基于改进的期望值最大化自适应光学图像多帧迭代去卷积算法

为提高自适应光学图像复原的效果,基于期望值最大化理论,提出了一种基于改进期望值最大化（EM）算法的自适应光学（AO）图像多帧联合去卷积算法。通过建立多帧AO图像退化的数学模型,推导出基于相位误差并随时间变化的点扩散函数(PSF)模型,根据图像功率谱密度及约束图像支持域的方法对AO图像进行去噪处理。应用AO成像系统参数与正则化技术相结合对EM算法进行改进,建立多帧AO图像联合去卷积的代价函数及其参数估计的优化模型。利用所建模型对模拟图像和实际观测的AO图像进行图像复原实验验证文中算法的复原效果。实验结果表明,与Wiener迭代盲去卷积、Richardson-Lucy迭代盲去卷积算法相比,文中算法迭代次数减少14.3%,估算精度有了明显提高,辨识出了AO图像的PSF,复原出了清晰的观测目标图像。研究结果对实际AO图像复原有一定的应用价值。     

气动光学及其在高超声速飞行器中的效应研究

介绍了气动光学提出的背景, 提出了气动光学的定义及内涵、研究对象和研究方法, 描述了气动光学研究的主要内容, 即气动光学效应机理研究、 气动光学效应校正方法研究、气动光学效应校正验证试验研究和高速飞行器光学窗口技术研究; 详细阐述了气动光学效应的定量研究和校正方法.     

基于风洞测试试验图像的湍流场光传输效应统计特性分析

从风洞测试试验图像出发,结合统计理论和谱分析技术,研究了湍流流场对光学成像退化的影响,给出了图像亮度、目标质心抖动、像模糊等退化现象随时间和流场状态参数的变化规律。研究结果表明,光学成像退化与湍流流场结构及其运动特性是密切相关的,具有一定的统计规律,对进一步的气动光学效应校正具有重要意义。     

气动光学效应仿真系统设计与实现

针对高超声速飞行器气动光学效应及其校正研究的技术需求,设计开发了一套气动光学效应仿真系统,用于对气动光学效应进行全过程仿真。系统基于“模块化”、“可扩展”和“可视化”的设计思路,采用“仿真平台＋数据库＋功能插件”的系统实现方案,在VisualStudio2008开发环境下,完成了气动光学效应仿真系统平台、数据库及相关功能插件的开发工作。系统支持用户根据自身需求自主编制仿真任务,并可在接口规范的约束下,自主定制功能模块对系统进行扩展。本系统可以为解决高超声速飞行器气动光学效应及其校正方法的理论研究与工程应用问题提供理论依据和技术手段。     

气动热环境下高速飞行器光学头罩光传输分析

气动热环境下,光学头罩由于受到气动热和热应力的作用,产生形变且其光学性质发生改变,进而影响到光学头罩内红外辐射光线的传输,使得头罩光学系统成像质量下降,最终将影响高速飞行器的制导精度。以红外成像在高速飞行器上的应用需求为背景,对头罩内光传输进行了数值仿真,得到了头罩光学系统在气动热环境中各项光学评价函数。     

光学遥感图像变量分裂迭代快速复原算法

为了实现光学遥感图像的快速复原,分析了已有全变差正则化复原算法存在的问题,提出基于全变差正则化图像复原的代理代价函数模型,并将该模型转化为3个子问题优化过程为了实现光学遥感图像的快速复原,分析了已有全变差正则化复原算法存在的问题,提出基于全变差正则化图像复原的代理代价函数模型,并将该模型转化为3个子问题优化过程设计了一种快速解析迭代的变量分裂算法。同时为了克服“阶梯效应”考虑人眼对图像平坦区域和边缘区域噪声的感知特性,给出了迭代系统中正则化参数的自适应估计。实验结果表明：本文算法在信噪比改善和计算时间都优于Wiener滤波、约束最小二乘、基于全变差梯度下降和交错子空间投影等算法保留了图像的细节信息减少了“寄生波纹效应”和”阶梯效应”。     

气动光学效应研究中非定常流场模拟与分析

以凹腔类光学窗口气动光学效应问题为背景,基于混合层流动简化模型,采用大涡模拟(LES)方法开展高Re混合层非定常湍流场的精细预测,给出瞬时流场结构对光学传输效应的影响规律,目的为光学效应流场影响预测方法研究奠定技术基础。给出了数学模型及算法,并对其进行了讨论。     

标准Ⅳ拦截导弹导引头的光学特性分析

标准IV拦截导弹高速飞行会引起导弹的光学窗及传感器产生严重的气动和气热效应.由流过导弹的超声速气流引起的气动光学效应会降低红外导引头的性能.对由飞行器的激波波前和剪切层的密度梯度引起的气动光学效应进行了分析和总结.为了计算红外头罩周围大气的密度和折射率的分布, 采用计算流体力学(CFD)模型对由冷却射流与外流互相作用形成的大气湍流进行建模, 在此基础上进行计算.计算得到的数据结果用于光学追踪程序中计算确定瞄视误差和像散.将这些结果与一般流体力学推导的近似值进行比较, 得出的结论表明当导引头视角为前视方向或飞行高度较低时, 瞄视误差可能会降低导引头探测目标的性能.     

反坦克导弹气动参数辨识的最大似然法

应用最大似然法对反坦克导弹气动参数进行辩识，建立用最大似然法辨识某反坦克导弹气动参数的基本方程；用仿真数据进行气动参数辨识，以验证数学模型及辨识方法应用的正确性；然后，对实测飞行试验数据进行气动参数辨识并对辨识结果进行分析、比较。     

被动毫米波图像恢复的偏微分方程方法

针对被动毫米波图像模糊和分辨率较低,提出采用偏微分方程方法进行图像的高分辨率恢复,并给出了偏微分方程模型和相应的图像恢复算法.该方法首先把得到的带噪降晰图像进行两个不同尺度的 Gauss 去噪,获得两幅更模糊的再降晰图像,再以这两幅图像为基础,通过迭代计算得到高分辨率图像.偏微分方程方法原理简单并且计算方便,通过对实际金属目标的被动毫米波图像的恢复,显示该方法具有较好的恢复效果.     

百分位形态变换在红外图像边缘检测中的应用

针对红外图像对比度低、边缘模糊、噪声大、空间相关性强的特点,提出了一种基于图像形态学的红外图像边缘检测方法。采用并行复合顺序形态滤波算法对图像边缘进行增强和锐化并抑制高频噪声;根据百分位形态滤波相关概念及性质构造的边缘检测算子,进一步滤除红外图像中的噪声,提取图像边缘。实验结果表明,本文提出的算法可以有效地克服红外图像的缺陷,保持图像边缘细节,优于传统边缘检测器。     

PBX稀疏CT投影PICCS图像重建算法

为了解决CT检测高聚物粘结炸药时,传统的滤波反投影重建算法(FBP)需要采集大量投影导致检测效率低以及从不完备投影重建图像噪声大、伪影严重、细节模糊等问题,选取稀疏投影CT扫描方式提高检测效率,采用先验图像约束的压缩感知重建算法(PICCS)抑制噪声,减少伪影,利用准静态单轴压缩三氨基三硝基苯(TATB)基高聚物黏结炸药(PBX)的损伤试件验证采用的CT扫描方式和重建算法,并将完备投影集FBP重建结果与稀疏投影集联合代数重建算法(SART)、PICCS两种算法重建结果进行主观和客观的对比评价。实验结果表明,PICCS用1/3稀疏投影集重建结果与完备投影集FBP重建结果相近,在满足对检测物体缺陷和内部结构观察、判断的前提下可以提高2倍左右检测效率,而且与SART重建图像相比,PICCS重建的图像伪影少,噪声小,细节清晰。     

基于路径提取的旋转模糊图像复原算法

安装在旋转平台上的成像传感器随着平台的高速旋转,其所成图像将产生严重的旋转模糊。针对旋转模糊图像模糊长度径向可变的特点,提出了一种基于路径提取的旋转模糊图像复原算法。主要是通过径向提取图像的模糊路径,求得各个路径上的模糊长度,将二维旋转模糊图像复原问题转化为一维的线性信号复原。仿真实验结果表明,相较于对数极坐标、最小二乘法复原算法,所用算法计算量小,复原效果明显。     

基于自适应梯度先验的旋转模糊图像复原算法

弹载红外成像系统随弹体作高速旋转运动时,在曝光时间内获取的图像存在严重旋转模糊问题,给后续的目标识别与图像跟踪造成极大困扰。针对此问题,提出了一种基于自适应梯度先验的旋转模糊图像复原算法。该算法通过使用自适应梯度先验的正则化项,对从图像中沿旋转模糊路径提取的一维向量在频域内进行反卷积运算。同时针对使用Bresenham算法提取像素方法产生的空穴点问题,设计了一种查表决策的自适应中值滤波算法。仿真实验结果表明,相对于改进的维纳滤波、约束最小二乘滤波、梯度加载滤波,该算法能有效地适应低信噪比干扰环境,具有较强的噪声抑制和削弱振铃效应的能力。     

基于梯度图像法的激光雷达图像融合滤波算法

为了有效消除激光雷达图像斑点噪声的干扰,针对单一滤波算法的不足,提出一种基于梯度图像法的激光雷达图像滤波融合算法。分析激光雷达图像的噪声特点,综合Lee滤波和小波滤波的优势,该算法利用图像的梯度图像来判断斑点噪声隶属于信号区域还是边缘区域,在边缘点采用小波阈值滤波的结果,在信号区域选择Lee算法的结果达到最好的滤波目的。仿真试验的结果表明:该算法具有很强的散斑噪声抑制能力,能够在噪声滤波和图像信息保持2个方面都能达到很好的效果。     

一种基于模糊数学的探测数据成像与处理方法

为更好的发现辨别目标,常常需要将探测数据形成数字图像并进行相应的处理。文中研究了模糊数学在地下目标探测数据处理中的应用,通过定义隶属度函数提出了一种针对二次场探测数据成像处理的方法。之后,针对形成的二次场图像,按照图像处理分析的流程,分析了经典处理方法在二次场图像处理分析中的应用效果,提出了一种基于模糊数学的图像处理综合方法(OFIPM)。通过对实例进行验证与分析,最终证明了方法的有效性。     

基于小波去噪的平滑约束最小二乘图像复原法

针对约束最小二乘图像复原法在退化图像信噪较低时的病态问题,提出基于小波去噪的平滑约束最小二乘图像复原法.其步骤分为自适应噪声估计、退化图像小波去噪及平滑约束最小二乘滤波.通过将原始图像与点扩散函数PSF进行卷积、叠加一定加性噪声两个步骤产生退化图像.实验证明,此法能达到较好的复原效果,且其性能随退化图像信噪比下降可明显提高.     

白天与夜间地面反射特性的对比研究

从微光图像的成像过程出发,运用光谱积分建立了微光成像系统的统一模型,分析了日光与夜天光的光谱分布,深入讨论了地面光谱反射特性对成像的影响,对白天与夜间地面反射特性造成的日光图像与微光图像的对比度差异进行了对比研究。实验结果与理论分析达到了很好的一致,对微光图像分析和微光图像仿真有指导意义。     

基于小波包自组织神经网络的图像数据融合

基于小波包与模糊自组织特征映射神经网络的图像数据融合,将图像在小波包最优基下展开,利用小波包最优基空间、尺度定位性提高分辨率,获得更好的去噪效果;再采用具有很强聚类功能的自组织特征映射网络进行图像数据的聚类;最后通过计算图像像素点的灰度均值来得到图像数据的融合结果.