洪汉玉[1]2004年在《成像探测系统图像复原算法研究》文中指出目标通过大气湍流的成像是工作在湍流大气环境中机/弹载光学成像传感器系统必然会遇到的问题。在光线进入成像传感器窗口之前,大气湍流随机地干扰来自目标的辐射的传播,使成像焦平面产生像点强度分布扩散、峰值降低、图像模糊和位置偏移等气动光学效应,给目标识别带来了很大的困难。气动光学效应湍流退化图像的复原是一个世界性难题,它的研究富有挑战性。湍流退化图像复原的困难之处在于其点扩展函数是未知的和随机变化的,且难以用数学解析式表述。本文针对气动光学效应湍流退化图像的复原问题开展了研究,主要涉及湍流退化图像复原算法研究,同时对机/弹载成像平台旋转运动所引起的空间可变模糊图像的复原问题进行了研究,主要工作包括:1. 在湍流退化图像复原问题中,湍流随机点扩展函数值的正确估计是其核心部分。本文提出了一种基于估计湍流点扩展函数离散值的湍流退化图像复原算法,采用两帧短曝光湍流退化图像来建立关于湍流点扩展函数离散值计算的数学模型。对所建立的数学模型即线性方程组的稳定性与其条件数的关系进行了扰动理论分析,制定了一些行之有效的挑选方程的规则。为克服噪声对点扩展函数值估计的干扰,在点扩展函数值非负和空间相关性的约束条件下,将计算问题转化为基于非负最小二乘的约束优化估计问题,给出了一种基于非负和空间相关性约束的点扩展函数离散值的优化估计方法。将约束优化理论应用到湍流退化图像复原中,为湍流退化图像的恢复提供了一种新途径。2. 在有噪声的情况下,为了从两帧湍流退化图像中有效地估计出与真实情况接近的湍流点扩展函数离散值,提出了一种基于各向异性和非线性正则化的湍流退化图像复原新算法。在点扩展函数离散值的优化估计过程中合理地融合了有关湍流点扩展函数的一些先验知识,首先将点扩展函数的非负性和光滑性约束转化为数学上可表达的惩罚项,加入到目标函数中,同时针对湍流点扩展函数的衰减性质,建立了一个具有非线性和各向异性的正则化函数,使其在估计点扩展函数值时能自适应地进行梯度平滑。通过迭代极小化目标函数估计湍流点扩展函数值,进而恢复图像。 I
黎淼[2]2012年在《面元像素CdZnTe高能辐射探测器原理、系统及特性研究》文中研究表明最近几年来，国际空间站计划的开始实施及国家大科学装置“神光III原型”、“大天区面积多目标光纤光谱望远镜”(LAMOST)的建成标志着国家在航空航天、高能物理及天文学等科研领域都取得了具有里程碑意义的重大成果。而作为这一系列重大科研计划的重要技术支撑，对10keV～1000keV能区辐射诊断技术的研究也具有极其重要的科研意义。而基于面元像素电极碲锌镉(CdZnTe)晶体材料的核辐射探测器由于对高能射线具备优异的能量分辨率性能及探测效率，正逐渐成为目前半导体核辐射探测技术的研究热点。到目前为止，国内外CdZnTe探测器件的研究存在较大差距。国内相关研究尚处于起步阶段，主要研究方向是CdZnTe晶体生长及表面处理工艺；国外相关研究主要针对探测器收集电极结构的改变、探测器权重势分布理论及相关脉冲信号电子学处理技术的改进。近年来，科研人员在提高CdZnTe探测器能量分辨率的研究工作方面取得了大量卓有成效的进展，但在面元像素CdZnTe探测技术的相关研究领域内，目前的研究还存在若干明显问题。其中包括大面积面元像素CdZnTe成像探测系统的制备问题以及如何结合目前的成像传递函数理论评价探测器成像质量等问题。更进一步而言，在高能辐射成像探测领域，如何更深入地从载流子迁移及感应信号收集理论方面对探测器最终成像信号变化进行讨论分析？在极端探测条件下，CdZnTe探测器的探测性能是否会受到影响？针对以上问题，同时为了完善面元像素CdZnTe探测器在10keV～1000keV能区核辐射能谱探测及成像探测领域的研究结构体系，在国家自然科学基金项目(No.10876044)及中央高校基本科研业务费资助项目(No. CDJXS11122219)资助下，开展了面元像素CdZnTe高能核辐射探测技术的基础研究工作。围绕所提出的科学问题，论文主要进行了如下研究工作1.研究讨论了CdZnTe晶体与射线光子的相互作用，分析了不同能量不同性质粒子在CdZnTe晶体内部的传输与衰减。根据CdZnTe探测器基本原理讨论了晶体内部载流子电荷的收集特性，分析了多种不同电极结构CdZnTe晶体的权重势分布，为进行面元像素阵列CdZnTe探测系统的深入研究奠定了必要的理论基础，提供了研究思路。2.基于CdZnTe晶体表面漏电流理论，测试研究了2×2及4×4像素CdZnTe晶体的表面漏电流分布，针对面元像素CdZnTe晶体漏电流特性及输出信号特点制备了基于前置放大芯片的读出电路系统。进一步采用极零相消电路及Sallen-Key滤波器设计实现了信号脉冲整形电路并制备了多级整形放大电路系统。根据实验测试所得CdZnTe探测器数字脉冲信号，研究了相应的能谱获取及修正方法。通过编写寻峰程序实现了数字脉冲信号的寻峰处理及能谱统计。以降低面元像素CdZnTe探测器像素单元边缘效应对能量分辨率的影响为目的，提出了基于数字脉冲信号的幅度修正算法，较明显地提高了探测器边缘像素单元的能量分辨率。3.探讨了面元像素CdZnTe探测器的成像机理，测试分析了所搭建CdZnTe成像探测系统的关键性能参数。基于针孔成像基本原理的分析，建立了高能射线针孔成像系统。数值计算并实验测试分析了成像系统的调制传递函数特性，结合数字图像处理理论提出基于Lucy-Richardson算法的探测退化图像复原方法并测试验证了该方法的优越性。4.在CdZnTe晶体俘获载流子感应电荷理论的基础上，讨论并研究了俘获载流子在CdZnTe晶体电极表面所产生的感应电荷分布。通过建立阳极表面感应信号分布模型实现了CdZnTe晶体物理参数与探测器成像调制传递函数的关联；从载流子迁移理论出发，研究讨论了载流子迁移率等晶体物理特性对探测器成像性能的影响。5.测试分析了面元像素CdZnTe探测系统在高强度辐照条件下的成像特性，讨论了探测器成像极化效应与系统物理参数间的关系。进一步研究并建立了晶体内部电势分布模型，基于解析计算及有限元仿真两种方法计算分析了CdZnTe晶体内部电势分布与初始空间电荷密度、辐射光子通量、外加偏压等物理参数的关系。采用有限元电势模型对实验过程中所发现的光生载流子屏蔽效应的波动变化过程进行了讨论研究，为极端实验条件下对CdZnTe探测器性能更深入的研究提供了必要的研究基础及思路。
郭敬明[3]2008年在《基于学习的退化图像复原算法研究》文中进行了进一步梳理由于受到多种原因的影响,图像在形成、传输和记录的过程中,其质量不可避免地有所下降,典型表现为图像模糊、失真、有噪声等。因此,图像复原成为数字图像处理领域中的最重要、最基本的研究课题之一。气动光学效应是指带有光学成像探测制导系统的高速飞行器在大气层内飞行时,湍流流场对光学成像探测系统造成热、热辐射和图像传输干扰,引起目标图像偏移、模糊和抖动。为了直观描述气动光学图像模糊变化程度,我们开发了图像退化描述软件,计算其退化特征如偏移指标、抖动指标、模糊指标等参数。支持向量机算法(SVM)是一种建立在结构风险最小化原理基础之上的机器学习算法。基于SVM算法,我们开发了图像复原软件平台,通过对模糊图像、清晰图像采样,交叉验证和参数一致性测试,训练建立图像复原网络模型,实现对单帧图像和序列图像的复原。与传统的维纳滤波复原相比,具有更好的效果。图像清晰度是判定图像复原效果的重要评价标准。Kingsbury提出的双树复数小波变换优于传统离散小波变换,能够表达6个方向的细节信息。利用双树复数小波的多方向性、解析性,我们定义高频分量与低频分量的2-范数比值作为图像清晰度判定准则。与传统的图像清晰度判定函数相比,如灰度方差法、拉普拉斯能量法等,其稳定性与准确性都有很大提高。
马晓昕[4]2007年在《定量中子数字成像的中子散射校正技术研究》文中指出中子照相是一种出现较早且较成熟的无损检测与无损评价技术。近年来,数字化中子照相技术,即,中子数字成像技术的出现,其理论、技术和应用均获得了进一步的研究与发展。定量中子数字成像,作为中子数字成像技术的一种衍生和发展,因其能从微光成像的图像灰度信号中,可以提取出被检测样品中某种成分的定量信息,使其在无损检测与无损评价中,尤其受到了人们的青睐。中子数字成像系统,其对样品中一个质点的成像,可以采用点扩散函数加以描述,记为PSF(Point Spread Function)。本论文研究工作,基于所研制的CCD数字摄像机的中子微光数字成像系统,针对中子散射将直接影响其对无损检测进行某种成分定量分析的不利情况,研究分析了中子散射对该系统成像降质原理。论文采用点扩展函数的迭加,以此表征成像过程中散射中子对图像的降质;借助于蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)方法,对H2O样品的散射点扩散函数进行模拟和建模,将其描述为样品厚度以及样品到探测器距离为参量的解析函数,并研究了该点扩散函数的计算方法。通过中子成像的数值模拟,验证了所建立模型的合理性。通过由解析函数计算出的PSF迭加图像,与数值模拟中子图像相比较,二者能够很好地吻合。对于某种样品,可以直接利用建立散射点扩散函数的解析函数,计算出不同条件下的散射点扩散函数,无需重复建模,既节省大量时间又具有很高的精度。论文在构建中子成像散射点扩散函数模型的基础上,提出了一种对中子图像进行散射校正的空域迭代算法。实验研究表明,对于成分相同但几何形状不同的H2O样品,在样品到探测器之间距离不同情况下所得到的中子数字图像,在较高的图像信噪比的情况下,利用研究所提出算法进行散射校正后,其影响成像质量的散射成分,能够较好地得到抑制,且所恢复出的样品厚度,趋近于实际厚度,这表明所提出的中子散射校正迭代算法,是可行且有效的。论文研究结果表明,利用MC方法构建系统的点扩展函数解析式,以此对中子图像进行散射校正,是一种行之有效的中子数字成像系统用于定量中子数字成像的散射校正方法,这对降低或减少中子散射射线对成像质量的影响,具有理论指导意义。
陈波[5]2008年在《自适应光学图像复原理论与算法研究》文中研究表明通过大气湍流成像是所有工作在大气环境中的光学成像系统必然会遇到的问题。在光线进入成像传感器入瞳之前,大气介质影响或干扰光波的理想传播,使目标反射电磁波的波阵面产生畸变,形成焦平面上像点强度分布扩教、峰值降低以及光束漂移等湍流效应,最终导致图像模糊,严重地影响光学系统的成像性能。自适应光学技术是目前克服大气湍流最有效的方法之一,但其对大气湍流的补偿是不完全的,目标的高频信息仍然受到抑制和衰减。因此,对经过自适应光学校正后的图像还必须进行基于图像复原技术的后处理,才能获取更清晰的目标图像。本文主要针对我国自适应光学地基望远镜成像后处理的迫切需求,利用信号处理和计算机软件技术对图像进行高清晰复原,以消除自适应光学校正的残余误差,使其接近或达到成像系统的衍射极限。论文重点研究了自适应光学图像复原理论与算法,同时对自适应光学波前重构和图像复原质量评价等问题也进行了探讨与分析,完成的工作主要包括:1.开发了自适应光学成像原理演示系统。根据光波大气湍流传输理论,分别分析了湍流对长曝光OTF和短曝光OTF的影响。在介绍自适应光学系统组成和工作原理的基础上,基于SCIAO平台设计一个简单的自适应光学成像原理演示系统CYAOIS。2.定义了图像复原质量综合评价指数。针对现有图像复原质量评价方法没有考虑伪像的不足,根据人眼视觉的特点,定义了一种基于分区局部方差变化统计的图像复原质量综合评价指数。实验证明,该指数是无参考图像复原质量评价的一种客观有效的指标。3.基于广义岭估计的自适应光学图像波前重构。从自适应光学图像后处理复原的角度来讲,实时性和快速计算不再是波前重构的基本要求,而高精度才是波前重构最重要的要求。按照时间换精度的思路把广义岭估计GRE和迭代答解的思想引入波前重构,提出一种面向图像复原的广义岭估计Zernike模式波前重构算法。实验证明,该算法重构的PSF在图像复原中有更好的图像重建效果。4.非抽样小波变换降质图像PSF估计。在图像复原问题中,PSF估计是算法的核心部分。把非抽样小波变换引入降质图像PSF估计,在Fried参数模型的基础上,根据不同尺度下小波变换模极大值和高斯点扩展函数方差的关系,提出一种基于非抽样小波变换的PSF估计算法。实验结果证明,该算法对无波前测量数据自适应光学图像有较好的PSF估计精度。5.基于ENAS-RIF算法的自适应光学图像复原。针对基本NAS-RIF算法的不足,把Curvelet去噪图像预处理、可靠支持域、目标结构约束项和增强代价函数引入NAS-RIF算法,提出了基于可靠支持域和改进代价函数的ENAS-RIF算法。自适应光学图像复原实验结果证明,ENAS-RIF算法较之NAS-RIF算法有更快的收敛速度、更好的恢复效果。6.基于IRL-IBD算法的自适应光学图像复原。在非对称IBD算法的基础上,本文在PSF频率域引入带宽有限约束来进一步提高算法的可靠性,在PSF像素空间引入动态支持域的思想以加快算法收敛速度,提出多重约束非对称IRL-IBD算法用于自适应光学图像高清晰复原。实验结果证明,改进后的IRL-IBD算法复原性能明显优于IBD算法。7.基于方差统计的图像序列不良帧剔除。在多帧图像高清晰复原中,一些降质严重的观测图像不但不能对复原作出贡献,而且将可能严重影响重建图像的质量。本文利用加性噪声导致降质图像方差增大和PSF模糊导致降质图像方差减小的性质,参考摄影测量中粗差剔除的思想,设计了一个基于图像方差统计的不良帧自动剔除方案。实验结果表明,剔除不良帧后的图像复原效果有明显改善。8.基于MAP原理的自适应光学图像多帧MF-MAPJD高清晰复原。在Bayesian框架下,根据自适应光学图像的特点重新定义了混合噪声模型和目标结构先验模型,在代价函数中新增加了PSF准则项,设计了一个简单的正则化约束项自动平衡方案,提出了基于MAP原理的AO图像多帧联合解卷积算法MF-MAPJD。实验结果表明,新算法同时估计点扩教函数和目标,充分了利用图像序列中的各种先验约束信息,复原图像质量改善明显。9.基于二代Curvelet变换的图像自适应去噪。利用Curvelet变换比小波变换对图像信号具有更稀疏表示的特点,结合Bayesian Shrink理论,提出了一种改进的Curvelet域图像自适应去噪算法。实验结果表明其去噪性能优予小波去噪算法。10.基于二代Curvelet变换的自适应光学图像复原。把多尺度多方向的思想引入自适应光学图像处理,设计了基于二代Curvelet变换的Fourier-Curvelet混合域正则化图像复原算法ForCuRD。ForCuRD算法同时采用了傅里叶域收缩和Curvelet域收缩,克服单一变换域收缩的局限,为自适应光学图像复原研究提供了一条新思路。
朱瑞飞[6]2014年在《超声速前视共形光学系统图像复原方法研究》文中指出导弹作为目前高科技战争的主要武器，正不断地向着高速和精确的方向发展。超声速前视共形光学系统能够有效地改善导弹的空气动力学性能，提高导弹的飞行速度，因而受到国内外研究机构的广泛关注。然而，一方面，由于共形整流罩采用非球面，表面不具备点对称性，使得系统随观察视场的变化产生动态像差；另一方面，超声速飞行器在大气层内高速飞行时，整流罩与来流之间形成复杂的流场，使目标图像产生偏移、模糊、抖动等现象。这两方面都严重影响着系统的探测、识别和跟踪能力，成为制约超声速前视共形光学系统应用的关键问题。针对上述问题，论文从以下四个方面逐层开展研究工作：论文首先分析了超声速前视共形光学系统的图像退化特性，说明了系统退化图像产生的根本原因，建立了共形光学系统以及超声速流场光学传输效应的图像退化模型，利用类高斯函数模型模拟了不同程度湍流流场的点扩散函数，为超声速前视共形光学系统退化图像的复原与校正提供了理论基础。然后，提出了基于邻近算子分裂的自适应正则化图像复原算法。利用邻近算子分裂法将全变分正则化模型分解成两个简单的问题求解，降低了模型求解难度。为了进一步提高算法的运算效率，重点研究了正则化参数的选取方法，提出的方法不仅可以自适应地选择合适的正则化参数，而且当正则化参数收敛时，峰值信噪比达到最大值，图像获得最佳复原效果。在以上研究的基础上，对超声速前视共形光学系统的退化图像进行了复原与校正。首先利用光线追迹法得到了0-20°目标视场中瞄视误差的仿真结果，通过二次拟合建立了瞄视误差与目标视场的对应关系，在图像跟踪器中对系统瞄视误差进行了校正，设计了瞄视误差测量实验，实验表明校正后系统瞄视误差小于30μm，可以满足导引头伺服控制系统的精度要求。然后针对湍流随机性的特点，建立了随机点扩散函数的图像退化模型，提出了利用连续多帧湍流退化图像复原图像的方法，实验表明所提出的算法对噪声有明显的抑制作用，复原效果优于单帧图像的全变分算法，综合考虑复原效果和运算效率，确定了退化图像帧数应不大于10帧。最后对由像散和彗差引起的图像模糊进行了复原，为共形光学系统动态像差的校正提供了一种新的思路。为了使复原后的图像对比度更加明显，提高系统对红外目标识别的能力，提出了基于参数化对数图像处理模型的平台直方图均衡增强算法，利用图像评价函数EMEE（Measurement of Enhancement by Entropy）分析了模型参数的选取方法，设计了硬件实验平台，对复原后的红外图像进行了增强实验。实验结果表明：算法能够在基本不丢失图像细节的情况下增强图像对比度。
宋凯洋[7]2010年在《基于多项式外推的图像复原加速算法研究》文中指出目前,在图像复原领域中非线性迭代算法应用越来越广泛。和线性滤波方法相比,非线性迭代算法能取得更好的效果,但此类算法计算量大、对计算硬件有较高要求。研究非线性迭代图像复原算法加速问题的意义在于能够提高复原算法的运算效率、减少运算量。在大气湍流退化图像和气动光学效应图像恢复等对时间有较高要求的领域,非线性迭代算法加速的研究将具有重要意义。目前,常用的非线性迭代算法加速方法有Biggs和Andrews提出的自动加速方法,Meinel提出的修正指数方法等,而使用外推法对非线性迭代算法加速的方法目前还很少有相关研究。自动加速方法和修正指数方法都是通过对每次迭代的结果进行预测修正来加速算法的收敛,有很好的加速效果,但在减少运算量方面不能令人满意。利用外推法加速迭代算法时,只需要把前面的若干次迭代结果进行存储,然后进行一次外推计算就能对算法进行加速,运算量上要小很多。因此,本文采用多项式外推法来解决图像复原算法的加速问题。本文研究了退化图像复原领域内如何利用外推法加速非线性迭代复原算法的问题。阻尼R-L算法基于Richardson-Lucy(R-L)算法,能有效防止噪声在图像复原过程中的放大,该算法还能用于迭代盲反卷积算法实现图像的盲反卷积复原;多项式外推法的理论与方法现在已经非常成熟,广泛应用于数值计算的各个领域。因此,本文将以阻尼R-L算法为基础,研究利用多项式外推法加速图像复原算法,提出了加速算法的实现方案并进行了大量的数值模拟,通过对数值模拟结果的比较、分析和归纳,得出以下几点结论:第一,用多项式外推法对阻尼R-L算法进行加速时,要采用间断加速的方法,否则会因破坏数据间的相关性而使图像复原失败;第二,多项式外推加速时,采用的节点数越多加速效果越明显;第叁,使用多项式外推法时,采用1/(n+1)形式的插值点获得的加速效果比其它类型更明显;第四,多项式外推加速阻尼R-L算法用于无噪声退化图像恢复时,复原的结果表明该算法适用于各种常见退化情况的复原,并且对比较平滑的图像恢复效果更好;第五,多项式外推加速阻尼R-L算法用于有噪声退化图像恢复时,复原的结果表明该算法能较好的复原带有各种常见噪声的退化图像,并且对信噪比高的有噪声退化图像恢复效果更好。
都安平[8]2006年在《成像偏振探测的若干关键技术研究》文中指出在复杂的背景中检测出感兴趣的目标,是情报侦察、战场监视和自动目标识别领域的一个重要课题。成像偏振探测能在杂乱背景下提高目标的识别率,对于人造假目标和伪装具有独特的辨别能力,同时能提高图像的对比度和清晰度。成像偏振探测已成为目前的一个热门研究课题。 本文对偏振探测中偏振图像的获取、融合及基于偏振的尘雾模糊图像复原等进行了研究,主要贡献如下: 1.搭建了一个成像偏振探测系统,利用该系统采集了大量的偏振图像,对不同条件下获取的多种目标偏振图像进行对比分析,表明利用偏振信息能够提高伪装欺骗目标的检测性能。 2.偏振参数图像在表达信息方面具有互补性和冗余性,根据I参数、偏振度和偏振角所包含信息的特征,提出了基于小波变换的偏振图像融合算法,有效的提高了图像的对比度和清晰度。根据I参数、偏振度和偏振角图像共有信息和特有信息之间的差异,提出了基于RGB伪彩色的偏振图像融合算法,提高了人眼的分辨力,可以从复杂自然背景中检测出人造目标。利用具有不同理化特性的目标在偏振度上存在巨大的差异,提出了基于偏振度的图像调制,利用偏振度图像对融合图像进行调制,进一步提高了图像的清晰度和对比度。 3.在大气或水下远距离成像时,由于受到散射介质的影响,使图像出现模糊,使用上述偏振图像融合方法的效果不是很明显。利用基于偏振差图像的尘雾模糊图像复原算法,同时利用信息熵、清晰度和对比度对图像进行评价。实验结果表明,该算法可以增加图像的信息量,提高图像的清晰度和对比度。 4.设计开发了一套光谱偏振成像与分析软件系统,实现了偏振图像的获取、处理、融合和评价等功能,具有一定的实用价值。该系统已经投入应用,用于光谱偏振图像的采集与分析,效果良好。
赵巨峰[9]2013年在《基于多波段光学成像及链路优化的微弱目标探测技术研究》文中指出微弱目标光学成像探测技术是一项在军事和民用等领域有着广泛而重要应用前景的技术。目标可以反射太阳或其他光源照射的光波,同时也发射各种红外光波,在光学链路成像探测中,存在诸多退化因素,如光学系统的像差、传感器的电子类噪声、景物与传感器的相对运动等,这些都会造成目标成像信杂、噪比的降低；此外,远距离的成像导致目标在图像中所占面积小像素少、缺乏诸多细节特征,易淹没在复杂背景中。这些因素共同造成了目标的微弱特性。随着探测距离的日益增大、对伪目标的探测要求的不断提高,利用传统方式进行光学成像微弱目标探测遇到了不小的挑战,严重制约了目标探测技术的发展与应用。如何解决传统光学成像探测问题、有效提高复杂背景下微弱目标的探测能力是本文重点研究的内容。本文通过优化技术对成像链路中存在的退化进行补偿,利用多种手段提高目标图像信杂、噪比,并研究具有优秀性能的目标探测方法,多模式地提升微弱目标探测的能力,在低虚警率下获得尽可能高的探测率,以适应各类应用的需求。分析了微弱目标多模式探测技术的框架。根据链路化成像的原理,分析了多模式目标探测的可行性。讨论与分析了典型目标与背景的光学辐射反射特性等,这些特性可用来作为目标探测与背景抑制的参考因素。给出了多模式微弱目标探测的实验设计,包括图像信息获取设备,信息采集平台与获取系统,室内实验设计等等。分析了微弱目标测定与判定的方法,设定判别的要求,为具体研究微弱目标探测提供基础。为了提升成像信杂、噪比,针对成像链路中存在的模糊退化,进行了各种补偿机制的分析与研究。分析了典型的图像退化模型。在介绍多种典型的图像复原方法,分析这些复原模型、介绍常用图像质量评价方法的基础上,提出了一种参考型的基于梯度的波纹图像质量评价方法,提出了一种无参考型的结合边缘宽度和模糊度衡量的评价算法。针对图像复原,提出了局部约束的Richardson-Lucy方法,引入空间加权矩阵以实现局部约束以解决振铃抑制与细节保留的平衡问题；提出了梯度约束规整化快速复原方法,在保留重要细节的同时极大地抑制了噪声。为了提升红外成像信杂、噪比,对红外成像中的噪声抑制与优化补偿进行了研究。分析了红外非均匀性噪声退化的原理,并推导了非均匀性校正模型。以图像优化为突破口,提出了基于场景的单幅图像条纹非均匀性校正方法；在校正模型的基础上,提出了基于场景的序列图像法非均匀性校正方法,对于354×236红外图像,每帧处理时间20ms左右,完全满足实时性要求。在微弱目标增强与双波段图像信息的融合方面展开了深入地研究。首先,提出了一种利用局部频率调谐显着性法实现微弱目标增强的方法,其能够针对性地提升微弱目标与背景的强度对比,适用于实时处理系统。其次,为了综合利用多波段的图像信息,提出了结合多尺度分析与显着性提取的双波段图像信息融合的思路,原始图像的信息能够得到保留甚至增强。根据目标在图像中的特征特点,提出了多种目标探测的新思路。根据目标区域往往相对对比度较大的特性,提出了基于傅里叶变换法显着性提取的目标探测方法获取目标；考虑到目标通常存在于局部差异性大的区域,提出了局部相似度差异的目标探测方法；为了精确探测目标,提出了一种使用稀疏表征理论的自动目标探测方法；为了实时目标探测应用,提出了一种基于显着性提取与形态学抑制噪声的实时目标探测方法。
许元男[10]2010年在《可见光模糊图像的信息处理及目标探测》文中认为可见光成像一般利用目标反射的可见光信息,实现对目标的探测成像,系统的成像分辨率很高。获得丰富、精确的目标信息,并进行准确的目标探测,是可见光成像系统应用研究中非常重要的组成部分,具有重要的理论意义和应用价值。在实际应用中,基于面阵成像的可见光成像可能发生成像模糊的情况,而复杂的自然场景也会对目标探测造成非常不利的影响。为此,本论文对可见光含噪模糊图像的信息处理和复杂场景下的目标探测方法进行了以下几方面的研究:在图像复原的研究中,针对使用单一范数规整化的传统复原算法和总变分复原算法的不足,提出了一种使用混合范数规整化的Hopfield神经网络图像复原算法。图像复原误差函数中的规整化项由L_2范数和L_1范数两种规整化形式组成,并且给出了一种混合范数间的比例控制参数自适应调整的方法和神经网络的更新规则。该算法无论是从信噪比的改善还是视觉效果,都要优于规整化项为单一范数的复原方法。对于含有噪声的模糊图像,针对运动模糊和散焦模糊,提出了基于双谱的模糊函数参数辨识方法。通过推导两种模糊类型的双谱,发现双谱不仅能够降低噪声的影响,而且还具有与模糊函数相似的结构,由此可以利用传统的模糊参数计算公式计算出模糊参数。并且曲线拟合出双谱中的统计特性与模糊尺度之间的函数关系,由此训练出的背向传输(Back Propagation,BP)神经网络完成对模糊参数辨识,可以进一步提高辨识精度。在同时存在运动和散焦两种模糊的情况下,该方法也取得了良好的效果。针对在静止背景中运动的目标对可见光图像造成的局部运动模糊,建立了运动速度与运动模糊尺度、目标距离以及曝光时间等相机参数间的对应关系,提出了一种基于局部运动模糊图像的测速算法。目标运动方向由傅里叶频谱和Radon变换得到;沿运动方向,经图像分割,边缘探测,自相关叁个步骤,运动模糊尺度由统计信息确定。在已知距离值的情况下,由此完成目标速度的测量。对于形体较为复杂的目标,该方法也具有良好的效果。依据Wigner-Ville分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)能够对图像在空间域/空间频率域上联合表示的特性,研究了可见光成像所拍摄到的地面场景图像经一维或二维加窗的伪Wigner-Ville分布( Pseudo Wigner-VilleDistribution,PWVD)后Rényi熵的统计特性,分析了人造目标的出现会引起地面场景中Rényi熵统计特性的变化,并在此基础上提出了一种新的基于伪Wigner-Ville分布和Rényi熵的显着图生成方法。之后对显着图进行简便的阈值分割,完成目标探测。对于可见光图像,该方法能够有效地探测到地面场景中的目标,虚警概率很低,而采用一维加窗PWVD的结果相比采用二维加窗PWVD的结果更为准确。并且在添加噪声和模糊的情况下,该方法具有很好的鲁棒性。
参考文献：
[1]. 成像探测系统图像复原算法研究[D]. 洪汉玉. 华中科技大学. 2004
[2]. 面元像素CdZnTe高能辐射探测器原理、系统及特性研究[D]. 黎淼. 重庆大学. 2012
[3]. 基于学习的退化图像复原算法研究[D]. 郭敬明. 上海交通大学. 2008
[4]. 定量中子数字成像的中子散射校正技术研究[D]. 马晓昕. 重庆大学. 2007
[5]. 自适应光学图像复原理论与算法研究[D]. 陈波. 解放军信息工程大学. 2008
[6]. 超声速前视共形光学系统图像复原方法研究[D]. 朱瑞飞. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所). 2014
[7]. 基于多项式外推的图像复原加速算法研究[D]. 宋凯洋. 解放军信息工程大学. 2010
[8]. 成像偏振探测的若干关键技术研究[D]. 都安平. 西北工业大学. 2006
[9]. 基于多波段光学成像及链路优化的微弱目标探测技术研究[D]. 赵巨峰. 浙江大学. 2013
[10]. 可见光模糊图像的信息处理及目标探测[D]. 许元男. 哈尔滨工业大学. 2010
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