基于相位一致性计算和RS-GLOH描述子的SAR和光学图像匹配

为解决合成孔径雷达(SAR)和光学图像之间由于非线性辐射和几何差异导致的匹配困难问题,提出一种新的基于特征的SAR和光学图像匹配算法。主要分为3个部分:特征提取、特征描述和特征匹配。在特征提取阶段,针对两者间的非线性辐射差异,使用基于相位一致性的方法得到SAR和光学图像的最小矩图和最大矩图,通过极值点检测与非极大值抑制提取出分布均匀且位置对应性好的最小矩点和最大矩点;在特征描述阶段,针对两者间的非线性几何差异,提出一种RS-GLOH描述子构建方法,主要使用斑点噪声抑制效果好的ROEWA算子和Sobel算子分别计算SAR和光学图像的梯度幅值和方向信息,然后建立梯度定位和方向直方图对特征点进行描述;在特征匹配阶段,结合最近邻距离比和快速抽样一致性分别匹配最小矩点和最大矩点。实验结果表明,本文方法具有旋转和尺度不变性,并且相比于PSO-SIFT、SAR-SIFT和OS-SIFT方法,本文方法在5组不同区域的SAR和光学图像对中可以得到更多的正确匹配点对数和更低的均方根误差。

基于X射线相衬显微CT的肝肿瘤定量分析研究

新生血管对肿瘤提供无限生长的应用,但目前传统成像技术只能实现200μm的血管。本研究收集乏血型和富血型肝肿瘤标本20例,进行X射线相衬断层图像中可清晰显示肝肿瘤组织微血管的分布特征,与对应病理切片表现基本相吻合;通过灰度直方图和灰度-梯度共生矩阵提取图像特征,肿瘤图像特征统计结果表明两组存在显著差异(P<0.05),富血型肿瘤相比于乏血型肿瘤组织图像灰度分布不均匀、变化不规则、图像复杂度升高、清晰度降低,为进一步对不同类型肝肿瘤的诊断和特征评价提供数据支持和科学依据。

基于相对相位直方图的数字表面模型数据与遥感图像配准

针对数字表面模型(DSM)数据与可见光遥感图像信息融合的实际需求,提出了一种基于一致点漂移算法(CPD)与相对相位直方图(RPH)的两级配准策略来实现上述数据与图像的自动配准。首先,利用Canny算子提取图像边缘,将边缘点作为CPD算法的输入,实现两幅图像的粗匹配,从而得到初始对应点集并估算尺度因子;然后,定义了一种鲁棒且具有旋转、平移不变性的区域变化信息描述子-RPH,其在粗匹配结果的保障下还可以实现尺度不变性;最后,根据尺度因子在两幅图像中分别定义圆环模板,并利用RPH测度完成DSM图像与可见光遥感图像精配准。实验结果显示,使用RPH测度进行精配准后,基于CPD算法的粗匹配结果得到了有效校正,在数据自身存在透视失真情况下,算法配准误差约为2pixel,能够满足DSM数据与遥感图像信息融合的需求。

基于相位差分的脉内调制信号类型识别

提出了一种工程可快速实现的常见脉内调制信号类型识别算法。首先基于相位差分重构了七种常见脉内调制信号的瞬时频率,然后对信号瞬时频率进行直方图统计和局部峰值检测,提取了10个特征参数,实现了信号的识别。其中,采用了多重相位差分、信噪比阈值频率突变消除和载频粗估计等信号预处理方法,改善了算法对低信噪比环境的适应能力。计算机仿真表明,当信噪比高于4dB时,信号识别概率大于90%。硬件实现表明,信号识别所需时间小于0.2ms,算法具有一定的工程实用价值。

数字调相信号识别研究与实现

通过提取数字调相信号的特征,实现对不同数字调相信号的识别。由于已调信号的初相反映了不同调相信号的特征,提出从瞬时相位中提取初相参数实现数字调相信号识别的基本方法,用去折叠相位直方图和玫瑰图,识别BPSK.QPSK/OQPSK.UQPSK这4种数字调相信号,并用Matlab进行仿真,结果表明2种方法均能实现BPSK,QPSK/OQPSK,UQPSK识别,且玫瑰图法是一种更为有效的识别方法。采用统计相邻码元的相位值的方法进一步区分QPSK和OQPSK。

基于局部相位量化特征与多尺度分类的分块人脸识别

本文提出一种基于局部相位量化特征与多尺度分类相结合的方法进行人脸识别,该方法首先采用LPQ算子提取分块人脸灰度图象的LPQ直方图序列(LPQHS),然后采用PCA+LDA方法对采样后的特征数据进行降维,最后根据多尺度分类的原则进行分类识别.该算法不仅能够提取人脸纹理信息,而且能够大幅度地降低训练数据量,并且数据量的维数与原始图像大小无关.在ORL标准人脸数据库上的实验表明,该方法具有较高的识别率.

非数据辅助的QAM信号载波频偏估计算法

研究了正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulated,QAM)信号的非数据辅助载波频率偏移估计算法。针对一些算法主要适用于低阶QAM信号以及计算复杂度较高等问题,提出一种基于加权相位直方图的载波频偏估计算法。该算法通过分析零频偏下的相位概率密度函数与加权相位直方图的关系,采用多级估计方法,对该相位直方图二阶矩的峰值进行测量,从而得到频偏估计值。进一步地,本算法通过联合快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)算法实现多级估计过程,从而简化计算过程降低计算复杂度。仿真结果表明,信噪比较高时,该算法在无信噪比、星座图以及前导信息等辅助信息条件下同样具有较好的估计性能。

基于相位一致性的异源图像匹配方法

异源图像由于亮度和对比度差异较大,采用基于灰度和梯度信息的局部特征匹配方法匹配正确率较低。针对该问题,提出一种基于相位一致性和梯度方向直方图的异源图像匹配方法。该方法首先采用具有亮度和对比度不变性的相位一致性方法提取异源图像特征点和边缘图像,并以特征点为中心,选取100×100的边缘图像作为特征区域,统计梯度方向直方图,生成64维特征描述符;然后,选用归一化相关函数作为匹配测度,采用双点匹配方法选取一个特征点的两个较优的候选匹配点,并采用RANSAC方法进行匹配点提纯;最后,基于局部归一化互信息方法和最优化方法进行匹配点精确定位,提高匹配精度。实验结果表明,该方法在可见光、近红外、中波红外和长波红外等异源图像匹配中具有较好的匹配性能,平均匹配正确率高达88%,是SURF匹配方法的3.4倍。

钻进时同步显示钻孔地层柱状图技术探讨

探讨了钻进时同步显示钻孔地层柱状图技术研究的意义 ,提出了用人工神经网络理论来解决地层识别的方法 ,开发了一套识别软件并用实际钻探资料进行了验证。

基于多特征的行人检测算法

针对单特征辨识度较低的问题,提出一种基于多特征的行人检测方法。首先构造二维对数Gabor函数,利用此函数提取样本的相位一致性特征,将样本的相位一致性特征和样本的局部二值模式算子(LBP)特征相结合,得到新的行人检测方法。使用支持向量机(SVM)进行分类,并与基于HOG特征的检测方法进行比较,在INRIA行人数据库上的实验证明,基于多特征的检测方法提高了行人检测精度、降低了误检率,检测率高达99.4824%。

一种提取声波测井频散波相慢度的适应函数方法

提出了一种对声波测井频散波数据频散校正的适应函数方法。通过提取频散波的频率慢度相关图,得到频散波的频散曲线,由频散曲线在慢度轴上的投影可得到关于地层波慢度的统计直方图。构造一种适应函数与直方图进行非线性最小二乘拟合,得到与统计直方图最优匹配的适应函数,这个适应函数起始点对应的慢度即为真实的地层波慢度。给出了采用该方法处理理论模拟的偶极子波及现场实测的偶极子波资料的例子。对理论模拟的偶极子波处理,计算的偶极子波慢度值与地层真实横波慢度基本一致;对现场实测的偶极子波数据处理,计算的偶极子波慢度与频率慢度投影曲线相匹配。处理结果表明,采用该方法对频散波进行频散校正是可靠有效的。

基于图像处理的油气水三相流流型演化特性分析

为了研究油气水三相流流型的时空演化特性,利用高速摄影技术拍摄了垂直上升管中油气水三相流六种典型流型的动态图像,通过二阶直方图提取了流型动态图像的纹理特征时变参数,分析了纹理特征时变参数序列的功率谱熵和近似熵两种复杂性测度。研究结果表明,流型图像纹理特征时变参数的演变趋势描述了不同流型结构的变化和动力学特性的变化,并且能量特征更能有效地反映流型演化的动力学特性。同时,动态图像分析方法有助于理解流型的时空演化特性,为油气水三相流流型的表征分析提供了一种有效的方法。

BPSK、QPSK、OQPSK、UQPSK信号识别研究

采用提取信号相位并用直方图统计的方法对BPSK、QPSK、OQPSK、UQPSK信号进行识别,并分析不同噪声背景下对这四种信号识别的影响。仿真结果表明在满足一定信噪比的条件下,能够完成对这四种调相信号的识别。

基于梯度相位编组的树枝识别新算法

为了能够快速准确地计算出果树枝干的空间位置,提出了一种基于梯度相位编组的Hough变换树枝检测新算法。利用改进的平方梯度法计算边缘点的梯度相位角,找出梯度相位直方图中多个阈值大于T的峰值。然后将具有相近梯度相位角的边缘点归为一组。最后对每组中的边缘点采用改进的两点表决Hough变换算法找出对应的直线参数。利用梯度相位角进一步验证参数的正确性。研究结果表明,提出的梯度相位编组直线检测方法具有速度快、检测误差小和鲁棒性强的特点,能够快速准确地实现果树树枝的定位和检测,对部分被遮挡的树枝的识别效果也较好。

利用局部相位量化实现图像质量评价的方法

提出一种利用局部相位量化LPQ(Local Phase Quantisation)来评价图像质量的方法。首先计算参考图像的LPQ编码,然后统计LPQ编码在该图像中的直方图。对需要评价的图像做相同操作。最后用Chi-square距离来度量参考图像和待评价图像质量的差别。实验表明提出的方法能够有效评价图像质量。

基于Gauss滤波的图像可视化检索(Ⅱ)——全局匹配

基于多尺度Gauss滤波的图像特征提取 ,能够在较大的尺度和视角变化范围内 ,检索出具有相似外观特征的图像。在讨论多尺度Gauss滤波输出用于图像的局部相似性匹配检索的基础上 ,进一步分析了如何将多尺度Gauss滤波方法用于全局相似性匹配检索。首先由图像在不同尺度下的Gauss滤波输出 ,构造出图像的曲率和相位直方图 ,得到图像的多尺度直方图表示 ;然后查询图像和数据库图像的归一化的曲率和相位直方图再进行匹配。归一化的直方图因消除了图像中点的位置信息 ,因此是图像变换如 :旋转、扭曲、拉伸下的不变量。该方法能用到基于图像外观特征的全局可视化检索中 。

基于相位恢复和直方图修正法校正ghost伪影

EP I(E cho P lanar Im ag ing)技术基于方向相反的频率读出梯度交替采集M R信号的奇、偶回波.但是,由于成像物体的磁敏感性、化学位移及磁场B0不均匀性等因素的影响会导致奇、偶回波之间产生相位移动,因而会产生ghost伪影.提出了基于相位恢复和直方图修正的ghost伪影消除方法,首先以最小熵为约束条件运行迭代算法直到得到满意的图像,然后用直方图规定化修正直方图,从而建立相位恢复后的图像和目标图像的灰度映射关系.运用该方法能够明显地降低ghost伪影.实验证明这种方法是可行的.

相控阵超声监测成像与直方图匹配图像增强实验研究

相控阵超声监测成像是通过控制Lamb波发射与接收的时间延迟而控制其指向,当特定方向的Lamb波指向结构中损伤时形成反射信号,由此监测结构中损伤;将监测结构扫描范围内不同方向上Lamb波信号的归一化幅值用二维灰度图像显示,实现结构损伤成像。由于相控阵监测所得原始图像并不完美,因此,利用直方图匹配图像增强方法对原始图像进行处理,通过划分损伤图像的灰度级、统计各灰度级的分布情况、计算各灰度级的概率密度函数,得到直方图匹配处理的最终灰度变换关系,利用原始图像与输出图像各灰度级的映射关系,修改原图像的灰度级,获得增强图像。该方法在铝板、玻璃纤维复合材料结构与碳纤维复合材料结构中进行实验分析,验证方法的正确性和有效性。

结合相位一致性和脉冲耦合神经网络的图像检索

为了有效地提取图像特征以提高图像检索性能,将具有生物视觉特性的脉冲耦合神经网络(PCNN)和符合人类视觉特性的相位一致性(PC)相结合,提出一种图像检索新方法.首先基于相位一致性,结合非极大值抑制和自适应双阈值法提取出图像的边缘特征,并获取边缘颜色直方图特征;然后对简化PCNN模型进行改进,针对PCNN神经元的链接强度通常为常数的不足,根据相位一致性自适应地调整神经元的链接强度,再利用改进PCNN模型提取图像的特征.最后综合运用基于PCNN的特征和基于相位一致性的特征进行图像检索.实验结果表明:该方法具有颜色和形状的鉴别能力,能获得较好的查准率和查全率.

基于CLAHE增强的GIS局放脉冲序列识别算法

为了研究气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)的特高频局部放电脉冲序列识别算法,进而提高其绝缘故障诊断的正确率,提出利用限制对比度自适应直方图均衡化(contrast limited adaptive histogram equalization,CLAHE)算法对脉冲序列分布(phase resolved pulse sequence,PRPS)图谱进行预处理,实现放电脉冲目标的强化,从而增强数据集视觉特征的方法;然后计算增强图谱的均匀局部二值模式(uniform local binary pattern,ULBP)作为特征向量,利用Adaboost级联分类器不断提高识别率直至收敛,从而实现GIS内部绝缘故障类型的识别。实验结果表明:CLAHE增强将识别率的上限从93.36%提高到了96.09%;在变化的外施电压下,ULBP特征向量比传统图像特征的识别率提高了10.71%~15.72%;Adaboost强分类器在训练时对样本数量的要求降低了约1/3。故所提算法进一步扩大了优化空间,增强了传统算法的泛化能力,提高了训练效率。