基于像素偏移值信号增强算法的单脉冲候选体分类方法研究

时域射电领域观测活动经常产生海量的数据,而随着深度学习技术近几年来的不断发展,以在海量的数据流中识别可能的单脉冲侯选体成为主流方法。相对于传统的脉冲星搜寻方法,使用深度学习领域的技术可以缩短搜寻时间,提高搜寻效率,同时能达到极高的预测精度。本文提出了一种像素偏移值信号增强算法,采用经ImageNet预训练、以EfficientNet-B0为骨干网络的迁移学习模型,可以直接处理来自射电望远镜的原始、高时间分辨率的数据集,不需要消色散,此方法亦可以应用于FRB侯选体的发现。实验证明,在来自FAST官方网站的数据集测试中,该模型可达到92.0%的召回率以及90.1%的精确率。经对比,本文提出的像素偏移值信号增强算法使得模型的Recall提高了45.8%,Precision提高了17.5%,Accuracy提高了26.3%,以及F1-score提高了31.1%。

气动光学效应像素偏移图像校正方法研究

针对气动光学效应引起的图像像素偏移问题,提出了一种基于特征点配准的校正方法,并建立了像素偏移的数学模型。由于高速流场引起的像素偏移具有很强的随机性和非线性等特点,该方法在根据序列多帧图像的像素点偏移变化的统计规律获取原图像的像素点初始位置的基础上,采取二阶非线性函数模型来拟合畸变图像的像素偏移量,从而实现对各帧畸变图像的像素偏移校正。在微机上进行了仿真校正实验,结果表明该方法有效。

一种改进的亚像素偏移算法研究

研究了一种改进的亚像素偏移算法,设置正切阈值,根据偏微分的比值和正负确定边缘点的梯度方向,然后在梯度图像中对已确定的单像素宽边缘点进行伪边缘抑制,最后沿其梯度方向进行梯度幅值函数的二次抛物线插值,计算亚像素偏移量。实验结果证明该算法实现速度快,检测精度良好,适用于精度要求不是非常高的情况下的工业自动化在线快速图像测量任务。

基于M-HSI和像素偏移法的车牌定位

为提高车牌定位准确率,提出一种改进的车牌定位方法。以小功率汽车牌照为研究对象,通过对HIS模型进行修正,分别得出包含车牌蓝色区域的二值图像和包含车牌字符的二值图像;将两幅二值图像合成一张图,利用车牌区域的几何特征实现对车牌区域的定位;用Hough变换和像素偏移法对倾斜的车牌进行矫正。实验结果表明,该方法与基于边缘检测的车牌定位方法相比,在耗时基本不变的情况下,图像定位准确率达到98%,倾斜矫正准确率达到99%,验证了该方法的有效性。

一种子像素偏移追踪算法的实例验证

作为一种中强震形变场获取技术,子像素偏移追踪算法可以与InSAR、GPS等构成重要互补。验证了一种以强度互相关、双线性插值和二维高斯回归三种技术为基础的、新发展的子像素偏移追踪算法,且利用该算法求取了2014年2月新疆于田地震和2013年9月巴基斯坦地震的同震形变位移场。2014年于田地震地表破裂以左旋走滑为主,最大左旋滑移量达到1.5m。2013年巴基斯坦地震地表破裂主要表现为左旋走滑的弧形破裂,最大滑移量可达到10m。经计算得到的巴基斯坦地震同震形变位移场与前人的研究结果基本一致,精度可达到百分之三个像素水平。结果表明新发展的子像素偏移追踪算法可以有效求取中强震的同震形变位移场。

基于亚像素偏移的高质量鬼成像目标重构方法

针对欠采样次数下传统计算鬼成像重构图像分辨率差和对比度低的问题,提出了一种基于亚像素偏移的高质量鬼成像目标重构方法。本文通过分析不同颗粒大小散斑图的重构图像特性以及亚像素散斑偏移的特性后,采用2 pixel×2 pixel的大尺寸散斑颗粒在空间位置分别进行水平、垂直、斜向偏移,结合未偏移原始散斑图分别对未知目标进行图像重构,通过对四幅重构图像进行对应像素点灰度取平均值的方式把各重构图像上由于亚像素偏移而存在的互补信息整合到同一幅图像中,进而实现1 pixel×1 pixel分辨率的成像。数值仿真及实验结果表明,以信噪比、对比度和结构相似性作为评价指标,在相同的采样次数下,与未偏移散斑图重构图像相比,既获得了高对比度和分辨率的重构图像,又能很大程度避免成像过程中细节信息遗漏的问题,其中信噪比、对比度和结构相似性分别平均提高61.2%/46.3%/59.8%。

激光图像光学相关峰像素级偏移的检测方法

为了有效地增强目标图像的信噪比,提高光学相关识别的相关峰输出质量,对识别的水下距离选通激光图像进行多帧累加预处理,针对激光图像在多帧累加过程中存在像素级配准偏移的问题,分析了像素偏移对相关峰质量的影响,提出采用最大峰值-次峰值灰度差与最大峰值灰度之比作为判据,结合峰值点像素位移量,以实现相关点检定,并绘制了相应的相关峰峰值、峰值鉴别率Disc、PCE值随像素偏移帧数变化的特征曲线。分析结果和相关评价指标表明:该相关峰检测方法可以有效地解决相关峰偏移引起的评价指标下降的问题。

联合SAR影像相位和幅度信息的多形变量级滑坡监测——以金沙江白格滑坡为例

近年来,雷达遥感被广泛用于提取滑坡表面的高精度形变信息,所用技术包括基于相位的干涉测量和基于幅度的像素偏移量追踪;然而,大型复杂滑坡的形变量在时间演化以及空间分布上都存在较大差异,单一雷达遥感手段难以实现滑坡形变的全面监测。该文在雷达遥感形变探测能力分析的基础上,提出联合SAR(synthetic aperture Radar)影像的相位和幅度信息进行滑坡的全过程监测。以2018年发生的金沙江白格滑坡为例,基于2014—2021年Sentinel-1数据和2014—2018年ALOS-2数据,联合时序InSAR(interferometric SAR)分析和时序像素偏移量追踪(pixel offset tracking,POT),获取滑坡灾前灾后时序形变。结果显示白格滑坡灾前后缘的年平均速率在20 mm/a,主滑坡区2014年12月—2018年7月形变量可达45 m左右;灾后滑坡逐渐向后缘扩张,年平均形变速率可达200 mm/a,已经威胁到部分民房。2种方法的联合可以实现大型复杂滑坡的时空维多形变量级提取。

基于升降轨SAR数据的地下核爆参数反演与3D形变监测方法

以朝鲜第6次地下核试验为例,基于升降轨ALOS-2 SAR数据,首先利用D-InSAR技术获取核试验场的视线向形变,以此为基础,基于贝叶斯反演方法确定核爆参数,然后引入POT技术测量核试验场方位向和距离向形变,最后,融合D-InSAR与POT结果计算核试验地表三维形变场.研究发现,核爆位于朝鲜丰溪里试验场万塔山下,其坐标为东经129.0792°,北纬41.3026°,深度约为550 m,核爆导致发生水平方向位移约3 m,垂直方向位移约1 m.结果表明天基SAR遥感技术,特别是长波段SAR,在地下核试验监测中具有重要的应用价值,可为地下核试验监测提供新思路.

利用SAR影像配准偏移量提取地表形变的方法与误差分析

单一的InSAR观测技术可提取地表沿雷达视线方向(LOS)上的一维位移,而利用SAR影像配准过程中的同名像素偏移量可提取地表沿雷达方位向(近南北向)与距离向(近东西向)的二维形变场,与LOS方向的一维形变形成优势互补。本文在分析SAR影像配准偏移量提取地表形变场方法的基础上,推导建立了雷达方位向与距离向形变提取的误差模型,探讨了该方法提取地表形变的主要误差源。以Bam地震ASAR影像和玉树地震PALSAR影像为数据源,分别开展同震形变场的提取与误差分析试验,结果表明,基于SAR像素配准偏移量提取同震形变场的精度主要受匹配窗口尺寸与过采样因子影响,形变提取误差随匹配计算窗口的增大而减小,形变提取精度随过采样因子的增大有适量提高,地形起伏效应在高差较大的SAR影像区域中表现较为显著。

2023年土耳其“双大震”InSAR同震形变观测及断层滑动分布反演

为研究2023-02-06东安纳托利亚断裂系中“双大震”地震序列的同震形变及发震断层滑动特征,对欧空局发布的Sentinel-1 A影像进行D-InSAR和POT处理,获取此次地震序列的同震形变场,并基于“四叉树”法进行数据降采样,以构建的分布式滑动模型为基础进行发震断层的几何形态及精细化滑动分布反演研究。结果表明,“双大震”同震形变场的形变态势呈现相反的变化趋势,发震断层均位于以左旋走滑为主的东安纳托利亚断裂系中,M W7.8地震破裂在主断裂带上,最大滑动量约10.5 m,平均滑动角为3.74°;M W7.5地震破裂以索尔古分支断层为主,最大滑动量约11.8 m,平均滑动角为1.05°。与USGS和GCMT的震源机制解联合分析可知,两次大震均表现为左旋走滑为主兼少量倾滑分量,此次地震序列的发生是东安纳托利亚断裂带现今构造运动的一大重要体现。

利用遥感影像偏移追踪的地震滑坡监测

针对现有的滑坡监测方法往往难以准确、及时地获取地表位移信息这一问题,通过对传统时域互相关算法的改进,提出了一种基于光学遥感影像子像素偏移追踪的地震滑坡监测方法。利用时域互相关算法只能获取整像素偏移,而双线性插值和高斯回归算法则可以获取子像素偏移。该文将时域互相关、双线性插值和高斯回归三种算法进行有机结合,可以有效提高偏移估算精度。理论测试结果显示:该方法可以从光学遥感影像对中获取地表位移信息,理论精度基本达到千分之几个像素水平。本文还利用该方法获取了芦山地震滑坡位移场,结果与唐川老师等得到的滑坡分布具有很好的一致性。

浅谈液晶玻璃基板在线翘曲检测方法

随着新型显示技术的进步及相关市场的进一步扩大,电子信息玻璃产业对玻璃基板的要求也越来越高。本文介绍了一种在线翘曲检测的方法。该方法基于计算机通过采样点阵与反射板标准网格交叉点比较,获得角点像素偏移量来反映玻璃基板表面翘曲程度的在线检测方法,提高了玻璃基板检测的精度和效率,同时为制造部门优化翘曲品质提供了依据。

2022年泸定Mw6.7地震诱发地质灾害研究

2022年9月5日四川甘孜州泸定县发生6.7级地震,地震诱发了大量同震地质灾害,对震区人民生命财产造成了巨大损失。本文综合利用升降轨Sentinel-1A卫星雷达影像数据,基于像素偏移量追踪技术对地震诱发地质灾害进行了识别,并讨论分析了滑坡分布与断层活动间的关系。像素偏移量追踪结果显示:在此次震前震后雷达影像的像素偏移追踪处理中,共识别同震诱发的中大型地质灾害240处,识别灾害集中分布在断层显著破裂区段,并在断层近场上盘更为密集,而断层下盘大渡河沿岸主要密集分布滑坡灾害。

基于特征点配准的气动光学图像校正方法研究

针对气动光学效应图像校正问题,提出了一种基于特征点配准的像素偏移盲目校正方法。由于高速流场引起的像素偏移具有很强的随机性和非线性等特点,采取二阶函数非线性模型来拟合畸变图像的像素偏移量,同时根据序列多帧图像的像素点偏移变化统计规律获取原图像的像素点初始位置,从而实现对各帧畸变图像进行像素偏移校正。仿真实验结果表明了方法的有效性。

基于红外编码结构光的深度测量方法

视觉深度测量是计算机视觉领域的重要问题。提出了一种基于红外编码结构光的深度测量方法。首先,设计一种新的网格图案并提出一种顺序编解码算法,准确计算参考图像与目标图像之间对应点的偏移;然后,提出一种成像系统参数线性拟合算法,建立目标深度与光斑像素偏移之间的线性关系,并修正镜头畸变;最后,基于线性关系实现深度测量,并基于Delaunay三角剖分算法实现三维重建。在实验过程中,通过多组数据进行误差评估与校正,提高测量精度,降低系统误差。多组实验数据表明,该深度测量方法准确性较高,并具有较好的实用性与鲁棒性。

利用D-InSAR和AZO技术获取Bam地震同震三维形变场

基于升降轨道EnvisatASAR影像,利用两轨法D-InSAR技术获取了2003年12月26日伊朗巴姆Mw6.5地震的同震雷达视线向形变场,同时利用方位向像素偏移技术获取了降轨的同震方位向偏移量,然后计算得到了同震三维形变场。结果表明,发震断层以南北向右旋走滑为主,兼有东西向的块体水平旋转运动。两种作用致使东南象限块体受挤压作用而抬升,东北象限块体则受拉张作用下沉。震中地表没有发生剧烈变形。

飞轮微振动的组合隔振装置设计及实验研究

针对光学遥感卫星飞轮微振动引起的成像质量下降问题,设计了一种组合隔振装置,并采用仿真分析与实验测试相结合的方法对隔振方案设计的合理性进行验证。首先,将测量的飞轮扰振数据引入光学卫星的有限元模型中,计算出飞轮扰振对光学相机的像素偏移影响;其次,设计了组合隔振方案并基于有限元方法对其隔振效果进行验证;最后,搭建了光学成像微振动实验测试平台,对不同转速下飞轮微振动造成的像素偏移影响进行精确测量。实验结果表明,组合隔振装置对300 Hz以上高频段飞轮扰振有较大衰减作用,最大像素偏移降到0.01个像素以下,隔振效率达到80%以上;通过对比可知,实验测试与仿真计算得到的像素偏移结果在低频段一次谐波响应及模态响应表现出较好一致性,但在高频段二者存在一定偏差。

联合LiDAR DEM与时序SAR数据的露天矿特大型滑坡监测

面向长期多阶段大型滑坡变形监测需求,提出了一种像素偏移量跟踪(pixel offset tracking,POT)与多时相雷达干涉测量(multi-temporal interferometry,MTI)协同监测方案,分别针对滑坡的快速变形期及缓慢变形期开展变形监测研究.针对时序SAR滑坡监测中面临的观测方向与滑坡变形方向的空间不一致问题,提出了一种高精度激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)数字高程模型(digital elevation model,DEM)辅助的坡向变形求解方法,并开展了抚顺西露天矿南帮特大型滑坡长时序变形监测,其结果与GPS监测结果相比平均误差仅为dm级.

基于MT-InSAR技术的滑坡体形变监测

矿区开采致使山体发生形变,由微小形变逐渐演变为大梯度形变,变形量值逐渐增加,导致传统的差分干涉技术无法监测到大梯度形变,针对此问题本文利用多时相合成孔径雷达干涉测量(Multi-temporal Interferometric Synthetic Aperture Radar,MT-InSAR)技术对大梯度形变研究区进行滑坡体形变监测。本文详细阐述了合成孔径差分雷达技术、小基线集以及像素偏移量追踪技术的原理以及适用范围,并使用2017年4月至2019年1月的10景ALOS PALSAR-2数据采用三种方法应用在贵州省兴仁县发耳镇发耳村某矿区的滑坡监测中,充分验证了三种方法相结合的方式可有效监测到由山体蠕动而导致的山体滑坡。