一种临近空间飞行器动态拖尾星图复原方法

临近空间飞行器飞行速度快,机动性强,飞行过程中的大姿态机动会导致星敏感器拍摄的星图出现拖尾现象,从而使天文导航的计算结果出现较大的误差甚至失效。针对这一问题,采用IMU量测信息辅助设计动态拖尾星图复原算法,针对传统维纳滤波无法对光轴向角速度引起的拖尾进行有效复原的缺陷,提出了一种图像分割分布式拖尾星图复原方法。通过图像分割对不同图像区域的星点进行分布式维纳滤波,完全适应三轴角速度变化。搭建了天文导航虚拟验证仿真平台并进行了仿真验证。仿真结果表明,图像分割分布式拖尾星图复原方法可对拖尾星图进行有效复原,复原后姿态精度可维持在20"(3σ)以内,质心提取精度提高20%,姿态精度提高10%。所提出的方法能有效提高动态环境下天文导航系统的适应能力,对未来临近空间飞行器天文导航算法的设计具有一定的参考价值。     

二维粒子图像测速系统的研制

研制了一套二维粒子图像测速系统,该系统采用CCD对流场中的示踪粒子视频图像进行采集,以拓扑映射的新方法完成料粒子像对的匹配;整个过程无需人工干预,处理结果声速、准确、可靠,如每处理一幅图像仅需5分钟,匹配准确度达95％以上,其结果可给出被测流场的速度分量、速度矢量、等流函数线和等涡线等。该系统与业已建成的多相分离实验模拟系统相配套,可用来对多种设备内流场进行多参数、多工况实验诊断,为揭示设备工作机理、优化设备结构等提供了有效手段。     

一种基于图像相关的双图像法测量细观试件弹性模量的方法

本文提出了一种基于图像相关的双图像法测量弹性模量的方法,测试精确度比单图像方法的精确度提高了一个量级,通过实验验证了方法的可靠性。利用双图像法对细观尺度不锈钢薄带和牛骨试件的拉伸弹性模量进行了测量,发现牛骨试件的拉伸弹性模量随着厚度的减小而减小。     

图像维数计算方法及其实质研究

基于颜色单元体模型,本文提出了一种间接量测表面形貌的新方法——真彩图像维数计算方法,并通过激光表面仪扫描实验对此进行了验证。该计算方法的提出,使在表面形貌的实验研究中用拍摄数码照片方法取代激光表面仪扫描成为可能。比较研究显示,该方法具有简单、方便、直观和扫描范围大等优势,是表面形貌实验研究手段上的一大改进。本文还分别探讨了二值化图像,灰度图像,真彩图像的分形特性,剖析了三类图像维数的物理实质。比较研究结果显示,对于同一试样,真彩图像维数最大,灰度图像次之,二值化图像维数最小,其维数在区间[1,2]内。以此说明,二值化图像维数是曲线维数,灰度图像维数仅考虑了颜色明度值的影响,只有真彩图像维数充分考虑了色彩、色饱和度和明度值的"贡献",该维数才是"全局"意义上的图像维数。     

图像相关位移测量中的预定位搜索法

本文研究了散斑图像中所包合的位移信息后，发现一般情况下，表征被测物体表面变形的位移只有几个像素，而刚体位移却比变形位移大的多、尤其是小视场时刚体位移可达几十个像素．于是，提出了一种直接越过刚体位移的预定位搜索方法，这一方法基本上克服了刚体位移，使相关搜索速度大为提高并通过实验证明了方法的有效性．     

基于背景色彩识别的磨粒图像分割方法

针对铁谱图像背景色彩相对单一的特点,设计了1种基于背景色彩识别的磨粒图像分割方法,采用该方法对轴尖-宝石轴承的润滑油铁谱图像进行图像分割,并用所得磨粒覆盖面积推算轴尖磨损量.通过大量磨粒图像分割实践表明,所设计的方法具有精度高、计算速度快及适应性强等优点.定量磨损分析表明,该摩擦副的磨损进程极为缓慢.     

贝叶斯神经网络建模预测方法及其应用

针对神经网络建模时,其模型的复杂性难以控制而且缺乏分析结果的工具,以及贝叶斯方法可以通过定义一些超参数的模糊先验来控制模型参数复杂性,并且可对任何感兴趣的变量产生后验预测分布,使得置信区间的计算成为可能.研究了贝叶斯神经网络的建模预测问题,通过融入模型参数的先验知识,在给定数据样本及模型假设下进行后验概率的贝叶斯推理,使用马尔可夫链蒙特卡罗算法来优化模型控制参参数,实现了对神经网络模型中不同部分复杂度的控制,获得了模型参数的后验分布及预测分布.通过动调陀螺仪漂移数据建模应用分析结果证明此方法可以达到较好的建模预测效果.     

流动显示图像的处理和分析

流动显示图像的处理和分析李欣周建和周兴华（天津大学力学系，天津３０００７２）文［１］和［２］曾介绍过天津大学流体力学实验室所开设的两个流体力学新教学实验，文中提到用摄录像设备与计算机连接，将图像信息存入计算机内进行计算和处理，快捷方便．本文介绍天津大...     

铁谱图像分析技术的应用研究

本文将计算机图像处理技术应用于铁谱定量分析,对谱片中各单个磨粒的特征参数进行统计,并根据统计模式识别理论设计了4类典型磨粒的分类器。利用统计参数,可以实现磨粒的自动识别分类和统计,大大提高了铁谱定量分析的准确性。     

高速分幅成像系统中图像的几何校正与配准

针对高速分幅的多幅成像系统的特殊结构，阐述了系统所获多幅图像间存在的差异及其产生的原因；在有时间分辨并需进行相互比较的情况下，应对这些图像作一系列的图像处理以得到可靠的、可用于比较的数据。针对高速分幅的多幅成像系统的图像处理主要是图像的几何校正与配准，包括图像的像元响应的平场校正、图像的几何变形校正、图像位置配准等，对此作了进一步的阐述。对序列图像作初步处理，获得了一些改善效果。     

三维射流PIV图像处理方法的研究及其精度分析

本文利用三台照相机系统记录三维射流的流动，通过照相机系统的标定、三维空间粒子的重构、空间粒子的对应及误对应向量的判断和消除等，建立了一种三个图像记录设备组成的三维PIV图像处理算法，并对其精度进行了分析，通过对三维射流图像的处理和分析表明，该方法是切实可行的。     

图像融合质量定量评价方法

建立了一套对图像融合质量进行定量评价的方法和准则。其中,对于相同传感器源的图像,利用标准参考图像,选取均方误差、峰值信噪比、参考图像,以及融合图像的信息熵差、互信息作为客观评价指标;对于不同传感器源图像,选取融合图像的标准差、空间频率、信息熵以及融合图像与两源图像的互信息之和作为客观评价指标。应用此方法和准则对基于离散小波框架、基于可操纵方向金字塔变换和基于双树复小波变换三种平移不变性的图像融合方法进行了客观定量评价。实验结果表明,基于可操纵方向金字塔变换的融合方法效果最好,然后是基于离散小波框架的融合方法;基于双树复小波变换的融合方法其性能与前两种接近,且其冗余性最小。     

含光纤复合材料内部损伤的图像显示

本文研究了含光纤的功能型复合材料内部损伤的图像显示方法和测试系统。通过数字化处理检测网络输出的图像，实现复合材料结构损伤的定量检测和直观显示。冲击损伤检测实验证明了该摄像－图像处理光纤损伤测试系统的有效性。     

一种雷达和电子海图图像叠加方法

雷达和电子海图是船舶重要助航设备,为了提高船舶的安全航行能力,提出了一种雷达和电子海图图像叠加的方法。以本船位置为参考点,正北向为参考线,将采集到的雷达图像进行仿射变换;根据雷达的扫描范围,通过墨卡托投影变换获取电子海图的显示范围,并对电子海图的比例尺进行调整,实现雷达图像和电子海图的匹配。以电子海图为底图,将雷达图像和电子海图在像素级上进行叠加。仿真结果表明,雷达和电子海图图像叠加是辅助船舶安全航行的有效方法,电子海图的海岸轮廓和雷达扫描到的图像能够较好的匹配融合,可以在电子海图底图上实时显示雷达捕获到的目标,提高对船舶周围环境的监控能力。     

散斑图像相关数字技术原理及应用

研究图像处理技术在散斑测量中的应用，提出了一种散斑图像相关数字技术，该方法引进了亚像素技术，采用重心算法计算特征斑的重心，避免了数字散斑相关法计算相关系数的繁复过程；应用位移和应变的有关公式，可以获得物体变形实验曲线，实验结果表明，该方法在工程实际现场、振动过程以及变形测量的自动化等方面有着广泛的应用潜力，从而为光测力学拓展应用领域、实现自动化测量展现了新的前景。     

两相流PIV粒子图像处理方法的研究

本文在单相PIV技术的基础上研究了两相流动PIV图像处理方法，采用摸板匹配法和灰度加权标定法对两相粒子进行了识别、区分和标定，采用灰度互相关法对区分后的单相粒子图像进行了处理，应用基于以上方法编制的Windows应用软件，首先对由美国Minnesota大学复杂流动实验室提供的两相流动粒子图片进行了处理，通过对比分析可见，应用本文所采用的方法能对两相粒子进行有效的识别和区分，然后以搅拌槽内液固两相流场为例对此方法进行了应用。     

融合先验知识的混凝土侵彻深度试验数据异常点检测算法

为剔除混凝土侵彻深度试验数据异常点,提出了一种融合先验知识的异常检测算法。利用反向传播（back propagation, BP）神经网络模型拟合试验样本数据的分布,结合偏差指标筛选离群样本点,并通过经验算法评价模型异常检测性能。针对试验数据特点选择全量梯度下降结合动量优化方法,从而提高模型迭代训练的稳定性和效率,并且在构建模型过程中融合领域先验知识约束对样本数据的拟合,使得模型在训练过程中能反映附加特征的影响。结果表明,BP神经网络模型适合于刚性弹对混凝土侵彻试验数据异常点的检测,加入合理的领域先验知识可有效提高模型的检测精度。     

一种新的闪光照相CCD图像的扩散滤波方法

为了提高闪光CCD图像质量,提出了基于偏微分方程（partial differential equation, PDE）的智能中值-非线性扩散滤波(intelligent median-nonlinear diffusion filtering, IMNDF)方法,充分发挥了智能中值滤波和非线性扩散滤波的优势。数值实验结果证明,该方法对于两类最具代表性的噪声（高斯和脉冲）的混合问题有很好的消噪效果,其信噪比改善因子（promotion of signal-to-noise ratio, PSNR）较传统方法提高了3~5倍。对闪光照相CCD图像取得了很好的消噪声结果。