基于数值保真项优化的TDI遥感图像复原方法

提出基于数值保真项优化的时间延迟积分电荷耦合元件（TDI-CCD）振动模糊遥感图像复原方法.针对时间延迟积分（TDI）退化图像点扩散函数（PSF）的空间变化性,根据成像平台颤振信息逐行构建模糊核.通过结合L1正则化和数值保真项优化,提出新的遥感图像去模糊方法,实现对TDI颤振图像的逐行复原.在基于最大后验概率（MAP）构建图像去模糊模型的过程中,将数值保真项扩展到二阶,以更好地保留图像细节.与传统的Richardson-Lucy（RL）算法、全变分方法相比,提出的算法去模糊效果明显.分析在不同积分级数和颤振频率下采用该算法复原后的图像的ssim,该算法体现出很好的普适性.     

LIP多重微区域分解算法扩展数字图像动态范围

CCD/CMOS 图像传感器的饱和电流和背景噪音使得一次曝光很难超过 60-80dB 的动态范围。用 LIP(Logarithmic image processing)模式将图像转换为灰色调函数,再将基于 LIP 模式的非线性多重微区域图像分解算法进行改进,可以适应不同亮度的单幅图像处理,提高了可分辨信息量和图像对比度,同时抑止了噪声。质量评价显示,该算法能将 MOS 等级四的源图像提高到等级一。     

用光线追迹法对闪光灯反光罩的设计分析

在闪光灯反光罩的设计时,需要对物平面上的光能量分布作出分析,以取得更好的设计效果,通过对照相机闪光灯反光罩空间几何结构分析,建立了相应的数学模型,结合光线追迹的方法,并根据闪光灯反光罩结构的固有特点,对光线追迹过程的整个算法进行了一定的优化,编制出了光线追迹的计算程序。最后用一组实际的数据输入到程序,得到了相应的结果,并分析了所得到的结果,从而验证了光线追迹法在闪光灯反光罩设计中的可行性。     

基于强边缘宽度直方图的图像清晰度指标

针对图像清晰度评价在图像、视频领域应用的重要性,提出一种新的无参考图像清晰度评价指标.算法从图像模糊会造成边缘扩散的原理出发,通过自适应阈值的梯度算子求取含强边缘信息的图像,在得到各强边缘宽度的基础上建立强边缘宽度直方图,以此提出基于直方图信息的距离因子,通过将该因子引入到加权平均求取强边缘平均宽度的模型中,得到清晰度评价指标.实验结果表明,相比于主流的基于边缘宽度的清晰度评价方法,该方法更能够满足与图像内容无关性的要求,该方法的结果更接近于人眼主观评价.     

非下采样剪切波的红外偏振图像融合

针对传统红外目标探测技术中的探测率较低,无法分辨红外伪装的军事目标等缺点,提出区域显著性的非下采样Shearlets变换(NSST)方法融合图像,运用NSST能够将图像精细的分解在频率域,在频率域根据图像显著性分布权重确定融合规则,经过NSST反变换得到融合后图像.结合中波与长波红外实拍实验,比较该方法与其他常用融合方法,结果表明,区域显著性的NSST融合图像噪声信息少、对比度、信息熵及互信息值均较高,方法适合偏振图像的融合,有利于目标的识别与探测.     

稳像中基于BP神经网络的颤振预测及改进

为了解决航拍过程中的图像抖动问题,研究了机载相机的颤振规律;提出在稳像过程中,利用BP (Back Propagation)神经网络的函数逼近功能对相机颤振规律进行模拟,预测相机颤振矢量的方法;针对单个BP神经网络稳定性较差且精度较低的问题,提出在预测网络上增加一个误差校正网络以提高预测精度的方法.该方法使用误差校正网络对预测网络输出的结果进行二次预测、补偿,提高了网络系统的稳定性和计算精度.仿真实验表明：在训练样本相同的情况下,预测网络和误差校正网络相结合的方法能够对相机颤振矢量进行高精度预测,且运算速度较快,满足了机载相机实时稳像的需求.     

CCD彩色插值的MTF退化研究

为了分析电荷耦合元件（CCD）在成像过程以及彩色插值算法引起的图像退化问题,提出CCD彩色插值的调制传递函数（MTF）研究方法.分析CCD在传递图像时的退化情况,选取常用的插值算法,如双线性插值,梯度插值,计算插值算法对图像退化影响,用MTF来表征CCD彩色成像时的传递能力.实验结果表明,即使只考虑插值算法的影响,CCD彩色成像时的调制传递能力将在非彩色插值CCD的基础上进一步退化,在奈奎斯特频率下只有非插值CCD的1/2左右.因此CCD的空间离散采样特性使图像在传递时出现退化,当CCD前面置入彩色滤波片（CFA）后,由于彩色插值算法的影响,MTF将进一步减弱.     

空间变化PSF图像复原技术的研究现状与展望

空间变化PSF(Space-variant Point Spread Function,SVPSF)图像,即物空间各点的退化随位置的改变而改变的图像,由于其复原技术涉及到多个甚至海量PSF的提取、存储和运算,相对于空间不变PSF(Space-Invariant PointSpread Function,SIPSF)图像复原要困难得多.目前处理此类图像的主要方法包括空间坐标转换法,等晕区分块复原法,以减少数据存储量,降低计算量,提高收敛速度为目标的直接复原法等.本文回顾了这一课题的研究历史,对目前的研究工作进行了分析和总结,介绍了本实验室提出的结合GRM(Gradient Ringing Metric)评价算法的总变分最小化图像分块复原法,并提出了未来工作关注重点的展望.     

用多次移位成像提高CCD成像分辨力的反演解析法

提出了一种提高CCD成像分辨力的反演解析法。通过在一个方向上多次移动CCD获得多幅 低分辨力的图像,合成一幅分辨力提高大于2倍的图像,达到CCD分辨力提高多倍的目的。克服了原有方法最多只能使分辨力提高2倍的缺点。仿真例子证明了其正确性。     

一种基于频谱分析的离焦深度自动对焦法

通过计算2幅不同离焦位置的图像频谱的径向分布,推算出目标物体的离焦深度,从而调 整镜头位置完成自动对焦。算法适用于任意目标物体,尽管是基于频谱的,但是并不需要计算离焦图像的频谱,算法精度可达4%,鲁棒性良好。