1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
为解决目标快速运动时跟踪算法出现目标丢失和跟踪精度大幅度下降等问题，在现有的Autotrack算法基础上对其进行改进，提出了一种基于快速运动场景下的目标跟踪算法。引入空间正则权重项w对距离目标中心比较远的样本进行相应的惩罚，调整原本的全局响应变化量并将其作为时间正则项。将空间正则项和时间正则项相结合，并引入目标函数中进行优化。在公开数据集OTB-2013（online object tracking: a benchmark）上对改进后的目标跟踪算法进行实验验证和比较。实验结果表明，改进后的目标跟踪算法在目标快速运动场景下的准确率和成功率分别为76.5%和73.1%，在综合评分上的准确率和成功率分别为82.8%和61.1%。
目标跟踪 相关滤波 快速运动 空间正则项 target tracking correlation filter fast motion spatial regularization
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
目标发生旋转和尺度变化等时会导致跟踪算法出现目标丢失和精度大幅度下降等问题。因此解决目标在运动过程中出现的旋转以及尺度变化问题成为当前的研究热点。提出具有旋转特性的目标跟踪算法,该算法以Hamed等提出的 BACF(background-aware correlation filter)为基准,保留BACF算法中的定位,将笛卡儿坐标系下的目标特征转换到极坐标系下,并采用傅里叶-梅林公式来计算目标旋转角度和尺度的改变,在公开数据集POT上进行验证和比较,发现经过改进后的算法在目标旋转时,矩形框可以跟随目标发生旋转,并且本文算法在POT数据集上的准确率和成功率具有大幅度的提升,分别为0.6561和0.5930,旋转特性准确率和成功率分别为0.9619和0.8527。
机器视觉 目标跟踪 极坐标系 目标旋转 傅里叶-梅林 光学学报
2020, 40(17): 1715002
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
为了在系统前端对模拟摄像头采集到的图像进行处理,并将处理后的图像在本地以及异地同时显示,提出了一种集图像采集、处理、本地显示、无线传输于一体的方案。本方案利用解码芯片对模拟摄像头采集到的图像进行解码,并将解码后的图像送DSP(digital signal processing)处理,经DSP处理的图像通过LCD(liquid crystal displayer)屏在本地显示。同时,利用硬件编码芯片对处理后的图像进行编码,通过无线传输模块将编码后的图像发送出去。测试证明,本方案可以实现图像的前端采集、处理、本地以及异地显示。
DSP芯片 解码芯片 编码芯片 图像处理 DSP chip decoding chip encoding chip image processing
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海200093
在印刷工业中,人们通过测量网点面积、网点距离、网点角度这三个参数来实现印刷品质量的控制。由于传统测版仪在测量网点面积时是以光学测量为基础,将光强转换成光照密度值,再间接得到网点密度,其中存在一定的测量误差与计算误差,影响印品质量。因此在数字图像处理的基础上设计了基于Blackfin处理器的测版仪,图像识别式测版仪为直接测量,测量精度高、误差小,更利于控制印品质量,提高网点参数测量精度。
测版仪 数字图像处理 参数测量算法 printing measuring instrument Blackfin Blackfin digital image process parameter calcula-tion algorithm
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海医疗器械高等专科学校医学影像工程系, 上海 200093
去噪算法是极其重要的光谱预处理步骤,能够显著提高后续光谱分析算法的准确性.然而,大多数去噪算法都需要通过反复试验的方式来人为设置初始参数,不能自动完成光谱去噪.为了能够对光谱进行自动且可靠的平滑去噪,提出了一种自适应多尺度窗口平均平滑(AMWA)去噪算法.该算法针对光谱中不同位置采用不同宽度的平滑窗口,这些窗口的宽度将直接影响到平滑效果.当窗口宽度选择不合适时,可能出现去噪过度,使得峰畸变或者丢失;也有可能导致去噪不足,使得光谱的较平坦区域仍包含大量的噪声.因此判断每个窗口宽度是否合适,是光谱平滑的关键.该算法通过迭代的方法不断优化各个窗口的宽度,并以统计学中的Z检验来判断窗口宽度是否为最佳.另外,为了提高假设检验的可靠性,用不同信噪比的模拟数据对假设检验中使用的阈值进行比较,发现当阈值设为1.1时可使去噪效果最佳.用模拟光谱和实际光谱对该算法进行了测试,该算法能够自动适应不同的光谱形状和噪声强度.还将AMWA去噪算法与SG算法及移动窗口平均平滑算法进行了全面的比较,AMWA算法都明显优于其他两种算法.结果表明AMWA算法不仅去噪效果更好,而且准确性及保真性也更高,对模拟光谱和实际光谱都具有极好的平滑效果.
光谱平滑 多尺度 窗口平均 Z检验 Spectrum smoothing Multiscale Window average Z-test 光谱学与光谱分析
2015, 35(5): 1445
1 上海市现代光学系统重点实验室,光学仪器与系统教育部工程研究中心,上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海医疗器械高等专科学校医学影像工程系, 上海 200093
基线校准是极其重要的光谱预处理步骤,能够显著提高后续光谱分析算法的准确性.目前基线校准算法大多数都是手动或半自动的,手动基线校准算法完全依赖于用户的经验,个人主观因素会严重影响基线校准的准确性,半自动基线校准需要针对不同的拉曼光谱设置不同的优化参数,使用不便.提出了一种局域动态移动平均(LDMA)全自动基线校准算法,并且详细阐明了该算法的基本思想和具体算法步骤.该算法采用了改进移动平均算法(MMA)实现拉曼光谱峰的逐渐剥离,通过自动识别原始拉曼光谱的基线子区间来将整个拉曼光谱区间自动分割为多个拉曼峰子区间,从而实现了在每个拉曼峰子区间中动态改变MMA窗口半宽度和控制平滑迭代次数,最大程度地避免了基线校准过度和基线欠校准现象.无论对于凸形基线、指数形基线、反曲线形基线模拟拉曼光谱,还是真实物质的拉曼光谱,LDMA全自动基线校准算法都取得了很好的基线校准效果.
拉曼光谱 基线校准 光谱平滑 窗口平均 Raman spectrum Baseline correction Spectrum smoothing Window average 光谱学与光谱分析
2015, 35(5): 1281
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093
为了满足光谱仪数据采集显示一体化、操作控制智能化的要求,提出了一种基于Android系统的微型光谱仪数据传输及图形化显示的设计方案。该方案是在Android系统平台上进行光谱仪数据采集与嵌入式设备间的串口通信,将采集得到的数据以光谱图的形式显示,并支持数据及图片的保存功能。实验结果表明,该光谱仪可以在Android系统下以115 200 bit/s的速度高效采集光谱数据,实时地将数据以光谱图的形式显示出来,并支持数据保存及读取的操作。
图形界面 光谱仪 嵌入式系统 graphical interface Android Android spectrometer embedded system
上海理工大学 光电信息与计算机学院, 上海200093
在印刷工业上, 为了用数字图像处理的方法测量印刷网点的参数, 二值化是图像预处理过程中关键的一步, 直接影响参数测量的精度。在分析已有数字图像二值化方法的基础上, 结合印刷网点图的特征, 提出一种基于直方图凹度分析的二值化方法。该算法根据印刷网点图像的灰度直方图特征, 利用数学求导的思想求出灰度直方图中双峰之间的谷所对应的灰度值, 将该值作为二值化的阈值。实验证明, 该方法可以比较准确地求出印刷网点图的二值化阈值, 和已有算法相比, 扫描率低、速度快、计算准确, 具有很好的应用前景。
二值化 阈值 灰度直方图 数学求导 binarization threshold histogram derivation
