一种ICMOS相机关键组合器件响应标校及降噪方法

针对增强型互补金属氧化物半导体(intensified complementary metal oxide semiconductor,ICMOS)相机中光纤光锥和CMOS传感器关键组合器件响应标校及其在实际应用中的降噪问题,采用K均值异常点剔除、最小二乘理想线性响应拟合、多项式响应误差补偿拟合的成像系统响应标校方法,有效降低了系统固定模式噪声、单个像素响应非线性、整场像素响应非均匀性对ICMOS相机响应输出的影响。采用金字塔真实图像降噪网络(pyramid real image denoising network,PRIDNet)的成像系统图像降噪方法,进一步抑制了ICMOS相机应用过程随机噪声对相机成像效果的影响。研究结果表明:与传统方法中仅做固定模式噪声处理的标校方法相比,应用本文标校方法,像素平均线性度指标提高了约7%,整场响应均匀度指标提高为原来的2.2倍。与其他类型网络相比,采用PRIDNet降噪方法,其峰值信噪比在不同环境光输入条件下均提高了3%~5%。

变形模板技术及其在多目标跟踪中的应用

变形模板技术是一种能够精确匹配、分割目标轮廓的图像处理技术。在过去20多年左右的时间里,该项技术已取得了长足的发展并显示出强大的生命力,如今变形模板模型已被广泛的应用于图像分析和计算机视觉等领域之中。从方法论的角度介绍了变形模板技术的理论基础、建模的一般过程及技术难点与解决方法,并以一种基于Snake模型的多目标跟踪算法为例介绍了该项技术在高空对地观测中对多个运动目标的精确分割与跟踪的应用。

小型内窥镜干涉型光纤陀螺仪装配质量控制系统（英文）

提出一种用于干涉型光纤陀螺仪(IFOG)装配质量控制的内窥镜系统设计及相关图像分析方法。同时采用1.0mm与2.4mm工业内窥镜系统采集IFOG内部图像与视频数据;并利用多自由度运动控制平台调节内窥镜工作姿态以保证图像的顺利采集。在此基础上,设计了基于db4小波基的图像增强方法,基于灰度共生矩阵的图像纹理特征估计方法以及图像几何形状特征的计算方法等,用以进行内窥镜图像的分析。通过上述系统与方法的应用,能够有效检测出IFOG产品在装配过程中出现的多余物颗粒、光纤断纤或异常胶粘等质量问题,有效提高了IFOG产品的装配质量。

一种基于Snake模型的多目标跟踪算法

在视频图像处理中,由于Snake模型运算量大且易受背景物体或噪声的干扰,因此很少被用来完成目标跟踪任务。论文主要针对高空摄像机追踪地面多个运动目标的具体情况,通过研究Snake模型各个能量函数的特点,提出了一种结合拆分模板匹配技术、Kalman滤波技术及Snake模型的多目标跟踪算法。与同类算法相比,该算法具有建模简单、分割精度较高的特点。

基于运动与区域信息的移动机器人目标检测

介绍了一种在运动相机条件下的基于目标运动与区域灰度信息的运动目标检测算法。采用快速光流估计算法与基于颜色粗糙度的区域分割方法进行目标运动与区域信息的运算,利用待跟踪目标时间与空间信息进行目标定位,降低了目标运动与区域信息估算的复杂度。仿真结果表明,该算法在大多数复杂场景中能够获得良好的目标识别效果。

图割模型在光纤熔接缺陷检测中的应用

针对当前光纤熔接过程中熔接缺陷图像人工判读费时费力的问题,提出了一种全自动的、利用图割(Graph Cut)模型进行熔接缺陷分割与检测的方法。与传统图割模型分割方法不同,该方法首先采用图像增强与二值化分割技术对热像图进行预处理。其次,设计了一类利用缺陷及背景斑块区域历史先验信息进行图割模型源点和汇点计算的建模方法,并采用快速最大流(Max-flow)算法进行能量函数的最优化求解,有效地提高了算法对缺陷斑点分割的效率。再次,对光纤熔接缺陷斑块特征的建模与分析问题进行了讨论,提出了一类缺陷识别与报警的原则。大量实验结果证明了文中算法的有效性。

基于深度学习的文本自动纠错系统设计与实现

为解决办公人员在进行文档写作时存在各种文本格式和内容错误的问题,设计基于深度学习的文本自动纠错系统,用于辅助办公人员的写作和校对工作;分析办公人员的文本纠错需求,并进行文本格式与内容纠错方法研究;设计系统由写作模板生成、文本格式纠错和文本内容纠错三个功能组成;首先,设计文本要素识别与检查算法并基于VBA技术实现文本格式校对;然后基于Seq2Seq深度学习模型训练字词、语法和标点符号查错模型完成公文内容纠错,并根据办公人员工作需求建立纠错辅助字库提升系统纠错准确率;最终,通过系统测试实验结果表明,设计系统能够极大地提升办公人员写作效率并减轻文本校对工作负担。

一种基于终点弹道气动噪声及落地声分析的未爆弹探测技术

针对常规兵器靶场试验、部队训练及演习过程中非爆弹定位困难的问题,介绍了一种采用低成本声学传感器的终点弹道未爆弹探测技术。根据弹着区范围,布置若干声学传感器,保证其测量范围覆盖整个弹着区。对于每一个声学传感器采集到的气动噪声及落地声信号,执行以下计算步骤:采用快速傅里叶变换与拉普拉斯小波分析技术进行声学信号的降噪与增强;采用短时能量、短时幅度以及短时过零率进行气动噪声与落地声端点检测;采用小波包分析技术提取降噪增强后声学信号的特征;采用基于最小距离的阈值准则进行终点弹道气动噪声及落地声的识别。靶场试验未爆弹落点粗定位结果显示,文中所提技术可用于未爆弹落地点定位,定位精度可达10 m.

基于FPGA技术的灾害救援无人机图像采集与分析系统设计

目的 :针对目前灾害救援领域的无人机应用需求,提出一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)芯片的航空影像图像采集与分析系统硬件设计方案。方法 :该设计通过采用FPGA进行图像分析处理,采用单片机进行系统的控制,来实现对图像的采集与基本拼接功能。结果:采用图像特征点检测技术与图像拼接技术实现了稳健的大场景图像的显示。结论:该系统可有效提高武警部队在灾害救援任务中的响应能力。

手控交会对接操作图形页面工效学研究

交会对接任务中,位移姿态六自由度图形为航天员呈现了航天器间相对位移和相对姿态等信息。针对图形显示页面的全面性和简洁性问题,提出了一种关于位移姿态六自由度信息页面的显示方法。开展了模拟手控交会对接六自由度图形页面的工效学试验,为受试者安排了动态操作控制任务,获取了成功率、主观问卷结果、燃料消耗量、操作时间、过程操作误差等试验数据。表明带有数值信息的图形页面优于纯图形页面,坐标轴复用是一种有效的显示方式,刻度尺两级量程可变式优于一级量程不变式。

中医诊疗与治疗数据挖掘技术

分析了中医诊疗与治疗技术的数据挖掘需求及各自特点,总结归纳了数据挖掘技术在中医诊疗与治疗技术中的具体应用现状、关键技术以及发展前景。提出了将数据挖掘技术应用于中医诊疗与治疗,具有节约成本、提高诊疗效率等积极作用,指出了中医与数据挖掘技术相结合的未来发展方向,为中医诊疗与治疗技术的发展提供了一种新的思路。

一种火箭尾焰图像特征空域时域建模方法

针对火箭尾焰成像分析指标单一、无法充分表征发动机工作状态的问题,提出一种综合采用空域、时域图像特征建模与分析的方法。对所采集到的每一帧尾焰图像计算该帧图像中尾焰的几何形状特征、颜色统计特征,以及图像纹理特征。在时间轴上对每帧图像将各自所计算的特征进行排列,形成图像特征时间序列数据。采用时间序列分析技术中的多项式拟合法及降趋势波动性分析方法进行序列图像特征的分析。将建立的模型与方法应用于对某型火箭尾焰图像特征的分析应用。实验结果表明,分析结果不易受环境变化干扰,比传统传感器测量数据具有较好的稳定性与可靠性。

基于像质分析的强脉冲辐射源焦斑图像分割

为研究强脉冲辐射源的辐射变化规律,针对辐射源焦斑图像,设计了一种基于像质分析的强脉冲辐射源焦斑图像分割方法。首先,在分析辐射源焦斑图像一般特点并总结常见图像分割方法的基础上,提出了适合于焦斑的图像分割方法。其次,采用图像信噪比、图像灰度最大值及图像模糊度3个图像质量评价参数对辐射源焦斑图像进行了定量化像质分析。最后,在经典OTSU阈值分割方法的基础上,提出了根据像质分析结果动态调节分割算法的计算策略。仿真实验结果表明,本文算法显著提高了图像的分割效果和计算的稳定性,证明了该方法的正确和有效。

航拍图像质量评价及其在图像增强中的应用

无人机在航拍过程中,由于受太阳光及大气环境、无人机姿态变化等因素干扰,导致采集图像出现失真,对后续信息处理造成不利影响。针对上述问题,提出了一种基于卷积神经网络的无参考航拍图像质量评价方法,并将其应用于航拍图像增强处理中。首先,设计了一种多层卷积神经网络。网络包括5层卷积层、5层池化层和3层全连接层;其次,进行卷积层和池化层多层堆叠学习图像特征信息。最后,将学习到的特征通过三层全连接层的回归与分类得到航拍图像质量分数。在自建的失真航拍图像库中进行实验表明,所提方法预测出的航拍图像质量分数与人眼视觉感知具有较高一致性,且在航拍图像增强领域应用效果较好。

激光扫描速度对碳钢板表面锈蚀层去除质量的影响

采用光纤激光器开展了碳钢板表面锈蚀层激光清洗研究,通过白光干涉仪、光学显微镜、拉曼光谱仪等研究了激光扫描速度对锈蚀层去除质量的影响。研究表明,当激光扫描速度小于2000 mm/s时,因光斑搭接率高,热累积效应强,试样表面出现基材熔化重凝现象,同时试样表面发生二次氧化,生成了复杂的铁的氧化物膜层,此时试样表面粗糙度最小。当激光扫描速度增加到3000 mm/s时,试样表面锈蚀层去除干净,露出金属基底本身色泽,基材表面二次氧化减弱。当线速度继续增加时,因光斑搭接率低,锈蚀层吸收的激光能量少,仅有部分锈蚀被去除,试样表面开始出现残留锈蚀层,且随着线速度的增加,残留锈蚀层和试样表面粗糙度增加。通过调节扫描速度可以获得较好的除锈效果,工艺优化后,激光功率为120 W时,除锈效率达到1.5 m^(2)/h。

科技文明发展的推进器——测控技术及仪器

测信息之源,控计量之本,铸大国重器。科学是从测量开始的,从远古的“结绳记日”到现今的“智能腕表”,从新冠疫情期间常备的水银温度计到高速列车车厢内提示牌上的实时车速、车厢温度,从工业生产过程温度、压力、流量、气体成分分析仪表到基因组测序和病毒检测,从天眼射电望远镜“FAST”到航空飞行器的轨迹跟踪和风云遥感探测卫星,测控技术及仪器无所不在。在漫长的人类文明发展过程中,测控技术与仪器的发展与科技文明的进步相辅相成,互为支撑。未来,测控技术与仪器也必将持续地发展进步,在物理、化学、生物、医疗、天文、电子、信息等多个领域大放异彩。

一种基于显微图像分析的光波导加工表面粗糙度估计方法

为进一步提高光波导器件加工的可靠性,降低废品率,提出一种非接触式基于共聚焦显微图像分析的光波导加工表面粗糙度估计方法。首先采用共聚焦相机对光波导感兴趣区域进行拍摄,提取非缺陷图像区域;其次,采用粗糙度测量设备测量器件的表面粗糙度,利用图像处理方法计算提取图像区域的纹理特征,并建立二者结果间对应关系;最后,一旦建立上述关系后,便可采用相机拍摄的图像去估计待测光波导器件表面的粗糙度指标。与传统采用精密光学仪器测量光波导表面粗糙度的方法相比,本文方法不需要在线使用光学测量仪器或昂贵的后处理商业软件,具有低成本、使用方便的特点。实际应用证明了本文所提方法的正确性和有效性。

基于二部图任务指派的光纤陀螺多学科快速设计

为规范航天光纤陀螺产品的设计流程、提高产品的设计效率、累积产品的设计经验,设计并建立了航天光电产品快速设计与仿真验证平台.首先,集成了多学科商业设计软件,梳理了产品设计流程,并根据设计需求对各类商业软件进行了二次开发;其次,采用二部图模型进行了设计流程的任务指派、团队选择及B岗人员选择等问题的建模,实现了产品设计资源的合理分配.实验表明:通过该项技术的应用,优化了产品设计团队,降低了产品设计成本,缩短了产品研制周期.

利用图像质量评估空气质量的新方法

图像质量的差异能够反映拍摄环境成像条件的差异。提出一种利用视频监控图像序列评估空气质量的新方法:首先定义3类图像质量评估参数,即图像的噪声亮度比、对比度以及模糊度来度量当前图像的质量;其次对监控图像序列连续帧数据计算上述质量参数,并将计算结果在时间轴上顺次连接形成3类时间序列数据;再次对上述时间序列数据中的噪声亮度比采用Gompertz增长类型扩散过程模型进行建模与分析,同时对对比度、模糊度参数使用降趋势波动性分析(DFA)方法进行分析;最终通过对Gompertz模型以及DFA模型的模型参数的分析,可以评估与解释空气质量程度的好坏。比较了晴天与雾天条件下模型变化趋势的不同,大量实验亦表明此方法的有效性。

Detection of automatic abnormity in the winding and splicing of fiber-optic coil

A high-precision automatic state monitoring and abnormity alarm technique is proposed to solve the process improvement issues of fiber-optic coil winding and splicing. Industrial cameras are used to capture optical and hot images during the assembly of optical components of a fiber-optic gyroscope. A line and contour analysis technique is used to detect abnormal winding. By analyzing the intensity distribution of transmitted light, the graph cut model and multivariate Gaussian mixture model are used to detect and segment the splicing defects. The practical applications indicate the correctness and accuracy of our vision-based technique.