基于等高线和Fourier-Polar变换的3D地形匹配导航方法

一种新的3D地形匹配导航方法。实时地形和参考地形分别用结构简单的等高线表示,地形导航转化为等高线的匹配问题。提出Fourier与Polar变换结合的等高线匹配方法,优点:利用图像整体频谱信息,不需寻找控制点,对一定的噪声和变形具有鲁棒性;Fourier变换易于硬件实现,具有一定的实际应用的优势。实现步骤:在参考等高线图中截取与实时等高线图大小相同的图;利用提出的算法配准这两幅等高线图,获得它们之间的旋转和平移量,从而纠正飞行器飞行姿态。本文理论上证明了构造的旋转平移不变算子的正确性,沙盘地形仿真实验结果表明本文算法具有强的抗噪声和抗变形能力以及高可靠性与精确度,对3D地形辅助导航系统具有重要的理论参考价值。

一种改进的二维离散极坐标Fourier变换快速算法

在雷达天线、图象配准、图象检索等领域内常常需要用极坐标表示二维数字信号的离散Fourier变换(DFT) .与笛卡尔坐标系下的二维DFT不同 ,二维离散极坐标Fourier变换 (DPFT)不具有行列可分性 ,直接计算非常耗时 .本文提出一种改进的DPFT的快速算法 .该算法针对二维阵列实信号 ,算法全部过程可用一维运算实现 ,大大降低了计算复杂度并且适用于实时处理 .实验中与直接运算方法相比较 。

一种利用Fourier-Mellin变换和曲线拟合的遥感图像亚像素配准方法

直接使用傅里叶梅林变换计算出的图像间旋转参数的精度不高,以此旋转参数对图像进行纠正后再使用相位相关的扩展方法计算出的图像间的平移参数精度也不高.针对这种情况,提出一种改进的角度检测方法.传统的方法是先对图像进行傅里叶变换,然后进行极坐标变换,再使用相位相关得到相关谱,通过相关谱的峰值位置确定图像间的旋转角度,最后对图像做角度纠正并计算平移参数.而本文对相关谱峰值所在区域进行拟合,使用拟合后的峰值位置替代原来的峰值位置确定图像间的旋转角度.由于拟合后的峰值位置的精度高于拟合前,估计角度的精度会更高,使用此角度做旋转纠正能够提高图像之间的相关性,进而也提高平移参数的精度.实验证明:与Fourier-Mellin变换的通常做法相比,此方法显著提高了配准的精度,平均角度精度提高0.187°,水平方向上平均平移精度提高0.339 pixel,垂直方向上平均平移精度提高0.296 pixel.

超复数Fourier变换耦合位置扰乱的彩色图像哈希算法

当前图像哈希算法大都是通过将彩图三分量R、G、B转换成灰度图像来生成哈希,丢失了色度信息,降低了算法对篡改内容的检测精度与敏感性的不足,为了解决上述问题,提出了超复数离散傅里叶变换耦合位置随机扰乱的彩色图像哈希认证算法。首先,通过构建新的扩散系数,从而改进偏微分模型PED(partial differential equation),对输入图像进行预处理,增强算法对图像缩放的鲁棒性,从而最小化图像信息丢失对算法的影响;再引入对数极坐标变换机制,将预处理图像变成二次图像;基于超复数理论与Fourier变换,将彩图三分量R、G、B视为四元数的虚部,建立四元离散Fourier变换机制,提取抗旋转篡改的图像特征;并基于Logistic混沌映射,设计位置扰乱机制,对四元离散Fourier变换低频幅度系数进行随机置乱;根据置乱后的幅度系数,构建图像哈希模型;最后,引入汉明距离,优化认证阈值,建立图像哈希相似度计算模型,以评估初始图像与用户接收图像的哈希相似度,完成图像内容的真伪认证。实验结果显示:与当前图像哈希算法相比,在处理彩色图像时,该算法具有更强的鲁棒性与安全性,呈现出更好的ROC曲线特性,能够有效识别亮度、旋转、噪声以及缩放等篡改攻击。

一种基于DFT扩频与幅值归一化变换联合技术的降低Polar-OFDM系统峰均比的方法

为降低单极性Polar-OFDM(P-OFDM)系统的高功率峰均比(PAPR),提出了一种基于DFT扩频和归一化变换联合技术的P-OFDM方法。根据针对P-OFDM信号的特性分析,对经过星座映射之后的信号进行DFT变换,经过间隔插零与扩频技术之后进行IFFT,生成双极性的时域复信号,再对坐标变换之后的幅值进行归一化变换,生成实正基带P-OFDM信号。通过仿真系统分析得出,基于DFT扩频与归一化变换联合技术的P-OFDM系统,相比于传统P-OFDM系统,能有效降低信号PAPR约4.5 dB,同时,性能与传统P-OFDM系统性能一致,且系统硬件实现较为简单,是一种有效降低P-OFDM系统PAPR的方法。

基于Fourier-Mellin变换的红外图像配准

该文针对一种新的基于相位相关的图像配准方法,在需要配准的两幅图像中心选取同样大小的区域,在对数极坐标的表示下,这两个区域图像的互功率谱经傅里叶反变换后是一个二维脉冲信号。首先可以利用相位相关法求得旋转角度和缩放因子,然后根据上一步求得的结果再次利用相位相关法求出两个方向上的平移参数,至此可以获得图像的配准参数。对Fourier-Mellin算法进行MATLAB仿真,实验结果表明了该算法可以获得较好的配准结果。

基于相位相关的指纹拼接方法研究

基于指纹图像的旋转、平移、距离等不变特性,从增加指纹图像的有效特征点出发,提出了指纹拼接方法。该方法分为三步:第一步,提出基于中值滤波及局部属性的归一化预处理算法,去除图像噪声和影响相位相关度准确性的频率信息;第二步,图像进行伪极坐标快速傅立叶变换,根据旋转和平移的不变性,利用相位相关对图像进行快速配准;第三步,对配准的指纹图像完成平滑拼接。大量的实验结果证明本方法可以增加有效的指纹图像特征点数量,改善比对效果,计算复杂度较低,可以实现指纹图像的快速拼接。

一种二维极坐标傅里叶描述子在图像检索中的应用

在图像检索中,形状描述是图像内容描述的关键部分。目前已经存在的大多数形状描述符均是基于某一特定应用的,不具有通用性。文章提出了一种基于二维极坐标傅里叶变换的傅里叶描述子对目标形状的描述方法,分析并实验验证了该方法的各个性质,并讨论了它的实际计算问题。实验结果表明,该描述符通用性强,鲁棒性高。

采用小世界免疫克隆算子的频率域图像配准

为满足智能寻位加工中对零件图像配准速度和配准精度的高要求,提出了一种采用伪极快速傅里叶变换(PPFFT)和小世界-克隆选择算法(SWCSA)的图像配准方法(PPFFT-SWCSA).首先对图像进行伪极快速傅里叶变换,然后利用变换后获取的频谱特征信息设计优化算法的代价函数,最后采用SWCSA算法得到2幅图像间的配准参数.采用PPFFT降低了运算复杂性,提高了运算速度;采用SWCSA算法,克服了图像配准中常用的相位相关法无法检测到图像间较小偏移量的缺点.实验结果表明,PPFFT-SWCSA方法的配准角度精度可以达到空间0.2°,在对图幅为256×256像素的图像配准实验中,PPFFT-SWCSA方法的配准速度比基于离散极坐标傅里叶变换和相位相关法的配准速度快2倍.

锈层下碳钢的腐蚀电化学行为特征

采用极化曲线、线性极化电阻(LPR)和电化学阻抗(EIS)研究了海水中带锈碳钢的电化学行为,结果发现:长期浸泡的内锈层对电极过程有较大影响;短期浸泡,LPR和EIS测定的极化电阻(Rp)逐渐增大;而长期浸泡,Rp却逐渐减小;随着浸泡时间的延长,Rp出现了先增大后减小的变化趋势.将锈层逐层剥离后研究了碳钢的电化学行为,并结合傅里叶变换红外(FTIR)光谱和横截面结构分析表明,这主要是因为长期浸泡后,内锈层中出现了具有较高电化学活性的β-FeOOH,并且其含量随着浸泡时间的延长而逐渐增加.当进行电化学测试时,在对体系进行一定程度极化的过程中,β-FeOOH参与了阴极还原反应,使电极过程不再是简单的阳极金属溶解和阴极氧还原,加快了阴极反应速度,从而导致Rp逐渐减小.

强度调制偏振光谱仪傅里叶变换解调原理研究

针对强度调制新型偏振光谱仪,研究了基于傅里叶变换法实现偏振光谱信息解调的可行性.结合强度调制偏振光谱仪实现偏振光谱信息调制的机理,给出了采用傅里叶变换法实现偏振光谱信息解调过程的完整数学推导,并对解调过程进行了计算机仿真模拟.模拟结果表明:基于傅里叶变换的解调方法可以高保真获取待测光辐射的偏振光谱信息,将该方法应用于强度调制偏振光谱仪偏振光谱信息的解调是可行的.

一种改进的二维傅里叶描述子在基于形状的图像检索中的应用

在图像检索中 ,形状描述是图像内容描述的关键部分 .目前已经存在的大多数形状描述符均是基于某一特定应用的 ,不具有通用性 .文中提出了一种基于二维极坐标傅里叶变换的傅里叶描述子对目标形状的描述方法 ,分析并实验验证了该方法的各个性质 ,并讨论了它的实际计算问题 .实验结果表明 ,本描述符通用性强 。

覆有微弧氧化涂层的AZ91D镁合金在氯化钠溶液中的极化行为(英文)

由于结构和成分的影响,覆有微弧氧化涂层的AZ91D镁合金的极化曲线有多种不同的表现形式.事实上,覆有微弧氧化涂层的AZ91D镁合金在NaCl溶液中的极化曲线行为不仅与涂层的主要组成和微观结构有关,也与极化曲线测试条件,如氯离子浓度、溶液pH值、阴极极化程度和样品的暴露面积有关.由于微弧氧化涂层的不稳定性,这些因素通过改变氧化涂层的组成和微观结构,继而影响极化曲线的形状.本文用傅里叶变换显微红外成像和对应的光学照片研究了氧化涂层的成分和结构的变化.结合物理表征,我们提出一个模型,用以阐明微弧氧化涂层组成和结构在NaCl溶液中的变化.对于浸泡在NaCl溶液中的AZ91D微弧氧化涂层,阳极溶解和阴极还原反应的速控步骤分别是传质过程和电荷转移过程.所以从极化曲线上拟合出来的腐蚀电流密度不能准确反映腐蚀速率,而且误差也难以避免.

基于人眼视觉非均匀特性的实时Mean Shift跟踪方法(英文)

由于在成像制导过程中需要实时处理大量的信息,为了在尽可能保留有效信息情况下降低计算量,采用了一种人眼视觉非均匀采样模型——对数极坐标模型,来压缩信息量以提高计算速度;另外,由于对数极坐标变换对目标形状具有旋转和缩放不变性,在跟踪非刚性变形目标时该模型能表现出很好的稳健性;考虑到在成像跟踪末段,质心、角点之类的跟踪方法会产生匹配点漂移,为了抑制匹配点漂移,采用基于目标强度特征的Mean Shift跟踪方法,并对采用Gauss核函数的Mean Shift方法进行了优化来加快计算速度;实验结果表明,该方法能够有效抑制匹配点漂移,是一个稳健的目标跟踪方法.

傅里叶-梅林变换(FMT)在畸变-不变图像识别中的应用

针对尺度缩放和角度旋转变化目标相关识别率低的问题，在联合相关识别中加入傅里叶-梅林变换方法。采用傅里叶-梅林变换（FMT）中的对数极坐标变换、梅林变换、傅里叶变换具有的旋转、尺度、平移（RST）不变性，可以提高JTC图像识别的性能，实现畸变-不变图像的识别。利用联合变换相关器对角度旋转0°～40°、尺度变化0～20%的目标进行计算机仿真实验。实验结果表明：在JTC中采用FMT可以实现畸变-不变图像的识别。

利用快速傅里叶变换的双层搜索目标跟踪算法

针对视觉跟踪中目标表观变化、尺度及旋转变化问题,提出了利用快速傅里叶变换的双层搜索目标跟踪算法.算法在直角坐标系和对数极坐标系分别构建目标核岭回归模型并进行目标双层搜索,同时利用快速傅里叶变换将时域运算转换到频域运算提高跟踪效率.首先在直角坐标系中建立目标核岭回归模型并构建循环结构矩阵进行穷搜索得到目标中心位置;然后以目标中心位置为原点将跟踪区域变换到对数极坐标系再次建立目标核岭回归模型,并穷搜索得到目标在对数极坐标系的平移量;最后依据搜索结果确定目标状态并进行模型更新.实验结果表明,这种算法不仅对表观变化、尺度及旋转变化具有较强的鲁棒性,而且跟踪实时性较好.

一种抵抗几何变换攻击的数字图像水印方法

在水印嵌入的过程中 ,首先在原图像经过对数极坐标变换后的图像中寻找水印嵌入的特定区域 ,并在该特定区域所映射的原图像经过离散傅立叶变换后的图像区域中随机选择像素点嵌入水印 ,保证了水印嵌入位置的不重复和不可侦测性。在水印提取的过程中 ,提出了获得图像旋转角度与缩放比例的方法 ,简化了水印的提取过程。实验证明 ,将对数极坐标变换和离散傅离叶变换结合后 。

太阳Stokes光谱望远镜的结构及其数据处理方法

云南天文台的太阳Stokes光谱望远镜是一台通过测量磁敏谱线的Stokes参数I,Q,U和V的轮廓来研究太阳磁场精细结构的光谱型矢量磁场测量仪。它利用4个完整的Stokes轮廓所蕴含的丰富信息,完全确定辐射的偏振状态,从而精确地测定太阳黑子区的矢量磁场。文章首先介绍了该望远镜的结构,进而详细地介绍了该望远镜所测量的偏振光谱资料的处理方法。

基于层次化及最小二乘的精确图像配准（英文）

针对传统对数极坐标傅立叶变换(log-polar mapping based Fourier transform,LPMFT)在大尺度、大旋转及大平移变换情况下不能精确估计图像对之间的变换参数,提出基于层次化及最小二乘的图像配准方法(multi-resolution analysis and least square optimization,MALSO):首先,使用小波变换将图像分解为多分层结构,并将每层的低频部分作为待匹配图像;其次,在每层中,引入窗口函数及自适应滤波函数以减少谱泄漏,混叠及插值误差的影响;最后,构建一个代价函数,并通过最小二乘法求解最优参数.实验表明,该方法既满足大尺度,大旋转及大平移参数准确估计要求,又比LPMFT对遮挡更具鲁棒性,有一定的理论及应用价值.

基于Markov过程和伪极坐标快速傅里叶变换的重采样篡改检测

针对图像中的重采样篡改操作导致的离散余弦变换(DCT)系数之间相关性的变化,提出了一种新的图像重采样篡改检测方法。首先,提取Markov特征,利用高阶统计量分析重采样图像中离散余弦变换系数之间的关系;然后,将图像所在的笛卡儿坐标映射到伪极坐标(Pseudo-Polar)轴上提取图像的光滑度作为纹理特征,利用纹理特征检测图像的重采样操作;最后,将提取的两类特征输入到支持向量机(SVM)中训练和分类,从而检测出图像中的重采样篡改操作。实验结果表明:所提方法可以检测出图像中的重采样篡改操作,并具有较好的检测率,且对于一定范围内的加噪处理也具有鲁棒性。