空间相机异常响应图像处理方法

空间相机在轨长时间运行,受空间环境影响,相机性能下降,在轨图像中出现黑色条纹,严重影响了成像质量。局部CCD像元响应下降,高能粒子冲击,宇宙尘埃,空间相机本身的附着物等都能引发图像黑色条纹的现象。文章通过对发射前实验室辐射定标数据研究,提出一种基于最小二乘法和辐射亮度反演的在轨图像的校正方法,可以有效地去除黑色条纹。在不同辐照度下,采集所有像元的灰度值,用最小二乘法估计所有像元灰度平均值与辐照度的对应关系,计算出每个像元的校正系数,并研究实验室辐射定标数据,推算出现黑色条纹像元的校正因子,通过图像黑色条纹校正函数矩阵对每个像元的实际灰度值进行校正。校正前黑色条纹像元灰度的偏差超过10%,校正后偏差小于5%。从图像上观察,经过该方法校正的图像,能够有效去除黑色条纹,得到清晰的图像,结果令人满意。     

红外图像条纹噪声消除方法

分析了条纹噪声的产生机制,并提出了能够在一帧时间内完成的去除条纹噪声算法.该算法利用局部窗口遍历一帧图像的所有像元,获得每行像元的极值,并通过相邻行之间灰度值的继承性完成一帧图像的校正参数的计算;通过设定合适的阈值消除图像边缘和系统噪声对参数精度的影响.实验结果和理论分析表明,提出的算法能够在一帧时间内有效地消除红外图像的条纹噪声.     

星载拼接相机图像实时校正系统的研究

为了实时对多TDI-CCD拼接后获得准确与高质量的大视场图像,建立了多片TDI-CCD拼接相机像元实时校正系统.对该系统的图像拼接与灰度融合算法进行研究并对硬件实现方法加以介绍.对多片TDICCD拼接技术以及由此带来的图像错位与像元不均匀性进行了介绍,采用输出缓存技术实现拼接TDI-CCD奇偶片输出图像配准,应用比值平均法校正拼接片间的灰度不均匀性,实现实时大视场拼接校正.并将整套算法在Xilinx公司的Spartan 3系列的FPGA平台上实现,得以构成多TDI-CCD拼接校正系统.实验结果表明,该系统可以自动对3片2048像元的TDI-CCD拼接配准与灰度校正,获得清晰的大视场图像,满足系统实时性的要求.     

红外焦平面阵列失效元动态检测与校正算法

为克服失效元造成的图像固定噪声,改善红外焦平面阵列的成像质量,提出了一种基于场景的红外焦平面阵列图像传感器的失效元动态检测与校正算法.通过分析图像传感器正常像元和失效元的表现特征,并根据红外焦平面测试验收国家标准的规定,确定了区别正常像元和失效元的灰度阈值电平,并用双向线性外推的方法判定具体的失效元在一帧图像中的位置,根据失效元的判定算子和新型校正算法实现了对检测出失效元的实时校正.实验证明该算法简单可靠,易于硬件实现.     

基于采样窗的非均匀路面图像校正算法

针对传统的灰度校正方法不能有效地校正全局光照不均匀的路面图像,提出基于采样窗的路面图像光照不均匀校正算法.算法根据路面图像相邻像素的相关性以及非均匀成像原理,利用图像的均值和残差计算某点的背景灰度因子,利用像素点的线性变换方法求出校正后的图像.仿真实验证实,该算法能有效地减少图像的光照不均匀,达到校正图像的目的.     

红外焦平面阵列非均匀性校正的改进神经网络算法

非均匀性校正是红外焦平面阵列应用中的关键技术之一。神经网络算法是比较传统的非均匀性校正算法,由于该算法采用像元四邻域的平均值作为此像元的真值,所以这种估计方法具有较大的误差。在传统的神经网络算法基础上对焦平面阵列像元响应的真值估计进行了改进:基于图像匹配算法,采用了相邻多帧图像中不同像元对同一场景点的响应的均值作为真值,因而具有更高的准确性。对比仿真试验的结果表明,该改进算法比传统的神经网络算法具有更好的效果,在有效去除各种非均匀性的同时,保持了图像细节,改善了图像的视觉效果。     

红外热像校正技术的仿真研究及其实时应用——双阈值分割算法结合伪彩色变换

近年来,红外热像可应用于变压器等电力设备的监测和过热点定位,受到现代电力行业的关注,但红外热像仪呈现的温度分布多为灰度图,不利于人眼观察和辨识,而且图像模糊,影响检测质量,因此,实现红外热图像彩色显示和校正是必要的。文章提出了一种图像增强的方法,即双阈值分割算法,经过算法的仿真实验后将其应用在红外热像仪采集的变压器灰度图的伪彩色变换中,并在DSP642+FPGA组成的处理系统运行了这些算法。结果表明:伪彩色算法结合图像校正算法可较为精确地实现色彩变换,获得较好的视觉效果,可比原图显示更多的图像细节,解决了红外图像处理中细节不清楚的问题。     

灰度校正在红外序列图像拼接中的应用

为满足红外图像无缝拼接的需要,提出了一种基于红外序列图像的灰度非均匀性校正算法.该算法利用灰度非均匀区域的相对稳定性,通过对拍摄的大量红外序列图像求平均,获得相机灰度校正的模板图像.然后利用此模板对各帧图像进行校正,实现在同一幅度照射下各像素灰度的一致性.最后利用由HJRG-001型红外热像仪获得的红外视频图像序列进行...     

基于小波变换直方图规定的非均匀性校正算法

为了实现红外探测器的自适应校正,提出了一种基于小波变换的中值直方图规定非均匀性自适应校正方法。新算法利用正交小波变换分解图像,分别统计分解后图像像素的时域直方图,对像素邻域直方图进行排序得到中值,利用中值直方图灰度映射得到校正图像,最后把所有尺度校正后的图像反变换得到最终结果。实际应用证明,与同类自适应非均匀校正算法相比,该算法具有校正精度高、速度快的优点。     

基于JND和元胞自动机变换的可逆水印

提出了一种基于JND和元胞自动机变换的可逆水印算法。首先利用直方图调整技术对原始图像进行灰度值调整,然后通过整数小波变换获得原始图像的高频子带,并基于JND模型计算小波系数的恰可失真门限,最后利用扩频水印技术将由元胞自动机变换加密后的水印图像嵌入到原始图像中。实验结果表明,该算法在获得较高嵌入容量的情况下,显著提高了含水印图像的视觉质量。     

红外焦平面阵列条纹非均匀性校正方法

条纹非均匀性是线扫红外焦平面阵列和非制冷凝视型红外焦平面阵列成像系统中一种特殊的固定图案噪声。提出了一种基于实际场景和非均匀性分离的模型方法,能够在单帧内实现条纹非均匀性的校正。通过局部窗口模版遍历相邻列的误差函数,得到其非均匀性校正参数估计,并依据相邻两帧相关性的继承性,完成条纹非均匀性的校正。通过对模拟条纹非均匀性和实际图像的实验和理论分析,结果表明,文中算法能够显著提高条纹非均匀性校正效果。     

（英）基于多帧配准的红外焦平面阵列非均匀性自适应校正

提出了一种场景自适应的非均匀性校正固定图案噪声去除方法.基于多帧配准和相邻帧之间的全局位移估计,利用最小均方算法迭代计算均方误差函数,同时结合误差函数均方差以及互相关峰值,从而能够自适应场景变化.所提出的算法充分利用相邻多帧之间的相关性,对模拟和实际红外图像序列非均匀性的校正效果突出.实验结果表明本方法能够精确估计非均匀性参数,收敛速度较快,几乎不残留鬼影.     

Four-dimensional matrix Walsh transform for lossless compression of color video

This article presents a coding method for the lossless compression of color video.In the proposed method,four-dimensional matrix Walsh transform(4D-M-Walsh-T)is used for color video coding.The whole n frames of a color video sequence are divided into '3D-blocks' which are image width(row component),image height(column component),image width(vertical component)in a color video sequence,and adjacency(depth component)of n frames(Y,U or V)of the video sequence.Similar to the method of 2D-Walsh transform,4D-M-Walsh-T is 4D sub-matrices,and the size of each sub-matrix is n.The method can fully utilize correlations to encode for lossless compression and reduce the redundancy of color video,such as adjacent pixels in one frame or different frames of a video at the same time.Experimental results show that the proposed method can achieve higher lossless compression ratio(CR)for the color video sequence.     

基于模糊聚类的运动对象分割算法研究

为了从视频序列中分割出完整的、一致的运动视频对象,该文使用基于模糊聚类的分割算法获得组成对象边界的像素,从而提取对象。该算法首先使用了当前帧以及之前一些帧的图像信息计算其在小波域中不同子带的运动特征,并根据这些运动特征构造了低分辨率图像的运动特征矢量集;然后,使用模糊C-均值聚类算法分离出图像中发生显著变化的像素,以此代替帧间差图像,并利用传统的变化检测方法获得对象变化检测模型,从而提取对象;同时,使用相继两帧之间的平均绝对差值大小确定计算当前帧运动特征所需帧的数量,保证提取视频对象的精确性。实验结果证明该方法对于分割各种图像序列中的视频对象是有效的。     

Reversible watermark using the difference expansion of a generalized integer transform

A reversible watermarking algorithm with very high data-hiding capacity has been developed for color images. The algorithm allows the watermarking process to be reversed, which restores the exact original image. The algorithm hides several bits in the difference expansion of vectors of adjacent pixels. The required general reversible integer transform and the necessary conditions to avoid underflow and overflow are derived for any vector of arbitrary length. Also, the potential payload size that can be embedded into a host image is discussed, and a feedback system for controlling this size is developed. In addition, to maximize the amount of data that can be hidden into an image, the embedding algorithm can be applied recursively across the color components. Simulation results using spatial triplets, spatial quads, cross-color triplets, and cross-color quads are presented and compared with the existing reversible watermarking algorithms. These results indicate that the spatial, quad-based algorithm allows for hiding the largest payload at the highest signal-to-noise ratio.     

基于深度学习的非局部注意力增强网络图像去雨算法研究

单幅图像去雨技术的瓶颈问题是在缺少帧与帧时间序列信息的情况下，如何能够在有效去除多密度雨条纹的同时保留图像背景的细节结构信息.针对该问题，本文提出了一种新的基于编码解码器结构的单幅图像去雨算法.首先利用非局部操作获得不同像素点间的位置关系信息，从而获得图像全局信息表征.其次，采用空间注意力机制对全局信息在空间维度位置上进行权值重标定，即在通道维度上对特征进行非线性建模，从而达到聚集相似特征和有用信息的目的.最后，利用反卷积与长距离残差连接逐层恢复去雨图像的大小.分析和实验结果表明，本文提出算法雨痕去除效果明显，有效解决了去除具有不同雨密度大小雨条纹的现实困难，同时较好地保留图像的细节和边缘信息.     

视频多运动目标提取的新方法

提出一种利用视频序列的时域和空域信息进行多运动目标检测的新方法.首先对相邻的图像帧进行差分,并利用3σ准则二值化差分图像,得到运动目标的时域信息,然后标记该二值图像的连通区域来消除噪声,结合边缘检测所得到的空域信息得到运动目标模型,最后连接模型的最外围轮廓点即得到目标的完整信息.该算法充分运用了运动目标的时域、空域两方面信息,能够准确的提取出运动目标.     

基于图像块先验的单帧红外自适应校正算法

红外焦平面阵列的非均匀性严重限制了红外成像系统对目标的灵敏度,降低了图像的成像质量。本文基于图像块统计特性的期望块对数似然概率(EPLL),提出了基于图像块先验的单帧红外图像非均匀性校正算法,可以完成单帧红外图像的非均匀性校正。该算法首先利用高斯混合模型完成对图像块训练分类,然后利用EPLL准则获取带有非均匀性噪声图像对应的最大似然概率对数期望图像来完成对图像的校正。仿真试验和真实红外图像实验结果表明该方法对单帧红外图像的非均匀性校正效果良好,校正速度快,可以避免鬼影的产生并且可以完成持续性工作。     

一种稳健的新闻视频镜头检测方法

 根据人眼的视觉特性,本文提出了一种基于K-L变换的新闻视频镜头检测方法.首先,通过对原始RGB空间进行K-L变换,得到由主轴构成的图像参数模型;其次,运用基于滑动窗口的自适应阈值方法来比较相邻帧间参数模型的差异,得到候选的镜头切换帧;再次,定义以候选帧为首帧的小窗口,计算窗口内各帧与首帧的参数模型差异,得到随时间变化的曲线,称之为参数模型差异曲线(Parameter Model Variation Curve),简称PMV曲线;最后,通过分析曲线的特性进行镜头检测,完成镜头切换方式的分类,同时滤除掉闪光灯镜头.实验结果和性能比较表明,针对国内外新闻视频中出现的各种类型镜头切换该算法取得了良好的检测效果,并且对目标的快速运动、光照变化等具有一定的鲁棒性.