航天遥感相机星上自适应图像增强研究与实验

为了解决航天遥感图像在地面增强处理带来的滞后性和失真性,因此提出了星上自适应图像增强的方法和一种新的基于自适应线性拉伸的拉普拉斯滤波算法,来实现星上图像增强处理的实时性和自适应性;在拉普拉斯滤波的基础上,用自适应调整参数A和B对图像的对比度和边缘进行增强,该算法结构简单,运算量小;最后建立以FPGA为核心的硬件系统平台,采用流水线的处理方式,对该算法进行实验验证;实验结果表明,与其他增强算法相比,文章算法增强的图像目视效果更好,信息熵提高了10.21%,处理一幅图像所需的时间是79.6 ms,满足航天遥感相机星上自适应图像增强实时性的要求,达到了预期效果。     

基于改进的拉普拉斯金字塔变换的图像融合方法

介绍了传统的拉普拉斯变换存在的缺点以及改进的拉普拉斯变换的基本原理和重构方法,分析了新的重构算法能够在重构时抑制噪声的特点。提出了在图像融合过程中会引入噪声的问题,并通过实验分析了图像融合过程中引入的噪声情况。使用新的重构算法能够在图像重构过程中,而不是在系数处理过程中,有效抑制融合噪声。给出了基于改进的拉普拉斯变换方法进行图像融合的基本架构,并对变换系数的设置与融合过程的处理进行了详细的介绍。仿真实验的主客观性能比较表明,基于改进的拉普拉斯变换的图像融合方法比其它几种基于金字塔变换的融合效果要好得多。     

一种基于多分辨率分析的图像融合方法

图像融合通过综合各个图像的互补信息,合并成一个新图像来改善图像的视觉效果.利用拉普拉斯金字塔分解算法对图像进行多分辨率分析,对分解后的图像采用基于区域特征量测的方法进行融合.最后,通过实验证明该方法能够取得很好的融合效果,融合质量优于其他几种方法.     

基于数学形态学的金字塔图像去噪

提出了一种自适应提升拉普拉斯金字塔变换与数学形态算子相结合的图像去噪方法.首先对图像进行分解,采用自适应提升拉普拉斯金字塔,然后利用自适应提升拉普拉斯金字塔变换后系数能量的分布特性以及尺度内和尺度间的依赖性,结合数学形态算子的特点,利用数学形态算子对变换系数进行处理,使得重要变换系数与非重要变换系数分离,分别对两个不同的子集采用不同的阈值进行处理后,再将两个子集合起来,进行逆变换重建.实验结果表明,该算法具有良好的去噪效果,同时保留了图像的细节信息,获得了较高的图像信噪比.     

一种基于可见光的隐式成像通信调制算法研究

针对现有可见光隐式成像通信调制算法隐式效果差、算法复杂的问题,提出了一种基于蓝色通道拉普拉斯最高层金字塔的隐式信息调制算法。该算法利用人眼视觉系统对黄蓝分量不敏感的特性,仅对蓝色通道图像进行拉普拉斯金字塔分解,并在最高层嵌入隐式信息。此外,考虑到图像纹理差异对隐式效果的影响,采用图像熵作为衡量图像间纹理复杂程度的指标,设计了一种基于纹理复杂度的图像分类器,并对不同分类图像的隐式效果进行了分析。仿真结果显示,所提调制算法的峰值信噪比平均可达到40.46 dB,相较于一般拉普拉斯金字塔调制算法,性能提升了5 dB,可有效增强系统的隐式效果。     

真彩色传递双波段图像融合

针对基于颜色传递的双波段（中波红外、可见光）图像融合时,由于参考图像选择不当,造成的彩色融合图像对比度差、图像边缘细节下降等问题,提出了基于拉普拉斯金字塔分解及对比度可调的色彩传递图像融合算法。对待融合的两幅图像进行拉普拉斯金字塔三级分解,每一级按照不同的融合规则进行融合,以重构后的灰度融合图像作为融合结构的亮度分量Y,将可见光与红外图像的差值图像作为U分量,以红外图像为V分量。在颜色传递公式中,加入可调的比例系数,通过适当调节比例系数可调节融合图像的对比度。实验结果表明,获得的融合图像较好地保留了可见光图像的细节,既突出了红外目标同时又具有参考图像的颜色特征。图像评价结果表明,融合图像的均值、方差、熵等评价指标均得到较大提高。     

改善光电稳瞄系统视觉效果的图像增强算法

为了改善光电稳瞄系统的视觉效果,使视频图像更加适合于人眼观察,并且有利于对目标的自动跟踪效果,将直方图均衡化处理与拉普拉斯边缘锐化处理相结合,在增强对比度的同时尽量保持边缘细节。仿真结果显示采用本文算法能够有效改善视频图像的视觉效果。     

多子直方图均衡微光图像增强及FPGA实现

针对微光图像对比度低,目标难以识别的问题,对微光图像增强算法进行了研究。提出了一种多子直方图均衡增强算法,该算法首先将直方图按面积平均分割成4个子直方图,利用平均像素数量作为阈值切割直方图降低过度增强现象,然后加入尺度因子对动态范围进行调整,最后分别对子直方图均衡得到增强效果。此算法用Verilog语言在现场可编程门阵列（FPGA）上具体实现,并给出了主观和客观的评价,改进算法能产生更清晰的图像,在硬件平台上也能实时显示增强效果,一帧图像处理时延约为0.45 ms。实验结果表明,改进算法不会产生饱和、噪声放大的现象,图像细节保持较好,满足视频图像处理实时性要求,得到了具有较好视觉效果的增强图像。     

一种基于双核架构的视频跟踪与处理系统的实现

提出一种基于ADSP-BF561的视频跟踪与处理系统设计方法。系统利用ADSP-BF561的双核并行处理性能和丰富的视频编解码接口,采用一种相关跟踪算法对其进行优化,算法是一种以相关系数作为相似性度量准则的相关跟踪算法。对该系统进行测试,结果表明:针对PAL制目标视频图像序列,系统可以实现复杂背景下的实时目标跟踪,视频目标跟踪对每帧的处理时间为22 ms,解决了目标跟踪的实时性要求。     

基于非亚采样Contourlet变换的PET/CT图像融合

提出了一种新的基于非亚采样Contourlet变换的PET/CT图像融合方法。通过非亚采样金字塔(NSP)和非亚采样方向滤波器组(NSDFB)实现对图像的多尺度多方向分解。在融合处理中,对分解图像所得的高频及低频系数,根据不同分解面的特性,采用不同的加权规则进行融合。该方法既保留了Contourlet变换方法的多分辨率特性,又具有平移不变性。实验结果表明,相对于传统的拉普拉斯金字塔变换法、小波变换法和Contourlet变换法等,取得了更佳的融合效果。     

基于网络传输的实时图像融合系统设计

 为了实现图像融合系统远距离实时传输,提出一种基于TI公司TMS320DM642和TMS320DM365处理器平台的高速网络传输图像融合系统的设计方案。设计基于TMS320DM642融合模块和基于TMS320DM365网络传输模块,解决了图像融合模块和网络传输模块间的数据通信问题;在融合模块中实现图像配准和图像实时融合,融合图像数据在网络传输模块中进行H-264算法压缩并根据RTP(real-time transport protocol,实时传输协议)协议实现RTP封包处理,传输码率约为460 kb/s;利用线程间管道通信技术,实现了一种新的基于RTP/RTSP(real time streaming protocol,实时流传输协议)嵌入式流媒体服务器的搭建方法。实验结果表明：系统总体图像延迟为300 ms左右。     

远距离多源图像融合系统实时配准设计

为了实现全天候多波段远距离实时图像监控,设计了具有微光、红外和可见光融合的光学前端,对多源图像进行实时配准研究。在平行光轴的基础上,通过计算不同视场图像的成像视差,计算仿射变换需要的参数,采用双线性内插算法弥补红外在成像方面与可见光图像的差别,将红外图像的变换制作成查找表存储在图像处理器DM642中,系统通过硬件查找表可以快速实现不同图像的配准变换,实现同步视频的实时配准与融合。实验表明:该设计能够准确地实现多源图像的实时配准,系统经过图像配准、图像融合和伪彩变换处理后的时间约为24.3 ms,系统探测距离大于3 km。     

基于USB2.0块传输方式的实时视频图像传输

通过对USB2.0协议的传输方式和其接口芯片CY7C68013工作方式的简要介绍,利用标准视频图像传输时在场消隐期间没有有用的数据信息的特点,使用块传输的方法取代了通常实时传输数据惯用的等时传输方式。通过在场消隐时间内对采集的数据包进行处理,实现了CCD摄像头采集的视频图像数据与计算机之间的实时传输和显示,为基于USB2.0接口的实时视频图像传输提供了一种实用易行的方法。     

基于FPGA的雾霾视频图像实时复原系统研究

针对雾、霾等恶劣气象条件下, 视频监控等户外视频设备对视频图像实时复原的需要, 提出一种快速图像复原算法的FPGA实现方法, 通过适当降低算法复杂度达到了降低时间开销和硬件实现复杂度的目的。通过将一帧视频分解成3×3小窗口进行运算, 以窗口中心像素的流水计算替代一帧视频像素计算, 使每个像素在3个时钟周期内完成全部运算, 确保了系统能够实时复原, 降低了复原模块对硬件的开销。实验证明:FPGA处理结果和MATLAB处理的结果相符, 可以在保证除雾效果的前提下, 实时处理分辨率为640×480视频并以29帧/s速度流畅显示。     

基于彩色直方图分析的智能视频监控系统

针对背景为固定场所的数字视频监控系统，提出了一种通过比较图像彩色直方图距离实现视频监视系统自动控制的方法.通过在线动态更换参考图像，消除了时间变化引起的阳光、天气等因素对背景图像的影响.采用均匀压缩的方法，将真彩色颜色空间压缩到16色的索引色空间，降低了计算复杂度，滤掉了背景的微小变化引入的噪声，实现了10 ms内完成对一幅图像的处理.准确的自动控制在保证监视系统正常工作的同时，极大地减小了所需的存储空间. 关键词： 视频监视系统 彩色直方图 直方图距离     

基于UV光谱技术的高压电晕放电检测

通过分析高压电晕放电的光谱特性，提出应用紫外光+可见光的双光谱实时视频图像处理系统来探测高压电晕放电.该双光谱系统以高性能数字信号处理器TMS320DM642为核心，为了采集紫外信号而设计了光路、光谱转换和图像增强等技术,同时采用多种优化设计的硬件结构、快速融合算法及管理多进程的嵌入式实时操作系统DSP/BIOS，实现具备手动像素平移配准功能的双通道数字图像的实时融合处理.系统可以实时检测和定位高压电晕放电紫外信号，且具有响应速度快、作用距离远、不受日光和雨雾的干扰等优点.     

一种基于数字图像的多目标检测方法

为使武器系统具备同时对多个目标进行精确打击的能力,在光电系统中可采用多目标视频跟踪器辅助激光照射器、伺服稳定平台实现多个潜在目标同时捕获跟踪并打击。研究了一种运行于多目标视频跟踪器的目标检测方法,针对数字图像分辨率高、数据量大及难以在嵌入式系统中实时运行的难点,基于TMS320C6455 DSP处理器,提出基于小波金字塔的全局运动光流估计算法图像配准实现运动图像的背景补偿以获取差分图像,相比传统的块匹配、灰度投影配准及基于特征点的配准算法,具有配准精度高与可嵌入式系统实时处理等优点,在差分图像中采用区域生长结合管道滤波算法提取图像中多个运动目标。经实验验证,该方法在复杂地面场景对汽车、自行车及行人目标检出率可达95%,计算时间仅为25 ms,具有良好的实时性和检测效果。     

A novel image fusion method using WBCT and PCA

A novel image fusion algorithm based on wavelet-based contourlet transform （WBCT） and principal component analysis （PCA） is proposed. The PCA method is adopted for the low-frequency components. Using the proposed algorithm to choose the greater of the active measures, the region consistency test is performed for the high-frequency components. Experiments show that the proposed method works better in preserving the edge and texture information than wavelet transform method and Laplacian pyramid （LP） method do in image fusion. Four indicators for the fusion image are given to compare the proposed method with other methods.     

循环侧抑制网络的红外图像预处理FPGA实现研究

在红外成像预处理中,循环侧抑制网络具有很好的增强图像边缘反差、突出边框的功能。由于循环侧抑制网络处理运算的复杂性,如何实时实现循环侧抑制网络的红外图像预处理成为关键问题。根据简化的循环侧抑制网络处理算法,并结合硬件计算特点,提出一种适合于硬件实现循环侧抑制网络的并行处理结构,采用流水线设计方式在FPGA中实时实现。试验证明：该算法在FPGA内具有与视频流同步的实时性,达到了增强反差、突出边框的效果。用于图像目标实时跟踪系统时,极大地提高了目标的跟踪精度和稳定性。