红外线阵探测器盲元定位与补偿

为减少红外线列探测器的条纹噪声与非均匀性噪声受环境温度和探测器工作时间的影响,提出了一种处理盲元的综合算法.首先依据探测器最终数据输出来检测盲元通道;然后依据通道位置与数量调整偏移量值,并根据探测器的阵列结构特点,对4806个像元完成精确的盲元定位;最后完成对含有盲元通道的非均匀校正.以FPGA处理模块为核心,完成了红外探测器实时采集与处理.图像校正效果良好,具有良好的实时性和可移植性.     

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.     

基于双边滤波器的红外图像条纹噪声消除算法

提出了一种新的消除红外图像中条纹噪声的方法。由于红外焦平面阵列中每列读出电路的偏置电压不同,导致红外图像中有明显的条纹状噪声。分析了读出电路偏置电压不均匀对红外成像的影响,提出了利用双边滤波器估计读出电路偏置电压的方法,并使用估计的偏置电压校正红外图像。基于实际红外图像的实验结果表明,提出的算法能够显著地消除红外图像中的条纹噪声。     

去除红外图像条带噪声改进算法研究

由于红外焦平面阵列中各探测单元的响应特性不完全一致,导致像元之间存在一定的非均匀性,使红外图像中出现深浅相间的条纹状噪声,这种噪声严重影响了红外图像的质量和解析度。针对红外图像条带噪声的产生机理,在传统距匹配法的基础上,文中从图像灰度均值和方差的角度入手,结合红外图像数据量小、图像内容丰富的特点,将分段多项式拟合和中值预处理的思想分别应用到红外图像条带噪声的消除算法中,得到了改进的多项式拟合滤波法和基于中值预处理的分段拟合滤波法。理论分析和实验结果表明,文中提出的两种算法具有原理简单、实用性强的特点,能够有效地消除红外图像的条带噪声,提高图像信噪比。     

红外焦平面阵列多次采样滤波技术

针对红外图像信噪比不高和当前常用的二维时间延迟积分(2D-TDI)算法仅适用于静止和缓慢运动目标场合的问题,分析了信号的采集原理以及噪声特性,提出了红外焦平面阵列(IRFPA)多次采样滤波技术,通过对一帧图像的同一像元点进行多次采样的方法,在降低红外图像的随机时间域噪声的同时,保证其能够应用于快速运动目标场合;图像对比和数据测试结果表明:红外焦平面阵列多次采样滤波技术不仅具有与2D-TDI算法同等的提高红外图像信噪比的能力--将红外图像的NETD降低到原红外图像的1/√n倍(n为对同一像元点的有效采样次数),而且突破了2D-TDI算法应用场合的限制,其能够适应于快速运动目标场景,对红外热像仪的性能提升有重要意义.     

基于空间关系的FPA非均匀校正算法

提出了一种基于相邻图像空间变换关系的场景校正（SBNUC）算法。该算法利用相邻图像空间变换关系,将前一帧已校正的像元灰度组合为当前帧所期望的像元灰度,再以误差梯度迭代修正偏置和增益。理论上证明了在未加其他条件的情况下,该算法能够防止鬼影现象。红外图像序列校正结果显示,该算法在保证图像锐度的情况下,降低了FPA非均匀的高...     

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。     

基于转向核的单帧红外条纹非均匀性拟合校正算法

针对红外线列和非制冷型焦平面成像系统存在列向条纹非均匀性的现象,提出了一种基于转向核的单帧条纹非均匀性校正新算法。首先,根据图像边缘的梯度特性确定转向核邻域主方向和大小,然后将每列像素的转向核估计值作为该列像素的期望值,以列向条纹非均匀性作为约束进行最小二乘拟合,计算得到每列像元的校正参数,并以一定概率接受最小二乘拟合的结果。当误差函数满足事先设定阈值时,单帧图像的非均匀性校正完成。实验结果表明,该算法具有稳定的收敛性,与同类算法相比能够更有效抑制条纹非均匀性,并且能够保留更多的图像边缘信息。     

一种高效快速的高密度椒盐噪声消除算法

本文提出了一个简单高效的消除高密度椒盐噪声的算法,在该算法中,对于图像中的每一个椒盐像素,计算以该像素为中心的窗口内非椒盐像素的平均值,并且在不同的阶段对其更新,实验结果表明,对于污染度为10％到90％的图像,本文的算法都有良好的噪声消除能力,所得到的恢复图像能够较好地保持原始图像的细节.另外,本文的算法计算时间较少,...     

基于空时域级联滤波的红外焦平面条状噪声消除算法

针对红外图像中的条状噪声问题,本文提出了一种基于空时级联滤波的条状噪声消除方法。在红外焦平面阵列中,每列设有一个读出电路用于读取该列传感器的响应。读出电路偏置电压的差异是红外图像中条状噪声的主要成因。根据红外辐射的空间相关性假设,本文利用空域非线性滤波从红外图像中提取偏置电压;然后,采用高斯-马尔科夫过程建立偏置电压随时间的变化的数学模型,并采用基于时域卡尔曼滤波的最小均方误差估计(MMSE)方法估计偏置电压;最后,从红外图像中减去偏置电压以消除红外图像中的条状噪声。为了验证所提算法的性能,分别利用仿真数据和实际红外数据进行实验,实验结果表明本文所提算法能够有效消除红外图像中的条纹噪声,并且不会造成图像细节的损失。     

白天观星红外星图噪声抑制算法

单点噪声和条纹非均匀性噪声是白天观星红外星图中的两种典型噪声,严重影响了星图识别的后续处理。针对两种噪声产生的原因和特点,提出改进的单点噪声去噪算法,即用局部窗口遍历扫描全图检测出单点噪声,然后用全局均值进行补偿;又提出列直方图偏移校正算法去除条纹非均匀性噪声,即依据列偏移校正模型,对每列直方图相对于全局直方图的峰值位置偏移进行校正。实验结果表明:所提出的噪声抑制算法对红外星图去噪效果良好,星点目标峰值信噪比可从7.4提高到12.8,并且算法计算简单,可以在单帧时间内完成,满足星图实时预处理的应用要求。     

钢轨磨耗动态测量结构光条纹中心提取算法

针对钢轨磨耗结构光动态测量中结构光条纹中心提取的实时性问题,提出一种新的序列图像中结构光条纹中心的快速提取算法。以上一帧图像中提取的钢轨条纹中心作为条纹中心的初始位置,首先对初始位置进行校正,以补偿传感器振动所带来的图像中条纹纵向变化,然后在法向方向上使用灰度质心法计算得到条纹中心的近似值,通过在近似值点计算单点Hessian矩阵获得条纹中心的亚像素精确位置。实验表明,该方法速度快、精度高,有效解决了基于结构光视觉的钢轨磨耗动态测量中条纹中心的实时精确提取问题。     

稳健的OFDM系统载波频率捕获算法

本文提山了一种新的应用于OFDM系统的载波频偏捕获算法。算法利用训练帧结构的循环重复性特点，剥离信道的影响和定时偏差的影响，完成频偏的捕获。同时本文算法训练帧既可以在时域添加，也可以在频域添加，增加了算法的灵活性。仿真结果表明，算法具有稳健，精度较高，计算量较少等优点。     

一种基于PN序列的OFDMA上行链路参数估计和信号检测方法

该文研究了OFDMA上行链路的频偏信道参数估计和信号检测问题,设计了一种OFDMA上行链路发射信号帧结构,信号帧的帧头由PN序列构成;提出了基于PN序列的频偏信道参数估计算法;并根据频偏信道参数采用时域最小均方误差检测算法进行信号检测。仿真表明:该文提出的频偏信道估计算法充分利用PN序列的相关特性,具有良好的抗噪特性、衰落信道适应性和高的估计精度;而时域最小均方误差信号检测算法也具有较好的误比特率性能。     

Terra MODIS第5波段红外遥感影像条带噪声的探测与校正

由于Terra MODIS传感器第5波段（1.230~1.250 m）中部分探测元件出现故障,从而导致整幅影像上存在明显的条带噪声。对于地理校正后的MODIS影像数据,其条带噪声的分布并不是完全规则的,还可能存在不连续的现象,加大了对噪声进行处理的难度。提出一种对条带噪声进行检测与去除的方法,首先利用局部梯度对条带噪声的位置进行探测。然后在基于最大后验概率的框架下结合噪声模型与Huber-Markov先验,并通过梯度下降算法进行噪声的去除。使用真实的遥感数据进行了实验,所展示的恢复后数据和对应的频谱图都证明了文中方法的有效性。     

多场景下结构光三维测量激光中心线提取方法

结构光三维测量技术是获得物体三维信息的重要途径,激光条纹中心线提取是影响结构光三维测量精度和速度的关键因素。提出了一种适用于多场景下结构光三维测量的激光条纹中心线提取方法,充分利用图像中激光条纹的几何信息和相关性生成自适应卷积模板,实现激光条纹图像的滤波和增强处理,使激光条纹横截面灰度值满足高斯分布;经灰度加权法实现激光条纹中心线的亚像素精度定位与提取。实验测试结果表明:该方法可实现多场景下形状、材质各异物体的条纹中心线提取,有效克服了激光条纹亮度分布不均、噪声干扰等影响,单幅图像处理时间缩短为0.107 s且相对误差减少到0.076 5%,有效提高了激光条纹中心线的提取精度和速度。     

基于参考条纹宽度判决的光学相机通信方法

在光学相机通信中,经典的多项式拟合算法易丢失条纹细节信息,基于分段自适应的阈值算法可将灰度值数据进行有效解码,却耗时较长,步长选择对解码性能影响较大。针对以上问题,该文提出一种能够保证邻近像素行的影响且较为平稳的指数加权滤波算法,并与参考条纹结合,实现快速解调解码。在解码过程中,首先对每条明暗条纹信息进行估计像素个数,以此判断帧同步头和帧尾位置;再利用帧同步头和帧尾确定有效数据范围以及估计每bit数据所对应像素个数;之后判断有效数据的占空比并转换为逻辑值;最后输出逻辑值代表的信息。实验结果表明:该文算法具有较低的算法复杂度,且在光照为300 lx的室内环境中,在误比特率低于前向纠错阈值的条件下,使用方形LED作为发射端时,信道距离可达30 cm,传输速率1.67 kbps,可满足正常传输需求。     

基于极值检测的图像滤波算法

针对极值中值滤波法在去除椒盐噪声时存在的不足,提出了一种改进的图像滤波算法.首先使用极值法检测图像中的噪声点,然后采用窗口由小到大变化的自适应算法得到噪声像素的滤波值,最后通过计算噪声像素滤波前后灰度值的差值来修正被误判像素的灰度值.对不同类型、受不同强度噪声污染图像的去噪实验表明,该方法在不同噪声率下均优于传统的中值滤波法及其一些改进算法,当噪声率较大时其去噪和保边性能得到了显著提高.     

一种基于极值的自适应中值滤波算法

图像平滑处理中,如何在去除噪声的同时完整地保留图像边缘细节一直是非线性滤波算法研究的热点问题。提出了一种基于极值的自适应中值滤波算法,该算法根据图像中某点是否为邻域极值点将全部像素分为可疑噪声与信号两类。对可疑噪声点采用包括八个一维窗口和一个二维窗口在内的不同尺度和不同方向的九个子窗口,按照各个子窗口的均方差大小,自适应选择窗口进行中值滤波;对信号点不加处理,灰度值不变。测试结果表明,该算法的滤噪特性和细节保护能力优于多级中值滤波;执行速度较快,优于经典中值滤波。