Canny算法的改进及其硬件的实现

传统的Canny边缘检测算法是先对图像进行平滑,然后利用二维滤波器计算图像的梯度值,从而得到梯度直方图。通过基于梯度直方图来选取双阈值,最后进行基于双阈值的非极大值抑制,得到边缘检测的图像。为了能很方便地在硬件中实现这种算法,对传统的Canny算法进行了适当的改进,利用模板来代替原算法中的卷积,从而使得该算法在FPGA(Field Programmable Gate Array)中可以完全利用原理图来实现。     

基于像素灰阶熵的自适应增强算法在乳腺CR图像中的应用

乳腺完全是由密度接近软组织构成,因此乳腺CR(Computed Radiography)放射图像对比度小,轻微的差别变化都可能是肿瘤的表现,要对其进行增强处理方能满足医生临床诊断的需要。而目前通用的乳腺CR图像增强算法对比度和噪声增强过度,丢失细节,为此提出了采用一种基于像素灰阶熵的自适应边缘增强算法对乳腺CR图像进行增强。该算法使用模糊影像增加对选择空间频率的响应,以增强乳腺CR图像结构边缘和细节;算法能根据乳腺CR图像灰度特性即像素灰阶熵来自适应的调节增强程度的加权因数K。实验证明,该算法处理后的乳腺CR图像细节丰富,信噪比高,增强后的图像具有良好的视觉效果,该算法是一种有效的适合乳腺CR医学图像的边缘细节增强算法。     

改进的Canny图像边缘检测算法

边缘检测是图像处理中非常重要的一个环节,针对图像边缘检测中噪声抑制与细节保留之间的矛盾,提出了一种改进的基于Canny算子的边缘检测算法,采用小波变换和改进的自适应中值滤波器替代Canny算法中高斯滤波器对图像做去噪工作;采用3×3邻域代替Canny算法中2×2邻域来计算梯度幅值.仿真实验结果较好地说明了改进算法的性能...     

改进图像阈值分割算法的研究

研究了利用阈值对图像进行分割的一般算法。根据图像的特点,从不同的数学角度对阈值的选取进行了分析,改进了基于图像灰度统计特征的边缘强度分割和逐次逼进的阈值迭代算法,并尝试采用多个阈值进行局部分割的算法。对分割结果的对比分析表明,改进后的算法在分割的完整性和一致性上具有更好的效果。     

基于改进的Canny算子实时视频边缘检测系统在FPGA上的设计与实现

为了提高图像边缘检测的性能,缩短处理时间,提出了一种基于FPGA的实时视频边缘检测系统。该系统以EP2C8Q208C8为实验硬件平台,首先采用摄像头OV7670获取模拟视频数据,双端口SDRAM实现对图像数据的缓存,利用FPGA并行处理的特点,采用Verilog HDL硬件描述语言实现改进的Canny边缘检测算法,最终实现在VGA显示屏上显示图像边缘的效果。实验结果表明,较传统的边缘检测算法,该系统边缘检测定位精度高,对噪声的抗干扰能力强,能够准确快速的输出图像边缘信息。     

改进Canny算法的红外人脸图像边缘轮廓提取

红外人脸图像的边缘轮廓特征对于红外人脸检测、识别等相关应用具有重要价值。针对红外人脸图像边缘轮廓提取时存在伪边缘的问题,提出了一种改进Canny算法的红外人脸图像边缘轮廓提取方法。首先通过对引导滤波算法引入“动态阈值约束因子”替换原始算法中的高斯滤波,解决了原始算法滤波处理不均匀和造成红外人脸图像弱边缘特征丢失的弊端;接着对原始算法的非极大值抑制进行了改进,在原始计算梯度方向的基础上又增加了4个梯度方向,使得非极大值抑制的插值较原始算法更加精细;最后改进OTSU(大津)算法,构造灰度-梯度映射函数确定最佳阈值,解决了原始算法人为经验确定阈值的局限性。实验结果表明:提出的改进Canny算法的红外人脸轮廓提取方法滤波后的图像,相较于原始Canny算法滤波处理,信噪比性能提升了34.40%,结构相似度性能提升了21.66%;最终的红外人脸边缘轮廓提取实验的优质系数值高于对比实验的其他方法,证明改进后的算法对于红外人脸图像边缘轮廓提取具有优越性。     

彩色图像边缘检测及其在图像融合中的应用

提出了一种新的基于小波变换的彩色图像边缘检测方法,运用噪声和微弱边缘的识别以及动态双域值的选取,使得检测出来的边缘定位精度高,抑制噪声性能好。利用基于区域特征的信息融合策略,比较待融合图像的边缘点的值和区域能量特征值,选择特征突出者对应的原始图像区域组成融合结果。实验结果表明,该算法可以良好地保留两幅图像的细节信息,得到高质量的融合图像。     

小波变换在CCD图像边缘检测中的应用

对于CCD图像的非稳定高斯噪声,传统的Fourier变换法无法消除噪声,而小波变换在时域和频域同时具有优良的局部化特征,而且对高频采用逐渐精细的时域或空城步长可以聚焦到分析对象的任意细节,从而克服了传统Fourier变换固定步长等缺点,因此,小波变换法可消除这种噪声.本文在分析CCD图像噪声的基础上,利用小波变换和直方图分割方法对目标图像进行了降噪和边缘检测.试验证明此法行之有效.     

一种改进的Canny边缘检测算法

为了有效提取图像中的弱边缘和缓变边缘,提出了一种改进的Canny边缘检测算法。采用一种类似小波变换的方法对图像进行滤波并计算梯度幅值和梯度方向,实验结果表明,改进的Canny算法可以减少缓变边缘和弱边缘的丢失,并且在抑制噪声方面较传统Canny算法有更优的性能。     

图像分割技术在全息图像处理中的应用

本文阐述了图像分割技术的原理和在全息图处理中的应用，给出了基于边缘检测的图像分割技术的整个实现过程，实验研究了阈值方法分割和结合边缘检测方法分割全息图像，并给出了处理后的结果，本文对用全息方法测量粒子场的数据处理有一定的意义。     

Quantum Image Edge Extraction Based on Improved Sobel Operator

Edge extraction is a basic task in image processing. This paper proposes a quantum image edge extraction algorithm based on improved sobel operator for the generalized quantum image representation (GQIR) to solve the real-time problem. The quantum image model of GQIR can store arbitrary quantum images with a size of H × W. Our scheme can calculate the gradients of image intensity of all the pixels simultaneously. Then, the concrete circuits of quantum image edge extraction algorithm are implemented by using a series of quantum operators which have been designed. Compared with existing quantum edge extraction algorithms, our scheme can achieve more accurate edge extraction, especially for diagonal edges. Finally, the complexity of the quantum circuits were been analyzed based on the basic quantum gates and give the simulation experiment results on classical computer.

     

改进的3维粒子模拟并行算法

提出了两种改进的3维粒子模拟并行算法,改进的并行算法能在每个时间步减少一次进程同步。算法分析和数值模拟表明,由于粒子运动路径和发射的初始位置与随机函数有关,只有一种改进的并行算法能保证并行计算正确。在3维粒子模拟软件CHIPIC3D上实现了改进的并行算法,应用CHIPIC3D对一种相对论返波管进行了并行模拟,模拟结果表明改进的并行算法能取得更高的加速比和效率。     

改进的3维粒子模拟并行算法

 提出了两种改进的3维粒子模拟并行算法,改进的并行算法能在每个时间步减少一次进程同步。算法分析和数值模拟表明,由于粒子运动路径和发射的初始位置与随机函数有关,只有一种改进的并行算法能保证并行计算正确。在3维粒子模拟软件CHIPIC3D上实现了改进的并行算法,应用CHIPIC3D对一种相对论返波管进行了并行模拟,模拟结果表明改进的并行算法能取得更高的加速比和效率。     

基于双阈值canny均衡化算法的太赫兹图像增强

存在于微波与远红外之间的太赫兹波,因其无损害,稳定性高等独特性质使太赫兹光谱与成像技术在近几年来得到了迅猛的发展。太赫兹波独有的无损伤检测特性,在安全检测方面具有良好的发展前景,获得广大学者的研究和关注。经过太赫兹成像系统获得的太赫兹图像,虽然可以识别出隐藏的武器或其他金属制品,但是太赫兹图像的对比度和清晰度均较差,不能完全符合人眼的视觉效果,也不利于机器识别。目前,对太赫兹图像质量的提高和改善,成为太赫兹成像技术长远发展和广泛应用的关键问题。实验采用太赫兹波投射式成像系统对藏于物体中的金属心型吊坠和金属箭头进行成像,扫描步长0.5 mm,由于太赫兹光源大,能量起伏等系统缺陷,以及外部环境的复杂与干扰,导致成像所得图像均有背景噪声严重,边界模糊等问题,成像质量较差。提出一种基于双阈值的canny均衡化太赫兹图像增强算法,根据太赫兹图像自身性质限制,确定阈值和对图像均衡化的范围,实现图像降噪并引入双阈值canny算法和梯度幅值算法,使图像的对比度和清晰得到整体提高,并保留和突出太赫兹图像的细节信息,获得高分辨率、边缘清晰的图像。实验表明该算法对太赫兹图像具有良好的降噪效果,能够保留图像细节信息,图像对比度和图像质量得到增强和提高,同时增强了太赫兹成像技术对隐藏缺陷或隐藏物体的辨别能力和透视能力,为其在安检应用方面提供必要保证。     

图像三维重构在叶片表面压力测量的应用

PSP(Pressure Sensitive Paint)图像的三维重构即将PSP处理所得二维压力图谱转变为叶片三维模型上的压力分布,其有助于PSP实验结果的分析和压力信息的定量提取。以某叶栅的PSP压力图像为对象进行图像的三维重构,得到了三维叶片模型表面的压力分布,并对三维重构图像进行了误差分析。结果表明:1)将PSP图像进行三维重构以后可以方便压力信息的分析及读取;2)标记点的数量及位置分布对PSP图像的三维重构精度有影响。     

Improved intensity-optimized dithering technique for 3D shape measurement

The recently proposed optimized dithering techniques are able to improve measurement quality obviously. However, those phase-based optimization methods are sensitive to the amount of defocusing while intensity-based optimization methods cannot reduce the phase error efficiently. This paper presents a novel method, minimizing a proposed objective function named intensity residual error (IRE), as well as a novel framework, optimizing pixels group by group, to construct binary patterns for high-quality 3D shape measurement. Both the simulation and experimental results show that this proposed algorithm can achieve phase quality improvements over other recently optimized dithering techniques with various amounts of defocusing.     

三维光学数字像的一种解析逼近模型

利用双三次均匀Ｂ样条曲面片建立三维光学数字图像的逼近模型。该数学模型是依据双三次均匀Ｂ样条曲面片对三维光学数字图像的分片逼近技术来建立的。言语中给出了空间自由表面的双三次均匀Ｂ样条表达方法和三维数字像的Ｂ样条重构结果。     

Improved differential 3D shape retrieval

Phase unwrapping is a complex step in three-dimensional (3D) surface measurement. To simplify the computation process, Martino et al. proposed a differential algorithm. However, it will result in large error when the orthogonal fringes are not in horizontal or vertical direction. To solve this problem, the relationship between projector׳s and camera׳s coordinate systems is introduced. With the data obtained from coordinate transformation, the improved differential algorithm can be used for orthogonal fringes in any direction. Besides that, taking advantage of Fourier differentiation theorem makes operation and calculation simpler. By contrast, the results of experiments show that the proposed method is applicable to the patterns with orthogonal fringes in every direction. In addition, Fourier differentiation theorem effectively increases the speed of differential process.     

3D micron-scale MRI of single biological cells

We report MRI microscopy images of single biological cells with micron-scale resolution in all three dimensions. Sub-cellular organelles are observed, including a spiral-shaped array of chloroplasts on the inner surface of the cell wall of a Spirogyra alga.