局部最近邻密度和颜色特征加权的超像素生成

作为计算机视觉领域的重要预处理步骤,超像素生成算法近年来受到广泛关注与研究.为了快速、高效地生成高质量的超像素,提出一种基于局部最近邻密度和颜色特征加权的超像素生成算法(NDPCS).算法分为两个阶段:1)结合图像中像素点最近邻居信息,计算各像素点的局部密度和局部密度最大值点决策值,选择拥有大决策值的像素点作为聚类中心,并根据颜色特征加权距离归类其他像素点,生成初始超像素;2)采用启发式合并策略,在保留边缘贴合度的前提下合并过小和孤立的初始超像素,保证超像素的连通性和一致性.实验在Berkeley数据集BSDS500上进行验证,本文所提方法在边缘召回率、欠分割误差和可达分割精度这些通用的评价指标上表现优良,可以为任意彩色图像快速生成高质量的超像素.

基于商用光纤的量子密钥加密单像素成像研究

针对图像信息的远距离安全传输与重构问题,给出了一种利用实际商用光纤的量子密钥加密单像素成像实验方案,完成了目标物体32km的远距离重构。采用量子密钥分别对单像素成像的桶探测值和散斑值进行加密,结果表明:在不解密情况下,两种不同加密方式都无法重构目标物体的图像,表现出良好的加密效果;在解密情况下,两种加密方式的重构图像均随着量子密钥误码率减小,峰值信噪比增大,重构图像质量随之提高。相同误码率情况下,两种加密方式的重构图像质量基本接近,但散斑加密方式消耗大量的量子密钥,采用桶探测值加密方式更有利于实际应用。

基于相邻像素的可逆大容量信息隐藏算法

将载体图像按照不同的扫描方式转换为不同的一维序列,通过计算一维序列前后两个元素的差值,再统计出该差值序列中频率出现最多的两个值,计算不同扫描方式中这两个值出现的总次数。选择总次数最大的扫描方式生成的一维序列中进行信息隐藏,在频率最大的两个数据中隐藏信息。实验结果表明,该算法隐藏容量大,载体图像的峰值信噪比高。

基于互相关的图像匹配亚像素定位

本文提出了一种新颖的基于抛物线拟合原理的亚像素求取算法。为了简单快速的获得亚像素定位精度,本文根据相关峰所呈现出的特性,用抛物线拟合经相关峰顶点切开的纵切面轮廓。沿不同的方向纵切,就可获得不同方向上的拟合抛物线,而根据每一条拟合抛物线可获得其对应顶点。最后根据所获得的点,进一步求取到各点距离之和的最小值点,其对应位置即为所求。从而实现了以点来描述线(每个点代表一条抛物线),以线(所有的拟合抛物线)来描述面的思想,以便于更真实详细的描述相关峰顶点附近峰面所呈现出来的特性。实验证明,该算法具有较高的亚像素提取精度,能达到0.01级别的像素精度。

一种基于多峰拟合的相位相关扩展方法

鉴于相位相关配准法具有较强的抗光照干扰能力,提出一种扩展的相位相关法,根据相位相关函数峰值的分布特性,利用多峰拟合的方法获得亚像素级的配准结果。实验结果表明,该方法克服了传统相位相关法只能达到整像素配准精度的缺点,并具有较强的鲁棒性和较高的效率。

基于图像块像素差的大容量无损信息隐藏算法

为使提取嵌入的秘密信息后能无损恢复原始载体图像,提出一种基于图像块相邻像素差的大容量无损信息隐藏算法。将原始载体图像进行分块,并按一定顺序扫描图像块得到一系列像素序列,通过计算每个序列中相邻像素的差值得到差值直方图,从中选择2个最大峰值点将秘密信息嵌入。实验结果表明,与其他无损嵌入算法相比,该算法在保证较好不可见性的情况下,信息嵌入容量较大,峰值信噪比较高。

结合双树复小波变换和改进密度峰值快速搜索聚类的乳腺MR图像分割

针对乳腺MR图像组织复杂、灰度不均匀、难分割的特点,本文提出双树复小波(DTCWT)变换结合密度聚类的图像分割方法.首先利用复小波域双变量模型结合各向异性扩散函数对图像进行去噪处理;进而通过简单线性迭代聚类(SLIC)算法将图像划分成一定数量的超像素区域,根据事先设置的阈值搜索每个超像素的近邻,从而降低基于K近邻的密度峰值快速搜索聚类(KNN-DPC)算法寻找每个样本近邻的时间;最终,引入超像素区域的近邻信息度量样本密度,采用KNN-DPC算法的分配策略自适应聚类.仿真和临床数据分割结果表明,所提算法能有效的实现乳腺MR图像的分割.

基于灰度投影的硬板纸计数方法研究与应用

目前基于视觉的纸张计数方法大多是做图像分割或者边缘检测,虽然简单易行,但存在分割阈值难以选取的缺点。因此,提出一种基于灰度投影的硬板纸张计数算法。首先,将排列规律整齐的硬板纸张的图像通过灰度投影后得到其灰度像素曲线,再利用高斯函数得到的离散值作为权重,判断灰度像素曲线波峰和波谷的性质,然后根据波峰与波峰和波谷与波谷之间的间隔初步判断一张纸的厚度,并排除干扰峰谷点后准确定位出波峰或者波谷的位置,同时根据标记的位置实现对硬板纸张进行计数。最后,用实验验证了所提算法的有效性,实验计数结果表明,该方法能很好地实现对硬板纸的计数,且操作简单易行,2种不同硬板纸张计数结果的准确率均在98%以上。

大动态范围激光散斑位移测量研究

通过对散斑特性的研究与分析 ,提出了一种快速、准确的散斑相关搜寻法。同时还提出一种“逐步更新”的测量方法 ,它克服了由于大的位移而导致相关系数偏低的缺点。实验证明 ,这种测量方法是一种快速。

基于多峰拟合的直线电机动子位置精密测量方法

为满足直线电机动子位置的高精度测量要求,提出一种基于多峰拟合相位相关算法的直线电机动子位置精密测量方法。通过直线电机动子上的高速相机采集相邻栅栏图像;采用相位相关算法得到相邻栅栏图像的相位相关函数;根据相位相关频谱的峰值分布特性,采用多峰拟合获得相邻栅栏图像的亚像素位移值;根据测量系统标定系数,进而获得直线电机动子位置的精确位置。实验结果表明,该亚像素测量方法用于直线电机动子位置检测能达到精密定位,测量精度为1/100 pixel,且具有较强的鲁棒性和较高的实时性。

基于支持向量机的彩色图像分割研究

为了提高彩色图像分割方法的性能,提出一种基于支持向量机的手动选择样本点集的分割方法.该方法通过人为主观观察颜色特征变化,在像素峰值处选择样本点,使得背景和目标样本点的颜色差异较明显,达到了简化样本点的目的,从而实现了彩色图像的快速分割,同时比较和分析核函数参数及样本点数目的不同对分割效果的影响.实验证明,与传统的窗口取样相比,该方法更加的快速有效,且算法简单,易于推广.

一种新颖的基于像素跳跃加速的匹配算法

提出了一种新颖的基于像素跳跃加速的匹配算法,并给出了算法中所涉及到的跳跃像素数N(动态N值和静态N值)选取的一般原则和方法。算法针对相关峰阳面的情况,为防止跳过相关峰峰值点,模板根据相关峰面所呈现出的特性,实时动态调整N值大小进行精细跳跃搜索,而针对相关峰阴面此时模板已经划过相关峰峰值点的情况,模板根据所给出的固定N值进行跳跃搜索。从而使模板搜索具有粗中有细的人眼搜索策略,集中搜索相关峰区域,极大地减少了不必要的冗余运算。通过大量的仿真实验结果表明,在保证匹配概率相近的前提条件下,本算法较未加速的互相关算法,可以将匹配时间减少至10倍以上;而且在基准图大小固定时,随着实时图尺寸的增大,算法消耗匹配时间少的优势会越明显,甚至优于二层金字塔分解加速方法。

光纤耦合的亚像元图像超分辨率重建

光纤耦合图像之间存在亚像元级位移问题,为此,提出一种基于图像互补信息的超分辨率重建算法。采用传统相位相关法进行整像元级配准,通过拟合多个谱峰值进行亚像元级配准,利用待插值点周围的4条B样条曲线实现图像插值融合。实验结果表明,该算法能提高图像空间分辨率,且复杂度较低、重建图像质量较好。

基于变换序列权重峰值拟合的直线电机速度的快速精密测量

为了实现直线电机动子速度的实时鲁棒精密测量,研究了一种基于权重相位相关峰值拟合的直线电机速度测量方法。首先,构造出锯齿波条纹目标图像,利用线扫描相机获取运动过程中的连续锯齿波条纹序列。然后,采用相位差算法得到相邻信号的互功率谱,引入反比例函数代替傅里叶反变换后的狄拉克函数,仅通过对峰值点及两个邻域点简单加权,更加快速稳定得到条纹信号的亚像素位移。最后,根据系统标定系数和固定拍摄间隔计算直线电机动子实时速度。实验结果表明:本文方法的平均耗时约为0.02 ms,测量精度在0.05 pixel以内,速度测量精度为0.03 mm/s。

综合引导滤波和字典学习超像素聚类图像融合

针对多聚焦图像融合易出现块效应和边界伪影等问题,提出了一种综合迭代引导滤波和字典学习超像素聚类的融合算法。首先对源图像进行超像素分割,利用密度峰值实现超像素的聚类,以超像素聚类块为处理单元提取特性形成特征矩阵;建立低秩表示模型,引入拉普拉斯正则项增加同类相邻区域空间一致性约束;构造低秩表示字典,借助自带二次惩罚项的线性交替迭代求解模型系数;通过联合低秩表示系数矩阵和误差矩阵构建初步聚焦特征图,利用迭代引导滤波优化聚焦特征图扩大多焦差异化,最后基于优化聚焦特征图和源图像获得最终融合结果。经仿真对比可知,提出算法的融合结果无论在主观视觉还是客观指标上都优于其他同类算法。

改进纹理模糊筛选下煤矸石X射线图像处理

煤矿与矸石的自动分选是一种非接触、实时式的筛选过程,是煤矿生产的重要步骤,可以有效提高能源利用率并减少环境污染。但现有的煤块与煤矸石图像识别与分选技术大多采用Laplacian算子法,导致提取的图像纹理差异较小,识别效果不佳。本文以X射线图像技术为核心进行图像采集,对采集到的煤矿与矸石的图像进行滤波、二值化处理,降低图像噪点。在预处理后的图像中进行纹理提取,获取煤矿与矸石的纹理特征。利用Prewitt算子法计算目标图像的纹理度和灰度峰值,据此提出煤与矸石的识别值,确定煤石分离的灰度阈值,依据灰度阈值实现煤与矸石的分选。实验结果证明,本文所使用的Prewitt算子法提取出的煤与矸石的灰度差异更大,提高了实现煤与矸石的识别效果。

舰船尾迹光学信号特征的直方图提取方法

现有舰船尾迹光学信号特征提取方法普遍存在运算复杂、处理速度不快等问题,研究基于直方图分析的舰船尾迹光学信号特征快速提取方法。根据舰船尾迹图像直方图具有明显的双峰特征,提出用峰值点分布密集程度Δkdd和尾迹区与海水背景区像素灰度值均值比Ci2个参数来表征舰船尾迹光学信号特征强度,通过专门研制的海上特征提取实验装置进行特征提取实验分析。分析结果表明:这2个参数能定量可靠地描述舰船尾迹光学信号特征强度的变化规律,并且在特征提取中具有简单快速的优势,从读进一张舰船尾迹图像到利用MATLAB软件计算出其特征参数值,电脑处理时间约为0.07s。

分像素插值算法的VLSI实现

针对H.264/AVC标准中分像素插值运算复杂度高和存储访问量大的问题,提出新的分像素插值算法。该算法采用易于硬件实现的4阶滤波器取代6阶滤波器进行分像素插值;基于算法给出了一种1/4像素精度的8×8块插补流水线结构。经性能分析和滤波器结构比较表明,该结构在一个时钟内可以完成32个1/2像素位置的插值运算,可应用于所有大小块,且有面积小,速度快的特点。实验结果表明,与H.264标准相比,该算法可以降低15%的空间复杂度,提高了峰值信噪比,降低了比特率,提高了编码性能。

用于图像信息隐藏检测的位平面相关分析法

从理论上研究了信息隐藏对空域数据统计特性的影响 ,利用位平面分割技术 ,分析了原图及伪图各位平面数据的统计特性 .在此基础上 ,定义了一种位平面相关密度函数和相关几率分布图 。

一种提高SO_2和NO_x分析仪稳定性与准确度的方法

针对基于差分吸收光谱(DOAS)技术的烟气分析仪,其核心部件光谱仪受环境温度变化和振动影响,会出现波长漂移。设计一种光谱仪波长快速在线校准方法,利用SO_2气体在202~214 nm和280~310 nm波段上的特征吸收峰,根据波峰、波谷与像素点的映射关系,进行三阶拟合,从而实现对光谱仪输出波长进行快速在线校准。研究结果表明,采用波长快速校准后,在202~214 nm和280~310 nm两个吸收波段上波长漂移量降低97.7%,测量误差可控制在2%以内,极大地提高了烟气分析仪的稳定性和测量准确度。