具有旋转不变性的图像矩的快速算法

在具有旋转不变性图像矩的传统算法中,必须将图像的坐标从直角坐标系转换到极坐标系,这种转换不仅会极大地增大计算量,并且会产生明显的舍入误差,从而导致以图像矩为特征的图像识别误差率上升,利用图像矩重建的图像质量下降。为了消除在像素坐标的转换过程中带来的不利影响,以圆谐傅里叶矩的计算为例,介绍了一种直接在直角坐标系下计算图像矩的方法。实验证明,这种方法不仅彻底消除了像素的坐标转换带来的误差,而且大幅降低了计算量。     

自动显微图像处理系统的研制

为实现病理切片的自动检测研制了一套显微图像处理系统。该系统由三目照相生物显微镜、ＣＣＤ摄像机和带图像处理卡的个人计算机组成。本文介绍显微镜的自动调焦、自动搜索及状态分析判断等系统驱动功能的原理和设计，最后给出该系统临床应用的部分结果     

无透镜显微成像的重构算法研究

针对单幅图像进行了无透镜显微成像的重构算法研究，介绍了无透镜显微成像系统实验装置和ASM(angle spectrum method)、改编后的L-R(Lucy-Richardson)两种重构算法。对比两种算法重构后的USAF分辨率板图像的分辨率，利用瑞利判据得出ASM获得的振幅图分辨率最高(即3.10 μm)，且计算用时最少(即0.9 s)，证明了ASM为最佳的单幅无透镜显微重构算法。其次，利用无透镜显微成像系统结合ASM重构的方法，进行细胞成像实验。该无透镜成像视场为5×显微镜的4.4倍，且分辨率介于5×及10×光学显微镜之间，统计学优势明显，在生物医学领域具有广阔的应用前景。     

基于色差向量场的彩色光学显微细胞图像分割

细胞图像分割是医学图像处理领域的研究热点之一。传统的细胞图像分割算法多是基于灰度图像的分割,图像中的颜色信息利用得不充分。在深入分析细胞图像颜色特征的基础上,提出了基于色差向量场分析细胞图像颜色变化规律的方法,相比于经典的彩色空间(HSV、YIQ、CIEL*a*b*),这种方法更能够突出图像中的主体细胞与非细胞区域的差异,而且针对大量图像的普适性更好。然后基于细胞图像的色差向量场,提出了一种循环匹配的分割方法,同时采用色差强度对分割结果进行了进一步的修正。通过对实际采集的彩色细胞图像样本的分割实验验证,该算法比RGVF Snake算法的分割结果更可靠,准确率可以达到95.2%,而且能够实现不同颜色重叠细胞图像的分割。     

细胞显微图像的处理与识别系统研究

介绍了模板匹配和特征识别两种识别方案,采用数字图像处理技术和模式识别技术,实现了细胞显微图像中的细胞自动识别与分类.实验结果表明,特征识别具有直接性、运算量小等特点,为细胞显微图像的模式识别提供了可靠有效的方法.     

基于小波分解的医学显微图像融合

提出了基于小波分解的医学显微图像融合。通过先将图像进行小波分解,并对小波分解后的不同频率域分别进行了讨论,即分别讨论了选择高频系数和低频系数的原则。选择低频系数时,设计了两种选择方案,即区域能量法和边缘选择法。选择高频系数时,设计了两种选择方案,即区域能量法和目标清晰与模糊判据法。最后选择了在低频系数时采用边缘选择法,在高频系数时采用目标清晰与模糊判据法。从仿真结果的比较来看,在将多个目标聚焦图像融合后,图像能很好地保留多幅原来图像清晰部分的信息,融合后,提高了整幅图像的信噪比,从而获得了整幅高清晰图像。     

关于空间平移不变性的一些评注

推广了量子力学中关于对称性的分析,与对称性相关的守恒量相应地推广为含时守恒量;证明了单粒子(包括相对论情况)在静态均匀磁场和含时线性势中运动具有空间平移不变性;求出了波函数的变换关系和相应的含时守恒量.     

一种基于灰度变换的红外图像增强算法

针对红外图像，采用双门限分割法进行图像分割，然后采用分段灰度变换法进行图像增强。根据具体图像，通过人机交互的方式确定2个阈值，将图像分割为目标区、过渡区和背景区3部分；按照每一部分的特点，设计不同的灰度变换，对图像进行分段线性增强，得到感兴趣目标区的最佳视觉效果。通过对16位红外图像进行实验，得到了满意的结果。实验表明,该算法灵活便捷，在增加对比度和去除噪声的同时，还抑制了背景，达到了预期的效果。     

基于直线的射影不变性和极线约束标定摄像机参数

提出一种用图像对标定摄像机参数的新方法。传统自标定方法需要先由图像特征计算基础矩阵,该方法则是从图像中提取一组未知长度和长度比的平行直线,以图像中心坐标为主点初值,利用直线的射影不变性先求得摄像机焦距、旋转矩阵和平移向量的初值;再由图像对固有的极线约束来优化摄像机的参数,从而得到高精度的主点、焦距、旋转矩阵和平移向量。使用该方法对图像目标进行三维重建,仿真实验表明：该方法对场景要求较少,原理简单,方法易行,标定摄像机参数精度较高。     

彩色图像四元数矩不变量的研究

为了研究彩色图像的矩不变量特性,采用四元数进行彩色图像处理,以充分利用彩色图像的整体信息,实现彩色图像RGB并行处理。本文把传统灰度图像的矩不变量理论推广应用到四元数层面上来,定义了彩色图像的四元数矩并构造了该矩函数的仿射不变量。实验结果表明：所提出的彩色图像的四元数矩不变量的稳定性要优于L.V.Gool等人提出的彩色矩仿射不变量,其σ/u值提高了2个数量级。所提出的四元数仿射矩不变量可以作为模式识别中彩色目标的特征描述子来实现彩色图像目标的识别与跟踪。     

彩色图像四元数矩不变量的研究

为了研究彩色图像的矩不变量特性,采用四元数进行彩色图像处理,以充分利用彩色图像的整体信息,实现彩色图像RGB并行处理。本文把传统灰度图像的矩不变量理论推广应用到四元数层面上来,定义了彩色图像的四元数矩并构造了该矩函数的仿射不变量。实验结果表明:所提出的彩色图像的四元数矩不变量的稳定性要优于L.V.Gool等人提出的彩色矩仿射不变量,其σ/u值提高了2个数量级。所提出的四元数仿射矩不变量可以作为模式识别中彩色目标的特征描述子来实现彩色图像目标的识别与跟踪。     

基于神经网络的低照度彩色图像增强算法

由于低照度彩色图像存在整体亮度低、对比度低、颜色偏暗和信噪比低等特点,所以经典图像增强算法对其增强效果非常有限。提出了一种利用BP神经网络进行彩色图像增强的算法,并将RGB图像转换成HSI图像,以保证增强处理不引起图像的色彩失真。实验证明:该方法显著地改善了低照度彩色图像的视觉效果,提高了图像整体亮度和图像的信噪比,可调节图像的动态范围,能增强图像的对比度和细节,可增加图像信息熵。     

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。     

熔石英亚表面缺陷附近光强分布的数值模拟

熔石英亚表面缺陷对光场的调制是导致激光辐照场破坏的主要因素。采用有限元方法对熔石英亚表面缺陷（平面和锥形划痕）周围的光强分布进行了数值模拟。结果表明：划痕形状、几何尺寸、方位角、光的入射角等是影响划痕周围光强分布的主要因素;前表面划痕对光强的增强效果比后表面弱;在理想形状的划痕截面和表面同时发生内全反射时,平面划痕周围的光强增强效果明显。锥形划痕周围的光强分布为正确解释交叉划痕的夹角平分线附近的损伤提供了理论依据。     

对用空间扩展宽谱光源再现的彩虹全息像的分析

用空间扩展宽谱光源再现的彩虹全息像时,整个光源只在一定的光谱的和空间的“有效宽度”内起作用,本文在此概念的基础上,研究了光源的光谱扩展和空间扩展在其单独作用和联合作用时对全息像的影响。发现当两者联合作用时,对像质的总影响几乎与它们单独作用时一样。给出了用宽谱空间扩展光源所再现的彩虹全息像的分辨率,从而提出了一个实用的狭缝宽度。     

Compatibility of temporal multiplexed spatial light modulator with optical image processing

The tendency today is to replace high-dynamic light modulators by high-speed binary ones (of which the micromirror is the best example). This kind of spatial light modulators (SLM) fulfils all the present needs in displays. They are used in optical communications as binary systems and also in display applications (video projectors) with temporal multiplexing, in order to generate greyscale or colour images. In optical processing, and in the majority of coherent applications, temporal dithering introduces some distortions. In this paper, this point is studied with simulations. We point out that temporal multiplexing cannot be used in the Fourier plane. In the imaging plane, the distortion is weak if the filter has a positive impulse response.     

Multi-wavelength phase-shifting interferometry for micro-structures measurement based on color image processing in white light interference

Conventional multi-wavelength phase-shifting interferometry utilizes two or three monochromatic light sources, such as lasers, to realize the measurement of the surface topography with large discontinuity. In this paper, the white light source, with a single-chip CCD color camera, is used to accomplish multi-wavelength phase-shifting interferometry. In addition, we propose an algorithm which combines white light phase-shifting algorithm, equivalent wavelength method and fringe order method to achieve measuring and calibrating the micro-structures ranging from nanometer scale to micrometer scale. Finally, the proposed method is validated by a traceable step height standard.     

K-F系统中的波前相位调制与光强调制的转换

研究在由一薄片Ｋｅｒｒ 介质与一块二维反馈镜组成的非线性光学系统中光波前相位与光强的转换过程。根据基尔霍夫衍射定理,导出了单一模式以及小畸变近似条件下多个模式的相位－ 光强转换关系的方程。结果证明：通过衍射,入射波前相位各阶Ｚｅｒｎｉｋｅ 模式成分的大小转换为反馈光光强的非线性调制。     

用图像数字化处理技术测试LED的光参数

由于LED的光比较微弱、体积小,所以在用常规的方法进行测试和使用较大的传感器时,容易产生较大的误差。为此,利用图像数字化处理技术及相应的装置对LED的配光曲线和光通量进行了测试,并介绍了它的基本原理和方法。