基于边缘约束与范数比值的图像盲复原

针对现有的研究方法对运动所引起的模糊图像进行复原时效果欠佳的问题,提出一种基于边缘约束与范数比值的图像盲复原算法.该算法首先对退化图像的边缘进行约束,得到图像的强边缘结构,提高了点扩散函数估计的准确率;然后对要估计的清晰图像构造范数比值的稀疏惩罚约束项,并将得到的强边缘信息与构造的范数比值惩罚约束项进行结合用于指引点扩散函数的复原;在对点扩散函数进行复原时,由粗到细多尺度交替迭代估计点扩散函数,使得迭代出的最大尺度更加精确;最后对图像进行非盲解卷积求解,使其复原.该算法将退化图像的边缘信息与构造的范数比值惩罚约束项进行结合指导点扩散函数的复原,可以抑制图像在复原过程中产生的大量伪迹.实验结果表明,该算法对恢复图像边缘细节具有很好的效果,可以得到优质的复原图像.

新一代帕洛马天文台光谱仪的虚拟刀口欠采样像质测量方法

天文光谱仪的成像质量可用点扩散函数或线扩散函数来表征,但其相对于光谱仪探测器通常为欠采样,很难直接测量。在新一代帕洛马天文台光谱仪的像质测试中引入虚拟刀口法进行光源物面扫描,并应用虚拟刀口法开展欠采样光谱仪像质及光源尺度测量,通过模拟和实验研究,对比分析过采样经典直边刀口法和过采样直接测量方法,验证了虚拟刀口法具有良好的测量精度。在693 nm处,直边刀口法测得光谱仪过采样线扩散函数的半高全宽为7.05μm,虚拟刀口法测量欠采样线扩散函数的半高全宽为7.14μm,测量误差为1.3%。在0.3"视场的光源尺度下,虚拟刀口法测得689、693、701 nm欠采样线扩散函数的半高全宽分别为24.2、27.7、30.8μm,以过采样直接测量结果为参考,其测量准确度分别为98.3%,93.9%和88.8%。实验结果表明,探测器成像严重欠采样时,采用光源物面扫描的虚拟刀口法可准确测量光谱仪的成像质量,该方法结合色散系数还可实现光谱仪分辨率的测量,相关研究工作可为天文光谱仪像质的直接测量提供借鉴。

Edge method for measuring source spot-size and its principle

The edge method is used to measure the source spot-size. In this paper, the measuring principle and applying range are discussed. It is shown that the method can directly be used to measure the spot-size of either light source, or low-energy x-ray source, or x-ray source with an energy higher than 250 keV.

红外成像系统的调制传递函数测试

研究了刃边法测试光学系统调制传递函数（MTF）的原理,提出将改进倾斜刃边法用于红外成像系统MTF的测量。考虑刃边倾斜角度的测量误差和噪声干扰会引起红外系统MTF的测量误差,采用Canny算子、直线拟合和边缘扩散函数（ESF）重构行数变动等方法来提高MTF的测试精度;同时针对ESF与线扩散函数（LSF）提出有效的降噪算法来降低噪声对MTF测试精度的影响,从而系统地降低了MTF的测量误差。搭建了实验平台,以红外成像系统的理论模型和实测参数得到的MTF曲线为依据,实验验证了本文方法的有效性,测试分析了刃边倾角的变化对MTF测试精度的影响。实验结果表明：通过本文方法测试得到的MTF曲线的测试精度为0.010,测试重复精度为0.008,刃边倾角保持在2°～10°。实验结果显示：本文方法有效地降低了刃边倾角的测量误差和噪声干扰对MTF测试产生的影响,测试结果具有良好的重复性。

一种优化的刃边法MTF在轨评估算法

调制传输函数MTF(Modulation Transfer Function)是评价光学传感器性能的一个重要的指标。本文对MTF在轨评估技术中的刃边法算法进行深入研究,通过分析对比当前主流算法在刃边法关键环节上的处理方法,对算法进行了优化,然后利用仿真方法对优化算法进行了精度分析,并与国际标准组织提供的MTF评估算法(ISO 12233)进行了比较。精度分析结果表明:在相同仿真条件下,该算法的计算精度优于ISO12233评估算法,适用于高分辨率光学载荷的MTF在轨评估。

显微CT三维分辨率测试方法研究进展

本文从模体观测法和调制传递函数法两个方面总结了显微CT三维空间分辨率的测试方法,重点介绍模体的形式结构和分辨率计算方法.三维分辨率模体通常分为条纹或圆孔模体,能够比较直观地估计分辨率的大概范围,但是受观测者的主观影响较大,且用于三维成像的显微CT的条纹模体成本较高.调制传递函数法模体加工相对简单,可以较客观全面地探究分辨率的空间变化规律,可分为点扩散函数法、线扩散函数法、边缘扩散函数法.本文讨论和比较各种分辨率测试方法的优缺点,然后提出一个新型的分辨率测试模体设计方案,并且通过一个简化模体验证了该方案的可行性.

基于改进倾斜刃边法的光电成像系统MTF高准确度测试

提出一种能高准确度测试光电成像系统调制传递函数的改进的倾斜刃边法.利用一种自动确定高低阈值的改进Canny算子提取边缘位置点,对提取到的边缘位置点进行线性拟合求得刃边倾角,在利用费米函数拟合边缘扩散函数的过程中,提出一种邻域平均值和设定误差容限的多重去噪改进方法.通过仿真与物理实验证明了本文方法的有效性,并分析了刃边倾角、噪声变化对本文方法与传统方法MTF测试准确度的影响.实验结果表明:本文方法的调制传递函数测试准确度达到0.004 9,重复准确度达到0.003 1,皆优于传统方法;说明其具有较高的测试准确度和良好的测试重复性,并且具有较强的抗噪性,基本不受刃边倾角变化的影响.

ICF流体力学不稳定性实验中调制传递函数的测量

在流体力学不稳定性实验中,实际X光强度分布经过成像系统后会发生改变。要准确得到实际的光强分布,必须对系统的调制传递函数进行精确地测量。通过对刀口图像分析得到了系统的线扩散函数,再对其进行傅里叶变换得到调制传递函数,最后通过维纳滤波和约束最小二乘方滤波两种方法对图像进行了重建,得到比较清晰的边界情况和图像轮廓。

空基遥感图像的MTF试验研究

遥感卫星CCD相机的MTF是描述成像系统的空间频率响应特性的重要方法之一.在对MTF算法的理论和实验研究基础上,分析多项式拟合边缘扩散函数的缺点,提出一种新的改进型函数代替多项式函数.通过对遥感图像中的人工地物和自然地物分别进行MTF计算,结果表明,改进的算法具有较好的精度.

中子照相图像分辨率计算方法

中子照相技术属无损检测技术中的一种,通过中子透射成像获取物体内部的结构、缺陷等信息,已广泛应用于基础研究和工业应用。中子照相图像的分辨率是评价中子照相设备性能好坏最重要的参数之一。描述和计算分辨率的方法主要有点分布函数、线分布函数、刀口分布函数以及调制解调函数等。本文从基本原理出发,详细说明了各函数的物理概念和数学推导,并对各计算方法的优缺点进行了分析比较。

点扩散函数高斯拟合估计与遥感图像恢复

为了减轻或消除航天遥感相机成像过程中图像退化造成的模糊,突出图像的特征目标,对获取的图像进行了恢复处理。首先,采用陷波滤波器在频率域对遥感图像进行了去噪预处理。然后,通过图像中具有刀刃边缘的地物估计成像系统的退化函数,即点扩散函数;同时,利用高斯拟合对估计的点扩散函数进行校正。最后,利用拟合后的点扩散函数,采用自适应维纳滤波对图像进行恢复。实验结果表明:陷波滤波器基本消除了图像中叠加的条带噪声。与原图相比,细节图像恢复后其方差增大4.395,灰度平均梯度增大1.799,Laplacian梯度增大10.014,图像目视效果更清晰。高斯拟合的点扩散函数用于遥感图像恢复,减轻了图像模糊,使图像细节突出,纹理清晰,利于图像的判读和分析。

点扩散函数的改进倾斜刃边重建的高精度估计

基于现有刃边法提出了一种不受刃边倾角限制的点扩散函数高精度估计算法,通过改进刃边拟合、样本去噪与防走样重采样优化边缘扩散函数重建过程,并采用高斯函数拟合点扩散函数得到高精度PSF估值。试验表明,相较于现有刃边法,本文方法的估计精度与稳定性有显著提高。

二维经验模态分解算法遥感影像解模糊

相机成像过程中与地面的相对运动、遥感平台姿态变化、发动机振动、电磁波干扰等都会导致质退化而造成影像模糊,为此提出了一种基于二维经验模态分解算法的遥感影像去模糊方法。结合分解后的本征模函数IMF分量实现对影像的去噪和特征地物清晰边缘的提取,利用稀疏分解框架下的反卷积模型估计模糊核,通过带约束的最小二乘法进行影像解模糊。通过仿真实验验证了该方法的可行性。

一种离焦模糊图像客观检测的新方法

为了更精确地进行离焦模糊图像检测,提出了一种针对一幅图的离焦模糊图像客观检测的新方法,其核心思想是由线扩展函数(LSF)得到离焦模糊图像的点扩展函数(PSF)。该方法首先假定图像中至少能检测到一条明显边缘,然后由此边缘构造LSF。由于作用于空间域,无需复杂的傅里叶变换或迭代运算,因此该方法速度很快。此外,为使检测方法更具普遍性,还提出了离焦模糊检测的一般准则,这种准则适用于所有图像而不依赖于图像的内容。实验结果验证了该方法的精确性和有效性。

一种改善超分辨率图像重建中边缘质量的方法

超分辨率图像重建技术指通过融合多幅变形、模糊、有噪、频谱混叠的低分辨率降质图像来重建一幅高质量高分辨率图像．凸集投影(POCS)算法是一种广泛使用的超分辨率图像重建方法．本文提出了一种适用于POCS算法的改善高分辨率重建图像边缘质量的方法．该方法将中心在边缘像素的点扩散函数(PSF)与一个指数型权值函数相乘,使得修改的PSF系数沿着边缘正交的方向减小．实验结果表明,这样的修改有效地保持了边缘的特性,明显地提高了重建图像的质量．

CT系统空间分辨率测试方法研究进展

分别从直接测试方法和间接测试方法两方面分析CT系统空间分辨率测试方法的研究进展,综述了两种方法的优缺点和国内外研究现状,介绍一种测试CT系统空间分辨率的新方法,并对该领域的研究和发展趋势作了简要的阐述和展望。最后,介绍一种测试空间分辨率的新方法:数字化标准试件和自动分析软件技术。

改进的倾斜刃边法获取边缘扩展函数

在倾斜刃边法的基础上提出了一种改进的用于获取边缘扩展函数的方法。该方法采用改进的Hough变换获取目标边缘的倾斜角度,用几何投影的思路来获取边缘扩展函数的数据,用5点滤波平滑处理得到了最终的边缘扩展函数。实验通过对理想倾斜刃边图像创建人工模糊,对模糊化后的图像分别用改进的Hought变换和直线拟合计算倾斜角度,并将结果进行对比,验证了该方法的准确性和快速性;再将得到的边缘扩展函数数据用于计算MTF值并与理论值进行对比,验证了本方法获取边缘扩展函数数据的准确性。

散焦含噪图像的点扩散函数估计与边缘检测

针对机器视觉中图像模糊的原因,采用广义高斯函数描述点扩散函数(PSF),建立边缘扩散模型,从一幅图像所含的多条边缘中提取样本,依据提出的整合准则从全部样本的估计结果中计算整幅图像的PSF,利用最优求解的概念,在最小二乘近似下实现PSF及亚像素级边缘位置的最佳估计.实验结果表明,由于获得了图像对应的PSF最佳估计,因此边缘检测具有比较高的抗噪性能,在边缘亚像素检测基础上完成的尺寸测量误差小于0.5%.

基于点扩散函数的小目标辐射测量

提出了一种基于点扩散函数(PSF)精确测量尺寸很小或者距离很远的一类小目标的红外辐射特性的方法。该方法在已知目标几何形状的前提下,采用倾斜刃边法测得光学系统的点扩散函数;对目标成像和探测器焦平面阵列采样过程进行建模,得到目标在探测器上成像的模拟图像;通过对红外系统捕获的模拟图像与真实图像进行匹配获得最优化估计的目标亮度、尺寸以及中心位置。最后,通过实验对该方法进行了验证。结果显示:圆形目标温度为70℃,理想几何成像直径大于4个像元时,测得的辐射亮度最大误差为2.35%;目标尺寸(面积)最大误差为1.89%。该方法可用于获取目标和背景辐射特性,测试红外成像系统性能,完成图像复原和小目标定位等。

显著边缘直接引导的动态模糊图像盲复原方法

针对主动视觉中运动载体和云台抖动导致图像模糊的问题,提出一种显著边缘直接引导的动态模糊图像盲复原方法。为了克服经典Canny算子只能对边缘进行标注的缺陷,设计了图像边缘搜索-增强算法,并基于此提出了仅依据图像中显著边缘邻域完成点扩散函数优化估计的方法;为解决传统残差图像方法不能适应预测图像错位的问题,提出图像解模糊的递归残差修正算法来抑制复原图像波动;设计了图像复原的分层迭代处理流程,保证模糊图像复原的可靠性和精度。理想光照条件下的仿真表明,算法能准确恢复模糊图像的边缘,同时抑制复原图像中的波动。非理想光照条件下的仿真也验证了算法对环境有良好的适应性,具有较高的实际应用价值。