光学相干层析技术微流场三维可视化测速方法

为实现微流场3D 可视化速度测量,建立了基于光学相干层析技术的微粒子跟踪速度测量系统。对系统组成原理、微粒子图像提取、匹配和速度计算方法等进行研究。介绍了频域光学相干层析技术、微流场速度测量系统组成及对渗入微粒子的微流场扫描及三维成像方法。利用中值滤波、最大类间方差二值化和体积滤波等方法搜索流场中各个微粒子,实现全流场流动特性3D 可视化;利用微粒子之间距离、灰度二阶矩建立代价函数,对不同时刻扫描得到的微粒子进行匹配,根据微粒子三维坐标求其运动速度。对对流流场进行了测量,实现了微米级空间分辨的微粒子图像与速度矢量显示。适合于复杂微流场的三维速度检测,对微流动器件流动特性研究具有重要意义。     

基于细胞分裂的粒子图像运动分析

针对粒子追踪技术中的粒子误对应问题与粒子相关法对粒子区域平均化处理所带来的误差问题,制定了用于粒子图像测速的细胞分裂准则,并提出了基于细胞分裂的粒子追踪匹配算法模型:将兴趣区域作为细胞体并以细胞体内单点匹配相关程度与粒子的近邻程度作为判断准则对分析窗口内的点进行分裂;分裂形成的子团之间进行竞争并将优胜团代表本分析区域参与其他区域优胜团的竞争;根据优胜团先后位置变化得到矢量位移场.最后,使用人工合成的粒子图进行了算法验证及误差分析.结果表明:所提算法在分析精度方面有了较大的提高.     

图像配准在TDICCD拼接焦面精度检测中的应用

大视场遥感相机需要进行TDICCD拼接,对拼接焦面的精度要求非常苛刻,必须进行精确的精度检测以确保良好的成像质量。检测拼接焦面精度时,选取TDICCD封装中几何结构简单明显的标志图形作为模板,采用图像配准的方法进行标志图形定位,提出了最优步进两步模板匹配算法实现图像配准,得到各片TDICCD的拼接误差数据,所有配准过程耗时不超过350 ms。图像配准方法采用统一的客观模板检测多片小像元TDICCD的拼接焦面,检测结果表明该方法可将每一片TDICCD像元的位置定位精度提高30.6%。图像配准拼接精度检测避免了常规检测方法通过人眼观测读取数据所引入的主观误差,取得的检测结果更为精确,同时精度检测过程不需要人工干预,提高了拼接精度检测工作的效率。     

视频广告监播中的图像匹配方法研究

在视频广告监播系统中,首先对视频广告进行关键帧的提取,然后对所提取的图片进行预处理,然后进行图像匹配.传统的方法是对图像二值化,利用序贯相似性检测算法进行图像匹配.本文提出将图像灰度化后,利用小波对图像进行边缘检测,采用基于图像边缘特征的启发式快速匹配算法,这样能提高匹配速度,提高识别效率,在视频广告监播系统中达到实时监播的作用.     

自适应阈值SSDA图像匹配拼接算法的研究

传统的模板匹配算法计算量大,匹配速度慢。序贯相似性检测算法SSDA虽可以减少计算量,但其固定阈值的合适选取存在很大的困难。针对这种情况,提出了一种自适应阈值的序贯相似性检测图像匹配拼接算法。选定阈值初值后,在后续匹配计算中不断自适应更新,遵循超过当前阈值就不再匹配计算的原则,寻尽可能的减少计算量,找最佳匹配点的位置。实例表明,这种算法速度快,匹配准确,图像匹配拼接效果好。     

CCSK信号盲检测中的码同步问题

CCSK码字的同步不同于DSSS系统的PN码同步．他的实现不适合采用DSSS系统的序贯检测法;“多码字相关平滑匹配”法相对于序贯检测法具有明显的优势是CCSK信号盲检测中实现码字同步的一种快速有效方法。     

燃油喷雾流场DPIV测速系统的开发

数字粒子图像测速技术(DPIV)是近年来发展起来并得到重视的流场测量新技术。本文开发了一套用于燃油喷雾流场研究的DPIV测速系统。该系统包括全透明玻璃容器、光导系统、X—Y坐标系统,和控制喷嘴、激光器、CCD相机动作时序的同步信号控制系统,从而能全过程拍摄燃油雾化全场。利用该系统所进行的柴油喷雾实验表明,喷雾与空气相互作用产生卷吸现象,在局部雾化区域形成涡流。     

一种基于序贯相似性检测算法(SSDA)的加速算法

序贯相似性检测算法（SSDA）是针对传统模板匹配算法提出的一种高效的图像匹配算法．在该算法中引进了阈值,即模板与其覆盖下的搜索子图的像素差值的上限值．提出的基于SSDA的加速算法,是在此基础上．引入了模板与其覆盖下的搜索子图的像素差值的最低门限值．如果该最低门限值超过了阈值．则可以跳过该搜索子图．实验证明：该算法比传统的SSDA算法在速度上有所提高．     

基于视觉的空间粒子弱刚性运动约束

在对流场进行的激光测量中,针对运动粒子在具有一定体积的流场中透视成像后易出现的运动重叠问题,研究了粒子图像测速（PIV,particle image velodmetry）技术中近邻粒子的弱刚性运动,提出了应用于PIV系统中的空间粒子运动测量的约束条件（MPMC,movable particle measurement constraint）,并给出其数学表达式。该约束条件基于PIV的近邻性准则并以邻近的粒子团作为匹配对象,利用视平面内相同运动的特征直线具有公共点的性质对前后两帧图像中的粒子进行运动检测。最后,通过仿真实验证明该方法的有效性。     

基于视觉的空间粒子弱刚性运动约束

在对流场进行的激光测量中,针对运动粒子在具有一定体积的流场中透视成像后易出现的运动重叠问题,研究了粒子图像测速(PIV,particle image velocimetry)技术中近邻粒子的弱刚性运动,提出了应用于PIV系统中的空间粒子运动测量的约束条件(MPMC,movable particle measurement constraint),并给出其数学表达式.该约束条件基于PIV的近邻性准则并以邻近的粒子团作为匹配对象,利用视平面内相同运动的特征直线具有公共点的性质对前后两帧图像中的粒子进行运动检测.最后,通过仿真实验证明该方法的有效性.     

基于模型的连续运动矢量估值算法

文中首先简述数字粒子图像测流体速度场Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ（ＤＰＩＶ）的原理以及现有的处理ＤＰＩＶ的算法思想,详细地分析这些算法的优缺点,为了克服现存算法在应用中暴露出来的共同缺陷,本文提出了一种新的处理ＤＰＩＶ序列图像的算法－－基于模型的连续运动矢量估值算法,该算法充我分利用图像的整体信息获得速度场的基本约束,同时根据流场的物理性质获得速度场基于模型     

图像分割中运动估计研究

为了改善运动估计中传统光流法处理的图像存在平滑性不好,边界信息丢失等缺点,提出了一种新的图像运动估计方法。该方法加入图像结构不变假设,降低光照变化的影响,并利用K—Mean聚类法对图像分割矫正,使得运动估计结果在保持平滑的基础上,更好地保留图像的边界信息。实验结果表明,该算法比传统光流法在运动边界问题的处理上更有好的改善。     

基于运动矢量预测的六边形块运动估计搜索算法

在保证图像质量的前提下,为了降低运动估计算法的计算量和搜索点数,提出了一种基于运动场预测的六边形块运动估计搜索算法(PMVHEXBS)。这种算法结合“足够好就停止搜索”的思想和六边形搜索模式(HEXBS)的高速特性,并且在块失真度量中使用部分失真准则(PDC),进一步加快了计算速度。仿真结果显示这种算法和菱形算法(DS)、PM- VFAST算法相比,计算量和搜索点数都有了明显的下降。同时,该算法的图像质量要好于DS算法,和PMVFAST算法相比只有较小的下降。     

基于运动矢量场和方向自适应的快速运动估计算法

该文提出了一种基于运动矢量场和方向自适应的快速搜索算法。算法针对序列图像的运动矢量场所具有的中心偏置性和时空相关性进行预判,对静止块设定阈值直接中止搜索;根据运动类型自适应选择搜索起始点和搜索策略;采用了两种新的混合搜索方法,对小运动和大运动宏块使用线性-菱形搜索,对中等运动块使用六边形-菱形搜索算法,搜索模板具有强烈的方向特性。实验结果表明,该文算法的搜索速度和搜索精度优于现有的快速运动估计算法,而搜索精度非常接近于全搜索法。     

基于模式和时空相关性的运动估计快速算法

H.264标准中的多尺寸块运动估计,在显著提高编码性能的同时,大大增加了其计算量,使得H.264实时编码器的实现面临巨大挑战.本文充分利用视频图像的时空相关性和多尺寸块间的运动相似性,根据运动向量的中心偏置特性,提出了一种运动估计快速算法.该算法通过有效地预测搜索起点,自适应选择搜索模式以及采用二级终止搜索策略等方式,在编码性能相当的情况下,运动估计的速度比全搜索算法提高了95~247倍,比H.264推荐的快速算法提高了4.1~6.3倍.     

一种基于自适应预测的菱形搜索算法

运动估计中菱形算法是一种高效的搜索方法,但它没有利用视频序列中运动矢量的中心偏置分布特性和相邻宏块在时间和空间上的相关性,因此还有很大的空间可以进一步提高该算法的性能.在充分利用运动矢量的中心偏置分布特性和相邻宏块运动矢量的相关性的基础上,提出了一种基于自适应预测的菱形搜索算法(APDS),与传统的起点预测方法不同的是,该算法对所有宏块搜索起点的预测并不是按照一种固定的方法求取,而是通过分析其相邻宏块运动矢量的特性来自适应求得搜索起点和决定搜索策略.实验证明,同传统的菱形法相比,这种方法提高了搜索准确度,同时大幅降低了搜索时间,是一种高效率的搜索算法.     

一种基于小波域的运动估计方法

提出了一种基于多尺度边缘检测(MED)与连续小波变换(CWT)相结合的运动目标估计方法。首先,利用多尺度边缘检测算法,得到抗噪性好、边缘连续清晰的运动目标边缘图像。然后,利用连续小波变换把目标序列图像映射到运动状态参数空间。该方法同时拥有MED和CWT的优良特性。实验表明,该算法是对旋转、遮挡和有噪等复杂运动目标进行运动估计的有效方法。     

图像通信中的运动估值

本文综述了图像通信中二维运动估值方法近年来的发展。分别介绍了块匹配法、像累递归法、相位相关法的基本原理和新进展。并介绍了全局运动参数的估值。     

一种改进的UMHexagonS运动估计算法

在分析UMHexagonS运动估计算法的基础上,根据中心偏移特性在起始搜索点预测中加入了原点预测;利用预测运动矢量的运动信息把当前块的运动类型区分为慢速运动、中速运动和快速运动,并采取相应的搜索策略;考虑到常见视频序列水平、垂直方向运动相对剧烈的特性,提出了用13点中菱形模板和8点多层次大菱形模板分别代替正方形模板和多层次六边形模板;在中菱形搜索和大菱形搜索的步骤后均加入提前终止判定,减少了对不重要搜索点的搜索。仿真结果表明,改进后的新算法在保证信噪比和编码码率基本不变的情况下,使得运动估计的时间减少了10%～23%,增强了编码的实时性。