基于阈值优化抖动算法的高质量三维形貌测量

针对离焦二元编码技术中条纹图案的高次谐波分量会引入测量误差的问题,提出了一种通过阈值优化抖动算法生成二元图像的方法.引入参数γ动态调整阈值,考虑图像不同像素灰度值对抖动算法的影响,改善离焦后抖动图像条纹的正弦性.仿真和实验结果表明:在引入参数γ=50时,离焦后的阈值优化抖动算法条纹具有更好的正弦性;相比传统Floyd-Steinberg抖动算法,在条纹周期为40pixel时,该方法所得相位均方根误差减小0.013 7rad,且对模型凹陷突变区域成像更清晰,显著提高了物体表面还原的图像质量.     

多阶光存储的调制原理分析与编码设计研究

根据编码理论的状态切分算法，提出一种新型的8阶(1,3)游程长度受限码，在最小记录符上能够存储3.0比特的用户数据，并且编码与译码逻辑简明，可用于未来高密度多阶游程长度调制光盘系统.     

一种抖动与孤立像素点分离相结合的灰度级增强方法

为了使由等离子体显示器(PDP)反γ校正和有限灰度级显示方法引起的灰度损失得到改善,在分析灰度损失原因及有序抖动和随机抖动特点的基础上,提出了一种抖动与孤立像素点分离相结合的灰度级增强方法。该方法首先采用有序抖动和孤立像素点分离对γ校正后的图像进行灰度增强;然后把图像数据映射到有限灰度级,计算有限灰度级与需要显示的灰度级之间的误差;最后采用随机抖动和孤立像素点分离对有限灰度级图像进行灰度增强。实验结果表明,反γ校正和有限灰度级图像的灰度均得到了显著增强,低灰度级和中高灰度级过渡平滑,没有周期性抖动噪声,孤立像素点的亮度显著降低,图像显示效果明显优于仅采用随机抖动或有序抖动的图像。     

Karhunen-Loeve及多尺度金字塔联合变换的彩色逆半调算法

红绿蓝(RGB)颜色空间中的各颜色分量具有高度相关性,直接分通道实施的彩色逆半调方法会残留大量人眼敏感的半调纹理,且逆半调图像色偏较大。从分析矢量误差分散半调系统模型入手,推导其加噪特性,针对性地提出了一种Karhunen-Loeve(K-L)及多尺度金字塔联合变换的彩色逆半调算法。算法以K-L变换减弱彩色分量相关性,再利用多尺度中值金字塔算子以及维纳(Wiener)滤波分离并抑制高频细节子图中的半调噪声,最后进行中值金字塔、K-L逆变换重构结果图像。实验表明,该算法能有效去除半调噪声、减小重建图像的颜色偏差,与直接分通道逆半调算法相比峰值信噪比值提高约2~3 dB,且重建图像视觉效果良好。     

误差分散类彩色半调图的边缘检测算法

针对误差分散类彩色半调图提出一种边缘检测算法.首先应用K－L变换,将(R,G,B)空间转换为具有正交特性的彩色特征空间(I1,I2,I3),构造灰度图I使之包含所有单色图像的边缘信息,最后设计多尺度边缘检测模板以获取图像边缘.实验表明,算法较传统方法抗半调噪音的能力强,能快速、准确地提取彩色半调图像的边缘.     

一种基于游程码的二值图像孔洞标记和表达方法

在考察多种二值图像连通区域标记方法的基础上,提出了一种新的基于图像填充和游程码的二值图像孔洞连通域的标记和表达方法。对二值图像进行一次扫描,得到所有可能构成孔洞的游程码,并将游程对应的区域基于特定标记值进行填充。通过判断每个游程与图像上一行像素点标记值的对应关系完成新连通域的建立、游程数据存储和连通区域的合并,判断每个游程与图像下一行像素点标记值的对应关系完成孔洞的筛选。由于仅需扫描图像一次,且对每个游程只须进行单独处理,标记算法的效率较高、复杂度较低。结果表明,可以快速有效地完成二值图像孔洞连通域的标记。同时,它还给出孔洞之间的包含关系,能够有效地实现二值图像的拓扑结构表达。     

基于提升方案的多光谱遥感图像有损压缩算法

在分析多光谱遥感图像谱间和空间数据特点的基础上,提出了一种DPCM线性预测与基于提升方案的整数小波变换相结合的多光谱遥感图像有损压缩算法。在谱间采用DPCM预测去除谱间相关性;在谱内采用整数小波变换去除空间相关性,根据不同子带对目标识别的重要程度,选择不同的量化阈值和量化步长进行量化,并分别对各个子带量化后的数据和重要图表采用固定比特平面编码和游程编码,实现高效的多光谱遥感图像压缩。实验结果表明,该算法在一定的压缩比下,重构图像具有较高的峰值信噪比,并且算法硬件实现简单,对内存的需求低。     

在单张黑白感光片上多色图像的密着网屏脉冲宽度编码(英文)

本文描述了以密着网屏脉冲宽度在单张高反差黑白感光板上的调制作彩色图像的编码和在白光图像处理器中再现成彩色图像的理论和实验.本技术的编码部分与Rogers,Sehdev及其它半色调屏法相似,但是,我们的目的和再现过程与他们的不同.     

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.     

光谱编码成像系统的数据压缩技术

利用时间拉伸显微成像系统观察并记录非重复动态随机现象,在其超高成像速度和高空间分辨率下必定会产生大量的数据。一种基于差分检测和游程编码的数据压缩方法,可以有效地解决时间拉伸成像系统的数据存储问题。差分检测可以消除连续相同的信号,只检测出相邻信号的差异,从而提高游程编码算法的有效性。实验中,采用扫描频率为77.76 MHz的时间拉伸显微成像对分辨率板、人红细胞和人乳腺癌细胞线性扫描成像。实验结果表明,数据压缩比可以达到8.47,对比分析发现经过差分检测方法可以获得更高的压缩比。另外,通过计算重建后的图像与原图的结构相似性(SSIM)值发现,经过数据压缩后高质量的图像可以被重建。     

基于整型可逆时域交叠变换的遥感图像压缩

提出了一种无乘法整型可逆时域交叠变换方法,并以此为核心变换技术设计了一种新的有损到无损渐进的图像压缩系统.利用所提出的压缩系统从一个单一的码流文件中既可以恢复出完全无损的图像,也可以在高压缩比下得到高质量的有损重构图像.算法通过前后向滤波器改进离散余弦变换性能,并在矩阵分解基础上通过多阶提升实现完全可逆整型变换.光学遥感图像的实验结果显示,该算法在绝大多数情况下可以达到优于图像压缩国际标准JPEG、JPEG2000以及新一代压缩算法HD-Photo的率失真性能以及高质量的主观视觉效果.     

Employing New Hybrid Adaptive Wavelet-Based Transform and Histogram Packing to Improve JP3D Compression of Volumetric Medical Images

The primary purpose of the reported research was to improve the discrete wavelet transform (DWT)-based JP3D compression of volumetric medical images by applying new methods that were only previously used in the compression of two-dimensional (2D) images. Namely, we applied reversible denoising and lifting steps with step skipping to three-dimensional (3D)-DWT and constructed a hybrid transform that combined 3D-DWT with prediction. We evaluated these methods using a test-set containing images of modalities: Computed Tomography (CT), Magnetic Resonance Imaging (MRI), and Ultrasound (US). They proved effective for 3D data resulting in over two times greater compression ratio improvements than competitive methods. While employing fast entropy estimation of JP3D compression ratio to reduce the cost of image-adaptive parameter selection for the new methods, we found that some MRI images had sparse histograms of intensity levels. We applied the classical histogram packing (HP) and found that, on average, it resulted in greater ratio improvements than the new sophisticated methods and that it could be combined with these new methods to further improve ratios. Finally, we proposed a few practical compression schemes that exploited HP, entropy estimation, and the new methods; on average, they improved the compression ratio by up to about 6.5% at an acceptable cost.     

基于ROI编码的干涉超光谱图像近无损压缩

针对干涉超光谱成像仪所成图像的特点,提出了一种基于ROI（Region of Interest,感兴趣区域）编码的干涉超光谱图像序列压缩方法.利用帧内差值变换,结合矩形ROI编码,在提高遥感图像压缩比的同时,使压缩后的重建图像质量达到近无损的技术要求.实验结果表明,这种压缩方法在干涉超光谱图像压缩中当相对光谱二次误差为2.04％时,干涉图像的压缩比达到9.66∶1.     

钢纤维混凝土板在冲击与爆炸荷载下的K&C模型

钢纤维混凝土(Steel fiber reinforced concrete,SFRC)具有优异的延性、韧性及能量吸收能力,被广泛应用于各类防护结构。K&C模型已成为研究普通混凝土构件动力响应的常用材料模型,但仍无法准确表征SFRC的动力特性。为了提高K&C模型在冲击及爆炸荷载作用下预测SFRC板动力响应的能力,对K&C模型进行了改进:基于大量三轴压缩实验数据,建立了新的失效强度面参数模型;采用反复试验法,建立了新的损伤演化模型,并校准了拉、压损伤参数;基于大量高应变率下SFRC的单轴压缩实验数据,建立了新的受压动力增强因子模型。通过LS-DYNA显式有限元动力分析软件模拟了SFRC板的动力响应,模拟结果验证了上述改进的有效性与可靠性。     

Partial oxidation of methane in a rapid compression machine with internal heat recovery

A new method for the partial oxidation of methane in a rapid compression machine with internal heat recovery was proposed and examined. A rapid compression machine on the basis of an internal combustion engine with a cylinder divided by a partition with a crossflow orifice into two chambers was considered. Internal heat recovery was implemented using a thermal activator installed in the smaller (auxiliary) chamber. Calculations demonstrated that this method makes it possible to convert methane in methane-air mixtures with a hydrocarbon content of up to 24% at degrees of compression of 10 to 20 and peak pressures below 200 atm. A region (determined by the crossflow orifice diameter and degree of compression) within which a heat recovery cycle exists was revealed. It was demonstrated that, for mixtures containing 22% methane or less, the extent of conversion exceeds 93%, a value that makes it possible to generate useful energy at degrees of compression above 10.     

二次JPEG压缩对噪音相关性的影响分析

为了探索二次JPEG压缩对数字图像与数码相机的噪音相关性的影响,提高利用噪音相关性鉴别数字图像来源的正确性,降低鉴别过程的复杂性,利用高品质的JPEG格式图像进行JPEG压缩实验,从噪音相关性的分布、噪音相关性的大小、鉴别阈值和错误拒绝率四个角度分析了JPEG压缩对噪音相关性的影响.实验结果表明,JPEG压缩会改变噪音相关性的分布特性,噪音相关性与品质因素是二次曲线关系,当品质因素小于90时,鉴别阈值取平均值,错误拒绝率不会产生明显的误差,从而找到了一种利用噪音相关性鉴别二次JPEG压缩图像来源的新捷径.     

基于聚类和小波变换的多光谱图像压缩算法

针对多光谱图像压缩算法现存的时空复杂度高、光谱特性利用不充分等问题,研究了多光谱图像的谱间稀疏等价表示及其聚类实现途径,进而设计了一种基于谱间自适应聚类和小波变换的多光谱图像压缩算法。算法利用吸引力传播聚类产生多光谱图像的谱间稀疏等价表示、在低复杂度下去除图像的谱间冗余,使用二维小波变换去除稀疏表示成分的空间冗余,采用分层树集合分割排序算法(SPIHT)进行压缩编码,并通过误差补偿机制提高多光谱图像重建质量。实验表明,该算法在保证较低时间和空间复杂度的基础上,较SPIHT等同类经典压缩算法,在相同的压缩比下,明显提高了重建图像的峰值信噪比,是一种通用有效的多光谱图像压缩算法。     

基于分割的热图压缩

热图作为一种专用图像，为了更好地传输和存储，必须进行压缩。本文依据热图的高频成分少，灰度较集中的特点，在借鉴模式识别思想的基础上，提出一种新的压缩方法——基于分割的热图压缩方法。该方法结合了小波变换编码与Ｒ－Ｃ分割方法对热图进行了压缩，并以传热学原理为依据，对其进行内插重建，获得了１０２４的高压缩比，并得到较好的可视性。这种方法尤其适用于仅具有目标和背景的红外热图。该方法有利于硬件的实现，且可以更好地利用硬件的实时性。     

基于神光III原型的整形激光直接驱动准等熵压缩实验研究

整形激光直接驱动准等熵压缩实验技术对新材料科学、冲击波物理、地球物理学研究等领域有重要意义. 设计特定的实验条件, 可以将材料压缩到冲击压缩和等熵压缩都无法达到的状态, 从而为材料研究提供新的技术途径. 介绍了在神光III原型装置上开展的直接驱动准等熵压缩实验, 对理论基础、实验靶型、实验结果、关键技术、实验特点和数据都进行了较详细的分析. 通过实验和相应的数据处理程序, 获得了加载面上压力超过400 GPa的数据, 这是目前国际上用激光直接驱动的方式获得的Al材料中最高的压力. 同时, 对经过LiF窗口获得的表观粒子速度与真实粒子速度的关系进行了分析, 获得了一条对表观粒子速度进行动态修正的曲线, 从而使粒子速度的计算更加准确. 对实验的改进方向进行了比较明确的分析. 所提供的数据和分析过程对该领域的研究人员有一定的参考价值.     

准三级蒸气压缩式制冷系统与两级压缩制冷系统的比较

对普通的双极压缩制冷系统进行改进,提出了一种准三级蒸汽压缩式制冷系统,在普通双极压缩制冷系统的基础上,在其低压压缩部分增加了由闪蒸器构成的补气系统,通过理论计算得出结论,与普通的两级压缩制冷系统相比,准三级蒸气压缩式制冷系统的制冷量及制冷COP,得到了明显的提高。