基于自适应非局部均值的SAR图像相干斑抑制

针对在利用非局部均值方法对合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像降斑时,存在的图像块相似性度量不准确、鲁棒性不高等问题,提出了一种基于自适应非局部均值的SAR图像相干斑抑制方法。首先,定义平滑度以刻画图像不同区域的纹理复杂程度,并设计自适应匹配函数,自适应地确定图像块和搜索窗口的大小,以提高块相似性度量的准确性,并在此基础上提出了自适应非局部均值算法框架。然后,利用Gabor滤波器对图像块的相似性进行度量,以增强块相似性度量的鲁棒性,并以所提框架为依据,设计了基于Gabor滤波器的自适应非局部均值算法。实验结果表明,所提算法不仅能够有效去除相干斑噪声,而且较好地保持了图像的纹理、边缘、点目标等信息,为后期SAR图像的理解与解译奠定了良好的基础。     

基于融合距离的极化SAR图像非局部均值滤波

在极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像降噪领域,常见的非局部均值滤波仅依靠像素间的统计距离进行相似性度量,忽略了像素点的空间信息。本文结合极化SAR数据统计特性和图像空间特征作为像素间的相似性度量,提出了一种利用融合距离来计算相邻窗口权重的方法——基于融合距离的非局部均值滤波器。融合距离的引入使得滤波器能够更全面的评估像素间的相似性,从而得到更合适的像素权重。此外,本方法还引进变异系数对邻域窗口的权重进行评估,通过该参数可以控制滤波的程度。在多幅极化SAR图像上的实验结果表明,所提出的滤波器能够在有效抑制斑点噪声的同时保留较为完整的图像边缘信息和极化散射特性。     

基于自适应参数回归的非局部图像滤波算法

针对图像加性高斯白噪声,提出一种优化的自适应参数滤波算法。该算法以非局部欧氏中值(non-local Euclidean medians, NLEM)滤波算法为基础,根据含噪图像梯度幅值在一定噪声范围内服从Rayleigh分布这一特性,求得以梯度幅值和噪声标准差为自变量的二元自适应滤波参数,并将它引入到邻域的权值计算中。其次,噪声的变化影响着l_p范数回归的选择,在一定范围内以噪声标准差为自变量对参数p进行多项式拟合,得到自适应l_p范数回归。在自适应滤波参数基础上,用自适应l_p范数回归进一步改进NLEM滤波算法的l₁范数回归。所选图像的实验结果表明,本文算法在一定噪声范围内不但获得满意的去噪效果,而且有效地减少人机交互程度。     

二维不可分滤波器级联小波的图像去噪算法

针对目前数字图像处理中的图像多方向信息提取问题,提出了一种利用二维不可分滤波器提取多方向信息的小渡域图像去噪算法.该算法首先设计两个具有方向性的二维不可分滤波嚣,然后通过小波变换简单有效地提取了图像六个方向上的方向信息,最后用带有椭圆型方向窗的小波域局部阈值维纳滤波算法对含噪图像进行去噪.通过仿真实验表明,图像多方向信息的提取简单有效,且去噪效果相比于已有的基于二维可分小波的图像去噪算法有了显著的提高.     

自适应模糊加权均值滤波器

为了在滤除退化图像中高斯和冲激混合噪声的同时更好地保护图像的细节 ,运用模糊数学的思想提出了一种基于模糊隶属度的加权均值滤波器。该算法利用模糊隶属度函数的概念和裁剪均值滤波器的思想 ,对均值滤波器的权值加以优化 ,使其不仅在降低高斯噪声的能力和保护图像细节方面较传统的均值滤波有所提高 ,而且对于冲激噪声和混合噪声也有很好的抑制能力     

虚拟场景全景立体画面生成与视口渲染算法

为克服地图投影的不均匀采样问题和非球面投影的冗余存储问题,利用球面斐波那契点阵对虚拟场景的可视球形区域采样,生成低冗余、高质量的球面斐波那契点阵全景图;以全景相机拍摄模型为基础,提出球面全景立体画面的左右眼相机光线方向生成算法;借助斐波那契网格局部坐标为球面全景图的光源可见性图自适应滤波,绘制带有近似软影的球面全景图;利用最邻近插值方法,完成全景图的视口渲染。实验结果表明：该算法的视口渲染帧率能达到90帧/s,能够保证流畅、高质量的VR体验。     

线束端子压接后外观缺陷的视觉检测算法研究

针对线束端子的缺陷检测效率低、漏检率高等问题，提出一种基于机器视觉的图像检测方法：分析线束端子3个主要部位的5种典型缺陷模式，并定义了缺陷评价参数；设计了定位基准拟合算法、待检部位自适应分割算法和缺陷特征参数计算方法；给出了各类外观缺陷的判断准则。实验结果表明，检测算法适用于各单类、多类混合缺陷模式，综合漏检率和误检率较低，准确率和实时性较高，能够满足实际应用要求。     

一种新的低信噪比下的数字调制识别方法

针对数字调制识别在低信噪比下的应用,提出一种新的基于瞬时信息的调制识别算法。该算法一方面提出采用小波滤波器对信号的瞬时信息进行消噪处理,提高了调制识别算法在低信噪比下的识别能力;另一方面利用已有算法的3个特征参数σ_ap、σ_aa、和σ_fa以及在已有算法基础上改进的3个新的特征参数Ra、Rp和Rf,简化了识别过程,改善了低信噪比下的识别效果。仿真结果表明,该算法在信噪比低到5dB时,也能达到95.4%以上的识别率。     

基于梯度域导向滤波器和改进PCNN的图像融合算法

为解决当前融合后图像存在的光晕伪影现象以及不利于视觉感知的问题, 提出了一种基于梯度域导向滤波(gradient domain guided filtering, GDGF)和改进的脉冲耦合神经网络(pulse-coupled neural network, PCNN)的图像融合算法。首先, 利用图像结构、清晰度以及对比度显著性的图像特征构建图像融合模型。其次, 采用梯度域导向滤波取代传统优化方法, 通过像素间相关性优化初始决策图。然后, 将优化决策图作为外部输入刺激改进PCNN模型, 得到融合权重图。最后, 对源图像和融合权重图进行加权操作得到最终融合图像。实验结果表明, 所提方法更好地保留图像边缘、纹理和细节信息, 避免目标边缘的光晕伪影现象, 且利于视觉观察。     

基于改进FCM与MRF的SAR图像分割

合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像相干斑点噪声强,缺乏背景与目标先验知识,导致分割困难。针对以上问题,提出了基于改进模糊C均值聚类(fuzzy C-means clustering,FCM)与马尔可夫随机场(Markov random field,MRF)的分割算法。首先,利用自适应非局部均值滤波和基于直方图峰值点的初始聚类中心选定规则,提升快速FCM算法效率;然后分别用改进FCM算法与MRF对SAR图像进行分割,并通过构建联合隶属度矩阵自适应选择最优分割区域;最后利用形态学操作对结果进行优化。实验表明,所提算法具有较好的抗噪性能,能够快速有效地分割多类SAR图像。     

PolSAR图像的改进非局部均值滤波算法

为了在抑制相干斑的同时更好地保留地物目标的极化散射信息和结构信息,提出了一种基于变异系数(coefficient of variance,C.V)的极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)图像自适应非局部均值滤波算法。该算法结合图像子块的统计特性和目标点的极化散射特性筛选同质像素,然后引入C.V自适应选取平滑系数来计算滤波所用的权重,最后对同质像素进行非局部均值滤波。用不同系统采集的PolSAR数据进行的实验结果表明,与精致LEE滤波、NL-Pretest滤波以及最新的滤波方法相比,本文算法不仅能够有效抑制相干斑噪声,而且图像的边缘和极化散射特性也得到了更好地保持。     

基于粒子滤波的机动目标跟踪改进算法

粒子滤波是指利用Monte Carlo仿真方法处理递推估计问题的非线性滤波算法,这种方法不受模型线性和Gauss假设的约束,是一种处理非线性非高斯动态系统状态估计的有效算法。在粒子滤波的基础上融合扩展卡尔曼滤波(EKF)算法,融合后的新算法在计算提议概率密度分布时,粒子的产生充分考虑当前时刻的量测,使得粒子的分布更加接近状态的后验概率分布。仿真结果表明,该算法对机动目标有更好的跟踪效果。     

基于非局部正则化稀疏表示的图像去噪算法

针对K-奇异值分解（sigular value decomposition, SVD）算法存在的问题,结合结构聚类和字典学习,提出了一种基于非局部正则化稀疏表示的图像去噪算法。首先,利用非局部去噪的思想将结构相似的图像块聚类,每一类图像块单独进行字典学习,增强了字典的自适应性;其次,利用稀疏K-SVD替代传统的K-SVD进行类内字典学习,改善了字典的结构性;最后,引入稀疏系数误差正则项来修正稀疏系数以进一步改善图像的重构效果。实验结果表明,与传统的K-SVD算法相比,该算法能够有效地保持图像的结构信息,并且提升了去噪效果,同时,在不降低图像结构相似度的基础上,峰值信噪比很接近甚至部分好于目前先进的去噪算法。     

径向速度测量推广Kalman滤波的改进

研究了一种把径向速度测量引入推广Kalman滤波 (EKF)的新方法。在对测量方程进行分解和对测量噪声的统计特性进行分析的基础上提出了一种序贯处理结构的推广Kalman滤波算法 ,这种算法相当于对非线性的径向速度函数围绕状态矢量的滤波值而不是预测值线性化 ,因而可以大大减小线性化处理带来的误差。两个不同的MonteCarlo仿真结果说明该算法的估计性能优于传统的推广Kalman滤波。     

一种新的基于梯度信息的自适应平滑算法研究

为了弥补基于梯度信息的平滑技术难以滤除脉冲噪声的不足,借鉴中值滤波理论,提出了一种新的基于梯度信息的自适应平滑算法。实验结果表明,该算法不仅可以有效滤除各种慢变化及脉冲噪声,而且在滤噪的同时能锐化目标的边缘。其单次滤波效果较基于梯度信息的平滑技术有明显改进,而且只需3次滤波即可达到比较理想的平滑效果。     

入射光复用滤波

提出了一种基于入射光复用的滤波算法,该算法以蒙特卡罗路径跟踪为基础,将采样得到的入射光照保存,然后根据一定的标准,复用采样点周围的入射光做滤波。该算法可在较短时间内获得平滑的图像,具有较广的适应性。     

机动目标状态估计

本文研究适用于综合火力／飞行控制系统要求的机动目标状态估计的算法问题。通过选取直角坐标及伪测量量构成扩展Ｋａｌｍａｎ滤波。在此基础上，提出采用距离通道冗余滤波以提高距离通道的滤波精度，同时，得到了改善其它估计量精度的一种算法。通过综合火力／飞行控制系统的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ仿真表明，该算法具有很好的性能。     

LFM信号基于自适应预白化处理的GLRT检测器

针对有色混响噪声背景下线性调频(LFM)信号的检测,提出了基于自适应预白化处理的广义似然比检测GLRT(generalized likelihood ratio test)改进算法。改进算法根据前一段的混响噪声数据估计AR模型参数,利用估计参数构成的白化器对当前段混响噪声数据进行滤波,并对滤波后数据进行单变量的GLRT检测。与双变量的GLRT算法相比,改进算法有效降低了运算量。最后通过蒙特卡罗仿真给出了改进算法的检测性能分析。     

基于局部混合滤波的SAR图像去噪

相干斑噪声是合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)成像系统所固有的缺点,严重影响SAR图像的可用性,给后续的图像分割、特征提取和目标识别等工作带来严峻的挑战。结合非下采样方向滤波器和双树复小波变换各自的特点,提出一种新的基于非下采样方向滤波-双树复小波变换的局部混合滤波SAR图像去噪算法,具有多方向和多尺度性,保持了图像的平移不变性,改善了图像的视觉效果。与其他算法不同,本文算法采用非下采样方向滤波器级联双树复小波的方法,不仅对每次产生的高频分量进行去噪,还对变换所产生的低频分量进行滤波去噪。实验结果表明：与使用同级双树复小波-轮廓波变换加软阈值去噪相比,本文算法的峰值信噪比提高2 dB;与使用轮廓波加循环平移（cycle spinning, CS）软阈值算法去噪相比,本文算法去噪后的图像不仅峰值信噪比有所提高,而且去噪后的图像更为平滑,抑制了人造纹理产生,视觉效果得到了明显改善。