基于图像互相关的PIV技术及其频域实现

详细介绍了PIV(粒子图像测速法)技术的频域实现,包括实现互相关分析的傅里叶方法,以及对速度矢量合理构造后利用频域滤波技术对错误矢量的修正方法。提供了波浪实验中的垂向二维流速分布、潮流实验中含有旋涡的表面二维流速分布及其修正后的相应矢量图,充分体现了方法的可靠性与实用性。

熊猫光纤背向衍射图样的图像互相关定轴方法

针对基于背向衍射图像的熊猫光纤定轴法需要建立标准图样库的难题,进行了熊猫光纤在不同方位角所产生的背向衍射图样相关性分析的实验研究.实验显示:快轴方向的背向衍射图样与慢轴方向的背向衍射图样之间具有差异性;在快轴或慢轴方向附近的背向衍射图样之间具有相似性;快轴或慢轴方向的背向衍射图样自身具有对称性.根据差异性、相似性和对称性这三个特性,建立了一种基于熊猫光纤背向衍射图样的图像互相关定轴方法,用于确定熊猫光纤快轴或慢轴这些特殊方位角.此方法不用建立标准图库就可以实现熊猫光纤特殊方位角的定轴.

基于小波方向相关性的图像融合方法

通过分析图像经小波变换后低频系数的邻域相关性和各高频子带的区域方向性,本文提出一种基于小波方向相关性的图像融合方法。对低频子带的每个系数,以多向梯度模作为其自相关性的衡量标准,确定融合后低频系数;对于各个高频子带的系数,根据其不同的方向特性,采用基于方向相关系数的融合规则。最后通过对比仿真实验,验证本文方法的有效性。

直线电机动子位置检测的图像亚像素测量算法

针对直线电机动子位置测量的实时性和精度要求,提出了一种图像亚像素测量算法。通过直线电机动子上的高速相机实时采集定子图像,首先采用图像互相关算法计算出相邻图像的整像素位移量,进而引入图像均方差算法计算出相邻图像的亚像素微位移量,将图像整像素位移量和亚像素微位移量矢量相加,得到相邻2幅图像的实际像素位移量,将图像像素位移量和动子位移进行系统标定,得到直线电机动子的实际位移。实验对比传统图像相关算法和图像亚像素测量算法的测量精度和实时性,验证了该图像亚像素测量算法可以满足直线电机动子实时测量的需求,为电机的控制提供实时准确的位置和速度数据。

基于Landsat-8时间序列影像分析西昆仑山地区冰川滑移特征

利用图像亚像元互相关分析方法处理了Landsat-8卫星获取的时间序列影像数据,得到中国青藏高原西北部地区西昆仑峰区冰川匀速滑移的时空演化过程。利用亚像元影像互相关技术对Landsat-8光学影像精确配准,配准精度达到0.01像元,即该光学影像的水平形变监测精度达到0.15 m。通过对2013-07-2014-08的15景Landsat-8影像进行互相关和形变时间序列反演分析,获得了西昆仑峰区两条冰川的滑动位移场和速度场。研究表明,该区域的冰川基本处于匀速滑移状态（无明显加速和减速现象）;同时也验证了Landsat-8光学影像在监测较大地表位移和地壳形变事件（如沙丘移动、地震、滑坡、火山等）上的应用潜力。

合成孔径声纳中拖体偏航角的估计方法分析

单发射阵多接收阵合成孔径声纳成像中,拖体的偏航角是主要的运动误差之一,为得到高质量的成像结果必须对其准确估计并补偿。主要分析了偏航角的两种估计方法,即偏置相位中心算法和基于相邻两帧图像互相关算法。通过仿真和湖试试验结果表明,在强点目标场景下偏置相位中心算法估计偏航角的精度较低,且随拖体的速度的增加估计精度大幅度下降,当拖体速度过快导致无重叠相位中心时该算法失效,而基于相邻两帧图像互相关算法估计的偏航角相对于偏置相位中心算法不仅精度高,且具有很好的鲁棒性。

基于线阵CCD高速目标信号提取

根据信号检测与提取的理论,结合所采集到的实弹弹丸图像信息,提出了一种利用互相关图像法提取目标信号的改进算法。实验表明,互相关图像法对于高速目标信号的提取有大幅的提升,使得相关算法有更广泛的应用范围。

基于OCT成像信号振幅差分概率密度分布的图像散斑噪声抑制方法

利用随机相矢量和模型,描述了光学相干层析术(OCT)结构信号的强度概率密度分布,推导出振幅差分信号的概率密度分布,从理论上确定了差分图像的动态与静态区域的阈值模型。利用一套可对人体皮肤的微血管进行扫描成像的扫频光学相干层析系统,通过阈值模型生成二值化图像,将实验室已有的基于体数据的互相关图像与二值化图像相结合。结果表明该模型有助于减小图像的散斑噪声,从而获得更清晰的结构信息。

基于剪切干涉的双涡旋光干涉图样特性研究

为探究双涡旋光干涉图样对微测量精度的影响,基于双涡旋光干涉原理,提出一种测量涡旋光自干涉图样的方法。分析了双涡旋光干涉图像的影响因素,设计并搭建了测量双涡旋光剪切干涉图样特性的光学系统。通过采集同一条件下物体移到不同距离后的双涡旋光干涉图像,利用图像相关法计算分析涡旋光相位奇点位置与拓扑荷数对双涡旋光干涉图像的影响,将实验结果与理论值对比发现条纹倾斜角和宽度分别为0°和0.1714 mm时,两相位奇点像素位置分别为(351,251)和(151,251)、拓扑荷数为1的双涡旋光干涉图像测量偏差值最小,即两光束相位奇点位于图像中心且连线方向正交于条纹方向的低拓扑荷数双涡旋光干涉图像更适用于微测量领域。