视频解码,对客户端接收到的码流分析其由丢包引起的视频损伤,标记受损宏块,建立受损宏块的失真持续效应和运动剧烈程度与视频质量间的关联,并完成视频质量评估.实验结果表明,该方法计算量小,实时性高,与主观评价结果一致性程度较高.     

一种基于特征跟踪的视频序列稳像算法

提出一种基于特征跟踪的视频序列稳像算法.该算法从视频序列的参考帧中提取出一组角点特征,然后在后续帧中基于模糊Kalman滤波进行特征窗跟踪,通过比较各帧图像中特征窗间的对应关系计算出补偿摄像机运动所必需的参数,使用这些参数将后续帧向参考帧对准,从而得到稳定的视频序列.实验结果表明该算法稳像效果好,运算复杂度低,且具有较强的鲁棒性.     

结合人眼视觉关注特性的视频质量评价

考虑到人眼视觉关注特性在视频质量评价(VQA)中所具有的重要作用,提出了一种结合人眼视觉关注特性的视频质量评价方法。首先利用三维Sobel算子以及恰可察觉失真模型得到全局显著图,对全局显著图的每个显著像素点构建结构张量来求取一帧的全局质量;然后利用视频运动信息以及人眼中心关注特性求得局部显著图来进行感知加权,得到一帧的局部质量;最后均衡局部与全局质量得到视频中一帧的质量,并采用机器学习的方法获得时域加权模型,对视频帧进行加权,从而得到客观视频质量评价值。在LIVE视频数据库上进行性能测试,得到PLCC(Pearson Linear Correlation Coefficient)为0.827,SROCC(Spearman Rank Order Correlation Coefficient)为0.802,与已有相关算法相比,所提出的VQA方法的评价结果更接近人眼的主观感知。     

基于行扫描测量的运动目标压缩成像

运动目标成像在实际应用中具有重要作用,而如何获取高质量运动目标图像是该领域研究中的一个热点问题.本文采用行扫描采样的方式,通过构造运动测量矩阵,建立一种基于压缩感知理论的运动物体成像模型,并通过仿真及实验,验证了该模型对于恢复运动物体图像信息的可行性.实验结果证明,该方法可获得高质量的运动物体成像.通过引入图像质量评价标准,分析了运动物体成像质量与速度之间的关系.将该方法与普通压缩感知算法进行比较,结果证明,在相同速度下,该方法的成像质量更高.该方法在无人机对地观测、产品线视频监测等领域有着很好的应用前景.     

基于运动估计的无人机视频与遥测同步方法

针对无人机遥测数据和视频由于通讯延迟、链路不稳等因素,视频和遥测数据无法一一对应起来,需要对其进行同步处理的技术需求,提出了基于运动估计的视频与遥测同步方法。对于无人机飞行获取的遥测数据和视频数据,分别进行运动估计,得到基于遥测数据的运动编码和基于视频数据的运动编码,然后基于分析得到的运动编码进行匹配,进而根据匹配结果,对遥测数据进行插值处理,实现遥测与视频的同步。通过对总体运动模式的匹配,在载荷和无人机的遥测协议具体内容未知的情况下,根据运动模式实现视频与遥测的同步。通过灰度投影的方法进行针对无人机遥测数据和视频由于通讯延迟、链路不稳等因素,视频和遥测数据无法一一对应起来,需要对其进行同步处理的技术需求,提出了基于运动估计的视频与遥测同步方法。对于无人机飞行获取的遥测数据和视频数据,分别进行运动估计,得到基于遥测数据的运动编码和基于视频数据的运动编码,然后基于分析得到的运动编码进行匹配,进而根据匹配结果,对遥测数据进行插值处理,实现遥测与视频的同步。通过对总体运动模式的匹配,在载荷和无人机的遥测协议具体内容未知的情况下,根据运动模式实现视频与遥测的同步。通过灰度投影的方法进行运动估计以完成视频的运动编码,大大提高了视频运动估计的效率和速度,最终实现视频与遥测的同步。实现对遥测数据的高精度匹配和插值,提高同步的精度。运动估计以完成视频的运动编码,大大提高了视频运动估计的效率和速度,最终实现视频与遥测的同步。实现对遥测数据的高精度匹配和插值,提高同步的精度。     

基于局部光流约束的角点匹配算法

提出了一种基于局部光流约束的角点匹配算法。首先采用Harris算子获得当前帧和参考帧的角点,然后以角点的光流特征作为约束条件,根据两帧图像角点集的坐标分布,排除异常角点,完成角点的精确匹配,实现图像之间的高精度运动估计。通过对视频序列进行实验,采用差图法可主观地发现该运动估计算法的有效性;以峰值信噪比作为评价指标,发现原始视频序列的帧间峰值信噪比明显低于仿射视频序列的帧间峰值信噪比。前者的平均值为22.8072,后者的平均值为33.3854,从而客观地说明了该算法的有效性和稳定性。     

一种全局运动的图像处理算法研究

在摄像机进行航拍的图像处理系统中,由摄像机运动所引起的视频运动,背景变化是主要特点。在进行图像采集时,每个像素都在变化,采用传统的图像编码方式进行图像压缩,压缩效果比较差。提出了基于块分割的精确运动估计算法,它是一种很好的图像压缩方法。     

Hyperfine interactions of 111Cd in TiO2 (Rutile) studied by perturbed angular correlations

The time-differential perturbed angular correlation for ¹¹¹Cd nuclei has been measured after ¹¹¹In implantation into polycrystalline TiO₂. The observed perturbation functions are characterized by a well-defined electric field gradient with the quadrupole coupling constant ν_Q = 105(1) MHz and the asymmetry parameter η = 0.18(1). We attribute these hyperfine parameters to ¹¹¹Cd on the (distorted) substitutional cation site in rutile. The PAC results are compared with those in SnO₂ rutile as well as with X-ray diffraction, RBS channeling experiments and point charge model calculations including relaxation of the probe atom surrounding.     

Restoration of TDI camera images with motion distortion and blur

Platform movement during exposure of imaging system severely degrades image quality. In the case of Time delay and integration (TDI) camera, abnormal movements cause not only image blur but also distortion, for image Point Spread Function (PSF) is space-variant. In this paper, we present a motion degradation model of TDI image, and provide a method to restore such degraded image. While a TDI camera is imaging, it outputs images row by row (or line by line) along the scanning axis, and our method processes in the same track. We firstly calculate the space-invariant PSF of each row using the movement information of the TDI camera. Then, we substitute pixels of the row and the ones of their neighbor rows together with the PSF into standard Richardson–Lucy algorithm. By deconvoluting we get the restored pixels of the row. The same operations are executed for all rows of the degraded TDI image. Finally, a restored image can be reconstructed from those restored rows. Both simulated and experimental results prove the effectiveness of our method.     

Using GD to conquer the singularity problem of conventional controller for output tracking of nonlinear system of a class

Recently, gradient dynamics (GD) has been shown as a powerful tool for problems solving. Based on the GD method, a novel controller is proposed and investigated for output tracking of nonlinear system of a class. Such a GD controller can not only achieve the tracking-control task successfully as a conventional controller does, but also conquer the singularity problem, which is a difficult problem in conventional tracking-controller design and rarely studied in previous researches. Simulative results substantiate the efficacy and superiority of the proposed novel GD controller for conquering the singularity problem in output tracking of nonlinear system of a class.     

适用于非匀速直线航迹的FFBP算法在SAS中的应用

时域的快速因式分解后向投影(FFBP)算法便于进行运动补偿,能够更好地适应方位向速度的不均匀和非直线航迹。本文探讨了在合成孔径声呐(SAS)系统中采用FFBP算法针对有一定起伏的非匀速直线航迹成像时的解决方法,参考方位向的速度信息进行非均匀的孔径合并策略,同时在利用相位中心重叠法(DPC)估计出声呐基阵对所规划航迹的左右侧移量后,用最小二乘准则拟合出一条理想的直线航迹并将FFBP算法处理中的初级子图像的原点补偿至此直线。实际海试数据处理结果证明了所提出的方法能够以较好的性能进行成像。     

Eddy current simulation in thick cylinders of finite length induced by coils of arbitrary geometry

Eddy currents are inevitably induced when time-varying magnetic field gradients interact with the metallic structures of a magnetic resonance imaging (MRI) scanner. The secondary magnetic field produced by this induced current degrades the spatial and temporal performance of the primary field generated by the gradient coils. Although this undesired effect can be minimized by using actively and/or passively shielded gradient coils and current pre-emphasis techniques, a residual eddy current still remains in the MRI scanner structure. Accurate simulation of these eddy currents is important in the successful design of gradient coils and magnet cryostat vessels. Efficient methods for simulating eddy currents are currently restricted to cylindrical-symmetry. The approach presented in this paper divides thick conducting cylinders into thin layers (thinner than the skin depth) and expresses the current density on each as a Fourier series. The coupling between each mode of the Fourier series with every other is modeled with an inductive network method. In this way, the eddy currents induced in realistic cryostat surfaces by coils of arbitrary geometry can be simulated. The new method was validated by simulating a canonical problem and comparing the results against a commercially available software package. An accurate skin depth of 2.76 mm was calculated in 6 min with the new method. The currents induced by an actively shielded x-gradient coil were simulated assuming a finite length cylindrical cryostat consisting of three different conducting materials. Details of the temporal-spatial induced current diffusion process were simulated through all cryostat layers, which could not be efficiently simulated with any other method. With this data, all quantities that depend on the current density, such as the secondary magnetic field, are simply evaluated.     

Exact Solution of the Landau-Lifshitz Equation in a Plane Wave

The Landau–Lifshitz (The Classical Theory of Fields. Elsevier, Oxford 1975) form of the Lorentz–Abraham–Dirac equation in the presence of a plane wave of arbitrary shape and polarization is solved exactly and in closed form. The explicit solution is presented in the particular, paradigmatic cases of a constant crossed field and of a monochromatic wave with circular and with linear polarization.      

基于梯度一致性约束的多光谱/全色影像最大后验融合方法

多光谱/全色影像融合可以得到高空间分辨率的多光谱影像,在影像解译和分类等方面具有十分重要的意义。提出一种基于梯度一致性约束的遥感影像融合方法。该方法在最大后验概率框架下,通过梯度一致性约束建立理想高空间分辨率多光谱影像和全色影像之间的关系,并结合多光谱影像观测模型和Huber-Markov影像先验,构建融合目标函数,最后采用梯度下降法求解得到融合影像。本文方法在目标函数中引入了梯度一致性约束,克服了现有的同类方法受限于波段数量的缺陷,同时在求解中自适应确定每个波段的迭代步长,充分顾及了各波段的光谱特性,从而既确保了融合影像的光谱信息保真度,也提高了融合影像的空间信息融入度。通过IKONOS和WorldView-2影像对该方法进行了验证,并和GS,AIHS和AMBF等融合方法从定性和定量两方面进行了比较分析。实验结果表明,相比于其他方法,该方法可以在更好保持光谱信息的同时增强影像的空间分辨率,具有更广泛的适用范围和更佳的融合效果。     

梯度折射率非局域介质中空间孤子振荡行为研究

应用等效粒子近似方法研究了光学空间孤子在带有局域和非局域非线性横向非均匀介质中的传输动力学行为.发现孤子在传播过程中横向的周期性振荡.折射率调制幅度和波导的归一化宽度决定了振荡周期的大小.介质的非局域对振荡振幅有着较小的影响.模拟了孤子传输过程,所得数值结果与理论分析符合很好.此外,模拟传输还发现多孤子束缚态能够在这个模型中稳定传播.这种振荡特性或许可以应用于光学路由器、转换器、开关等.     

像移补偿技术的发展与展望

航空相机广泛采用像移补偿技术来提高成像质量和相机分辨力。本文分析了像移补偿的原理并介绍了国内外较多采用的像移补偿技术,如光学式像移补偿法、机械式像移补偿法、集成像移补偿法、数字式像移补偿法等。文中列举了像移补偿过程中获取重要参数速高比的常用方法,包括平行狭缝法、扫描相关法、外差法、光程差法、直接计算法等。最后讨论了像移补偿技术数字化的发展方向,以及速高比测量的数字化、实时化、小型化发展趋势,提出了采用面阵CCD结合高性能微处理器获取速高比的新思路。