1 中国电子科技集团公司第三十四研究所, 广西 桂林 541004
2 国防科技大学 军事基础教育学院, 长沙 410073
提出了基于加权光耦合阵列的光电任意波形产生方案, 利用不同波长加权和并行耦合的方法实现信号光域的数模转换。通过对信号的频谱分析发现, 多波加权存在拍频噪声, 经过波长预设和滤波处理, 可以将高频噪声有效滤除, 但在信号交变的时刻会有尖峰干扰出现, 进一步通过与变换信号带宽匹配的滤波平滑处理后, 尖峰干扰得到一定的抑制, 可实现输入信号速率为10Gb/s、量化精度为5bit的光学数模转换, 实现了三角波、锯齿波、高斯脉冲和方波序列等光学波形的输出。
任意波形产生 光学加权 光耦合阵列 平滑滤波 光学数模转换 arbitrary waveform generation optical weighted optical coupled array smoothing filter optical digital-to-analog conversion
1 浙江金融职业学院 信息技术学院, 浙江 杭州, 310018
2 杭州电子科技大学 计算机学院, 浙江 杭州, 310018
当前较多红外图像增强方法利用图像灰度特征增强图像, 这类方法忽略了图像灰度分布的不均匀性, 导致增强结果存在细节丢失和对比度不理想等问题, 为了克服上述问题, 提出了一种自适应直方图均衡化耦合拉普拉斯变换的红外图像增强算法。将输入图像进行均匀分割后, 借助洛伦兹曲线的基尼系数, 求取了图像灰度分布的不均匀性程度, 从而构造了自适应的上、下限阈值, 用于对图像进行自适应直方图均衡化, 以实现对图像进行对比度增强; 引入平滑滤波方法, 去除图像中的噪声。并在传统拉普拉斯变换的基础上, 融入图像像素值的对角二阶导数信息, 形成8邻域拉普拉斯变换, 以完成图像边缘等细节内容的锐化处理, 以增强图像清晰度; 利用本算法对不同红外图像进行了增强实验, 结果显示, 本算法具有更好的增强质量, 其输出图像拥有更高的对比度和清晰度, 呈现出更好的视觉效果。
红外图像增强 直方图均衡化 自适应阈值 平滑滤波 拉普拉斯变换 灰度不均匀性 infrared image enhancement histogram equalization adaptive threshold smoothing filter laplace transform inhomogeneity of gray scale
Author Affiliations
Abstract
1 National Laboratory on High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing100049, China
Based on the pulse-shaping unit in the front end of high-power laser facilities, we propose a new hybrid scheme in a closed-loop control system including wavelet threshold denoising for pretreatment and a first derivative adaptive smoothing filter for smooth pulse recovery, so as to effectively restrain the influence of electrical noise and FM-to-AM modulation in the time–power curve, and enhance the calibration accuracy of the pulse shape in the feedback control system. The related simulation and experiment results show that the proposed scheme can obtain a better shaping effect on the high-contrast temporal shape in comparison with the cumulative average algorithm and orthogonal matching pursuit algorithm combined with a traditional smoothing filter. The implementation of the hybrid scheme mechanism increased the signal-to-noise ratio of the laser pulse from about 11 dB to 30 dB, and the filtered pulse is smooth without modulation, with smoothness of about 98.8%.
first derivative adaptive smoothing filter recovery of smooth pulse signal-to-noise ratio wavelet threshold denoising High Power Laser Science and Engineering
2021, 9(2): 02000e15
中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
头盔显示器在现代空战技术中发挥越来越重要的作用, 新型双目数字式头盔显示器具备更广的视场范围和更高的分辨率, 更加适用于飞行和作战需求。但其光学系统的离轴角度更大, 画面畸变情况更为严重, 现有的单目数字图像畸变校正技术并不能完全适应和满足。设计应用于双目数字式头盔显示器的双目数字图像实时预畸变校正系统, 提出双目空间索引坐标逐像素交叉存储、DDR3优化存储的方案, 并采用适应性平滑滤波解决经过畸变校正系统显示图形边缘锯齿感较强的问题, 实现了小型化、低功耗的实时畸变校正系统。
双目数字式头盔显示器 畸变校正 实时校正 适应性平滤波 bincular digital HMD distortion corretion real-time correction adaptive smoothing filter
1 广东电网有限责任公司珠海供电局，广东珠海 519000
2 华南理工大学电子与信息学院，广东广州 510006
在户外电力设备维护中，红外热图增强与分割是今后诊断排障智能化发展的关键一环。本文提出复杂环境下电力设备红外热图增强与分割的新模型：采用区域联合先验信息约束和伽马变换对 Retinex图像增强模型进行改进；提出多尺度结构保留型平滑滤波，用高斯正则项约束滤波尺寸。新模型不仅可以对隐藏噪声进行估计补偿，增大红外热图的对比度，而且消除了滤波边缘弥散现象，适用于多种尺寸的电力设备分割。实验证实，在复杂环境下相比其他算法，新模型可以得到更为完整、高对比度的红外热图，同时具备去除绝大多数背景干扰的性能。
电力设备 红外热图分割 图像增强 Retinex模型 联合先验信息 多尺度结构保留型平滑滤波 power equipment infrared heat map segmentation image enhancement Retinex model joint prior information multi-scale structure preserving smoothing filter
宁波大学 信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211
针对传感器模式噪声易受CFA插值噪声和JPEG压缩噪声污染，提出一种基于空域平滑滤波的传感器模式噪声预处理方法，去除干扰噪声，从而提高数字照片图像来源检测准确率.假设传感器模式噪声是一种类似高斯白噪声的随机信号，其在频域具有与高斯白噪声相似的平坦频谱; 基于此，在空域采用高斯白噪声对传感器模式噪声进行引导滤波，其空域平滑效果使传感器模式噪声在保持自身性质的同时，拥有与高斯白噪声相似的特性.手机相机照片图像库的评估实验结果表明，与现有预处理方法相比，所提算法在图像来源检测准确度上Kappa统计系数提高了0.026以上，同时算法对JPEG压缩的鲁棒性也明显优于其他算法.
数字图像取证 来源检测 平滑滤波 传感器模式噪声 高斯白噪声 Digital image forensics Source detection Smoothing filter Sensor pattern noise White Gaussian noise
军械工程学院 军械技术研究所, 河北 石家庄 050000
为了降低光纤陀螺(FOG)的随机噪声以及消除异常采样信号的干扰, 提出一种鲁棒平滑滤波算法。利用权重函数为FOG每个采样数据迭代加权, 给异常值分配较低权重给高质量数据分配较高权重, 有效提高了平滑滤波的鲁棒性。采用广义交叉验证估计平滑参数再利用离散余弦变换计算原始FOG数据的平滑值, 提高了平滑滤波的运算速度。软件仿真和实际实验结果表明, 相比传统最小二乘平滑滤波算法, 所提算法能够有效抑制FOG随机噪声和异常采样信号的干扰, 并且对时变的FOG信号具有较好的跟踪能力。
光纤陀螺 鲁棒平滑滤波 离散余弦变换 迭代加权 fiber optic gyroscopes robust smoothing filter discrete cosine transform iteratively weighted 红外与激光工程
2016, 45(6): 0617005
东北石油大学 电子科学学院,黑龙江 大庆163318
在FPGA平台上实现基于光流法的视频运动目标跟踪系统,采用Lucas-Kanade算法进行光流场的计算,在图像预处理阶段提出使用三维高斯滤波代替传统二维高斯滤波,引入相邻像素点在时间轴方向的相关性,增强图像的滤波效果。在3D导数计算阶段提出在求导方向的正交面上进行平滑滤波,并采用匹配的导数和平滑参数,提高光流场计算精度。在FPGA平台上设计多级主流水线加子流水线结构,设计了四端口RAM进行图像缓存,优化了最小二乘矩阵单元和浮点数运算单元,实现了实时视频运动目标跟踪。
Lucas-Kanade算法 平滑滤波器 四端口RAM Lucas-Kanade algorithm smoothing filter FPGA FPGA four-ports RAM
1 中北大学仪器科学与动态测试重点实验室, 山西 太原 030051
2 中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
在合金弹头缺陷尺寸检测中, 针对传统分割算法无法在复杂背景下将缺陷完整分割的问题, 采用了自适应阈值分割算法。该算法在分割时, 图像的每个像素对应的阈值不同, 可避免缺陷和背景错误划分, 而且可以在保证缺陷完整分割的情况下避免噪声带来的干扰。给出了缺陷分割过程, 完成了缺陷尺寸计算, 并对尺寸计算的准确度进行了分析。实验结果表明, 在缺陷与背景灰度差较小的情况下, 该算法仍可较为完整地将缺陷分割出来, 测量结果的标准差为0.122 8, 不确定度为0.368 4。
图像分割 自适应阈值 平滑滤波 尺寸测量 image segmentation adaptive threshold smoothing filter size measurement
1 哈尔滨工业大学, 哈尔滨 150001
2 黑龙江省计量检定测试院, 哈尔滨 150036
3 齐齐哈尔电业局, 齐齐哈尔 161005
由红外热像仪直接得到的热像会受很多外来因素的干扰而致使图像模糊不清、对比度差, 由此在故障诊断过程中, 需要对热像进行后续增强处理。总结了影响热故障红外检测准确性的外部因素,分析了输电接头热像的基本特征,采用了基于平方根灰度变换直方图修正和全局均衡化两种方法对热像进行了增强处理。在分析上述两种方法优劣的基础上, 提出了一种基于线性平滑滤波的局部均衡化方法。结果表明, 基于线性平滑滤波的局部均衡化方法对于处理输电接头热像更有效。
红外热像 故障诊断 直方图 平滑滤波 thermal imaging fault diagnosis histogram smoothing filter
