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。     

基于快速非局部均值和超分辨率重建的图像降噪算法

针对实际图像噪声强度变化范围宽,目前已有的图像降噪算法多数只能用于处理范围有限的噪声情况,结合快速非局部均值和基于深度残差卷积网的超分辨率重建,提出一种适用于不同噪声强度的图像降噪算法。利用改进的非局部均值算法和Boxfilter滤波器对图像进行初步降噪,再通过深度残差卷积网络对初步降噪的图像实现端到端的低分辨率图像超分辨重建。仿真实验结果表明:当噪声强度分别为15、25、40、50、60时,相比于其他经典降噪算法,新算法能获得更高的峰值信噪比和结构相似性,且随着噪声强度的升高,优势越来越明显;新算法适用于已知噪声水平的降噪,也适用于盲噪声降噪,且盲降噪性能优于其他经典降噪算法;此外,该算法还可以更好地恢复图像细节,产生较好的视觉效果。     

高分辨カ红外热图像重建算法的进展及研究

由于探测器阵列有限以及像元尺寸对成像的影响，红外热成像系统的图像分辨力较低，往往难以满足实际应用的更高要求。本文介绍了国际上较为流行的两种提高红外热图像分辨力的方法：微扫描法和不受控的微扫描法，并提出用微扫描与基于Markov约束的Poisson-MAP超分辨力图像复原算法( MPMAP)结合重建高分辨力红外热图像的方法，模拟分析表明该算法具有提高热成像分辨力的效果。     

小波结合偏微分插值的图像超分辨率重构算法

针对传统的小波和偏微分方程(PDE)算法无法准确估计图像的平坦区域和边缘区域而出现虚假边缘,以及小波低频估计不准确导致的图像模糊,提出一种小波与改进的PDE插值结合的图像超分辨率重构算法。该算法首先对传统的PDE算法进行改进,提出一种加权拟合的PDE插值法对图像边缘实现较好的定位;然后利用小波提取高频成分并调整其系数,并将增强幅度后的原始图像作为低频部分,进行小波逆变换获得高质量的重建图像。实验结果表明:这种方法可以充分发挥两种算法的优点,不仅在提高图像分辨率的同时较好地保留了原始图像的细节信息,还提高了放大后图像的亮度和清晰度。     

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。     

基于边缘保护的正则化超分辨重构技术

本文研究单帧图像超分辨重构的正则化方法。利用图像分片连续、降质算子的有限支撑性和空不变性等先验信息,借鉴一元分段函数拟合的思想,构造图像超分辨重构的目标函数,设计快速有效的迭代算法,保护边缘,降低块状效应,获取高分辨图像。仿真结果表明,本文方法得到的超分辨重构图像的效果较最近邻插值法、双线性插值法的效果好。     

窄角扇束CT仿真投影计算方法研究

窄角扇束CT在工业中应用广泛,为了研究其图像重建算法,节省扫描检测成本,对其进行仿真研究很有必要。在分析窄角扇束CT扫描特点的基础上,推导建立了窄角扇束CT仿真投影计算公式。为了验证仿真投影计算公式的准确性,对Shepp-Logan头部模型进行仿真投影计算和图像重建,重建结果验证了仿真投影计算公式的准确性。     

基于注意力机制的残差网络超分辨率重建方法

针对现有方法在图像超分辨率重建中高频信息遗漏的问题,提出一种基于注意力机制的多层嵌套残差网 络超分辨率重建方法,对不同的频次信息采用不同的特征提取方案。利用跨越残差网络结构将前端的特征信息利用 恒等映射连接直接传送到后端的注意力机制模块,添加注意力机制的多层嵌套残差网络来捕捉原始图像中隐含的特 征信息,通过深度并行残差网络结构融合图像特征信息。实验结果表明,改进后算法可有效提高图像超分辨率重建 精度。     

基于投影补偿的显微计算机断层成像空间分辨率增强

显微计算机断层成像(CT)可以通过提高投影放大比来提高成像空间分辨率,但是对于一定尺寸的工件,随着放大比的增大容易引起投影截断,导致投影数据不完备,重建的图像存在伪影和衰减系数漂移。提出了一种投影补偿的方法来补全截断的投影数据。该方法对工件执行高放大比和低放大比两次扫描成像,其中低放大比下的投影数据没有被截断。在低放大比下执行低分辨率图像重建,将重建的CT图像数字放大并重投影以得到与高放大比下投影数据相匹配的截断投影的估计值。将估计出的截断投影与高放大比下的投影组合并进行滤波反投影重建,得到空间分辨率局部增强的显微CT图像。仿真结果和实验结果均验证了该方法的有效惶。     

基于区域一致性的多聚焦图像融合算法

针对同一场景两幅严格配准的多聚焦图像融合问题,设计一种基于区域一致性的多聚集图像融合算法。该算法利用比率金字塔变换得到图像的多分辨序列,采用基于区域一致性的融合方法,在图像的相应层次序列的各级金字塔图像上进行融合以获取最终的融合图像。从目视效果来看,采用文中算法进行图像融合,基本上能够将两幅左右聚焦的图像融合成一幅清晰的单一聚焦图像。实验结果表明:该算法与同类其他算法相比较,相关系数提高了0.08%,偏差度降低了30.67%～31.05%,互信息提高了7.92%～7.97%。     

基于计算机视觉的舰载直升机助降技术研究

为了辅助舰载直升机安全着舰,一种基于计算机视觉的助降技术被提出。该技术包括：利用图像分割技术从飞行甲板的背景中识别助降陆标图案;采用Harris角点检测器,提取助降陆标角点的投影;根据透视投影几何原理,构造助降陆标角点和图像上相应投影点的函数关系;采用最小二乘法解算函数关系矩阵;对该关系矩阵进行分解,即可得到直升机相对飞行甲板的位姿参数。仿真实验表明：该方法能够实时给出舰载直升机的相对位置和姿态信息,而且在图像检测误差的干扰下,位姿估计仍然保持着较高的精度。     

长波红外景象模拟器投影光学系统无热化设计

基于数字微镜器件（digital micromirror device,DMD）的红外景象模拟器能够为红外系统性能测试与评估提供先进的手段。根据DMD的工作原理,确定了以分光棱镜来连接照明系统和投影系统的红外景象模拟器总体方案。探讨了红外景象模拟器投影光学系统的像差特性、光学设计和无热化的设计方法,设计了一套工作在长波红外8~12μm,F#为2.8,视场角为3°的投影光学系统,并对该系统在40~60℃之间进行光学被动式无热化设计。结果表明：该系统在所要求的温度范围内,光学传递函数均接近衍射极限,成像质量满足系统的设计要求,并具有辐射能量损失小、分辨率高、结构紧凑等特点。     

使用单水听器定位浅水中的脉冲声源

针对浅海信道的相干多途结构,给出了一种利用单水听器通过估计多途时延差来定位脉冲声源的方法。分析了水底和水面声学特性的差别对反射波相位的影响,利用相位的差别来区分水面反射和水底反射,解决定位方程中声源位置模糊。使用复数域上的凸集投影方法估计信道中的多途幅度衰减和相位变化,其分辨率优于传统匹配滤波器,可以扩展定位方程的应用范围。通过误差传递方程研究了单水听器定位时的误差。对实验数据处理结果表明,这种定位方法在实际浅海环境中是可行的,具有成本低廉,结构简单的优点。     

一种基于光束平差法的相机标定方法

为解决多目视觉测量系统中,相机标定精度要求高、标定视场范围广等问题,提出一种基于光束平差法 的相机标定方法。利用立体视觉原理重构各个编码点的空间坐标,通过相机成像模型将编码点投影到图像中,并利 用Levenberg-Marquardt 方法最小化编码点的投影点与图像中对应像点之间的投影误差,获得最优的相机参数。实验 结果表明：该方法的最大标定误差为0.052 9 像素,相机标定精度高、应用场景灵活,满足工业应用需求。     

快速灰度投影稳像算法研究

为提高灰度投影稳像算法的速度,提出一种等间隔快速投影算法：参考帧图像每行（列）进行投影,待稳定帧图像的投影区域进行等间隔行（列）投影,所有的投影行（列）内等间隔取像素值,将2帧图像的投影曲线进行遍历相关运算,得出图像的运动矢量。通过分析相关曲线,得出其单峰性的特点。实验结果表明,该算法可保持传统灰度投影算法的稳像精度,运算量显著减小,计算速度大大提高。     

不规则物体投影面积测量系统

不规则物体投影面测量系统,以环形灯为光源、CCD为图像采集单元.通过图像处理的方式指示微位移机构实现自动调焦,将被测物体清晰成像在CCD像面上.然后与标准件所呈的像对比,得到不规则物体的投影面积.该系统能方便的实现不规则物体投影面积的检测,测量精度高.     

一种基于分块灰度投影运动估计的视频稳像方法

提出一种基于分块灰度投影运动估计的视频稳像方法,该方法首先对图像划分子区域, 依据灰度梯度对子区域进行筛选,剔除容易导致错误运动估计的低对比度子区域,在减少运动估计运算量的同时提高了运动矢量估计的精度;然后对保留的子区域进行灰度投影及相关运算获得局部运动矢量,根据图像帧间运动模型由局部运动计算出图像的全局运动矢量;最后根据运动补偿矢量对图像进行补偿,以获得稳定的图像序列。分块灰度投影运动估计算法有效解决了投影法存在的前景局部运动影响全局运动估计精度,以及无法估计旋转运动问题。实验结果表明,相比于传统灰度投影算法,该运动估计算法提高了运动估计的准确性和实时性。     

基于面部检测和可变ROI灰度投影的驾驶员眼睛精确定位方法研究

提出一种基于面部检测和可变ROI(Region of Interested)灰度投影的驾驶员眼睛精确定位方法.用该方法通过肤色检测确定面部ROI和人眼矩形ROI,在ROI内对图像进行阈值二值化变换,接着对二值化后的人眼图像进行腐蚀、膨胀操作;对膨胀后的双眼进行垂直积分投影,并进行垂直ROI分割;分别在垂直ROI内对左、右眼进行水平投影,分别获得左、右眼睛的精确定位坐标.这种方法可有效克服由背景、头发、眉毛、睫毛、面部灰度分布不均、脸部旋转产生的干扰.试验证明方法具有相当高的实时性和准确性.