红外与激光工程
2022, 51(12): 20220238
合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
基于6S大气辐射传输模型和中分辨率成像光谱仪(MODIS)上午星Terra的气溶胶光学厚度数据以及MODIS 双向反射分布函数(BRDF)模型参数产品(MCD43A1),对高分一号(GF-1)卫星宽视场相机(WFV)四个波段的大气层顶辐亮度图像进行大气校正,得到校正后的地表反射率图像。而后基于Brenner梯度算子和中频离散余弦变换两种方法统计校正前后图像的清晰度值,分析计算结果可得大气校正后图像清晰度值高于校正前图像的清晰度值,因此校正后图像的边缘纹理比校正前更清晰;基于阈值分割法原理进行信噪比评价,结果表明校正前后每一波段的信噪比随辐亮度呈递增关系,大气对短波波段的影响较大,而对长波波段的影响较小。
大气光学 大气辐射传输模型 大气校正 图像清晰度 信噪比 光学学报
2020, 40(20): 2001004
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海电缆研究所, 上海 200093
为了实现更为高效、准确的光纤端面自动对焦, 对现有图像的清晰度评价函数进行了研究, 并在此基础上, 提出了一种新的计算简便、抗噪性好的清晰度评价函数。采用光纤几何参数测试仪获得光纤端面清晰成像面前后等间隔的 24帧光纤端面图像, 利用不同的图像清晰度评价函数对这 24帧图像进行计算, 得到相应的调焦曲线并分析其单峰性、单调性和抗噪性。结果显示, 所提的新评价函数具有更好的表现, 对自动对焦技术具有一定的参考价值。
清晰度评价 抗噪性 单峰性 image definition evaluation function noise resistance unimodality
1 宁波永新光学股份有限公司, 浙江宁波 315040
2 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 浙江杭州 310027
3 杭州电子科技大学电子信息学院, 浙江杭州 310018
针对显微图像自动对焦和成像系统质量评价问题, 结合多尺度分解工具和梯度绝对值算子设计, 提出了一种显微图像清晰度评价算法。采用非下采样剪切波分解, 对输入的显微图像进行多尺度、多方向变换, 得到一幅低频子带图像和若干幅高频子带图像。结合抗噪阈值设置, 计算各子带图像的梯度绝对值算子和, 利用图像清晰度变化对于低频和高频子带系数影响的差异, 将高低频梯度绝对值算子的比值作为最终的显微图像清晰度评价数值。开展了仿真论证实验和实拍论证实验, 实验结果表明, 所提出的清晰度评价算法具有较好的单调性和抗噪特性, 和几种经典的评价算法相比, 本文方法得到的评价结果在灵敏度、稳定性和鲁棒性方面表现更为优异, 具有很好的实际应用价值。
显微图像 清晰度评价 非下采样剪切波变换 梯度绝对值算子 micro-images image definition evaluation non-subsampled Shearlet transform (NSST) gradient abso-lute value
1 海军航空工程学院控制工程系, 山东 烟台 264001
2 中国国防科技信息中心, 北京 100142
针对海面背景舰船目标单一波段图像识别率低的问题,提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的融合识别方法。该方法提取可见光、中波红外和长波红外3个波段舰船目标特征进行融合识别。模型主要分为3个步骤:通过设计的6层CNN,同时对三波段图像进行特征提取;利用基于互信息的特征选择方法对串联的三波段特征向量按照重要性进行排序,并按照图像清晰度评价指标选取固定长度的特征向量作为目标识别依据;通过额外的2个全连接层和输出层进行回归训练。采用自建的三波段舰船图像数据库进行模型的训练和测试,共包含6类目标,5000余张图像。实验结果表明,本文方法识别率达到84.5%,与单波段识别方法相比有明显提升。
机器视觉 目标识别 特征融合 卷积神经网络 多波段图像 特征选择 图像清晰度 光学学报
2017, 37(10): 1015002
常州工学院 常州现代光电技术研究院, 江苏 常州 213022
针对现有导光板翘曲度塞尺间隙测量法精度低、要求高等不足,采用一种单CCD摄像机图像清晰度评价方法对导光板翘曲度进行测量的方法。该方法基于摄像机检测装置,将检测纸和导光板分别置于检测平台表面,手动调节X轴、Y轴传动组定位、手动调节Z轴传动组调焦,分别获取导光板中间底面和表面不同特征的质量因素Q值图像清晰度峰值,比较不同大小滑动窗口实验和均方误差、熵值和KBlur算法。结果表明测量方法示值误差小、重复性较好,能够满足接触线在线、非接触检测的需求。
导光板 翘曲度 质量因素 图像清晰度 light guide plate warpage degree quality indexing image definition criterion
1 宁波永新光学股份有限公司 , 浙江 宁波315040
2 浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室, 杭州310027
3 杭州电子科技大学 电子信息学院, 杭州310018
为得到与主观评价一致的衡量方法, 结合视觉注意机制与边缘展宽衡量, 提出一种显微图像清晰度评价指标.根据不同空间位置的像素灰度差距特征, 计算视觉注意索引图来模拟人眼视觉系统观察景物的特性, 从而赋予不同区域与像素不同的权重, 通过分割实现对潜在对焦区域的提取.利用边缘展宽方法衡量这些区域, 以水平与竖直方向的平均边缘展宽作为最后的清晰度指标.设计主观实验与客观实验, 并与其他客观方法对比, 结果表明该方法能有效克服现有方法的缺陷, 解决显微图像清晰度评价中的关键问题, 实现与主观评价一致的显微图像客观评价.
显微成像 清晰度 视觉注意 边缘展宽 对焦区域 Microscopy imaging Image definition Visual attention Edge spreading Focus areas
1 中国科学院 国家天文台, 北京 100012
2 中国科学院大学, 北京 100049
介绍了一种基于步进电机(无位置检测传感器)和像质反馈的广角天文望远镜自动调焦系统, 该系统由步进电机位置开环控制系统和图像清晰度评价系统组成。基于天文图像的特点, 提出利用天体点源星像的半高全宽(FWHM)作为图像清晰度的评价参数;为了提高系统精度, 对定位控制系统进行了误差分析;测定了调焦当量、光学焦深、系统回差、步进脉冲当量等系统关键机构参数,进而高精度地修正了系统定位误差;分析和测定了温度变化和像质变化的相关性, 明确了调焦方向和温度变化之间的定性关系;设计了焦深边缘定位策略, 实现了快速调焦。该系统具有“容错”和“自学习”功能, 具有较高的自动化和智能化程度。将系统设计应用于SVOM天文卫星地基广角相机阵［1-2］(GWAC), 实际测试和天文观测表明, 调焦系统的定位精度为±3.0 μm, 调焦精度为0.05 pixel,且一次调焦过程即可获得最佳像质, 调焦效率较高, 系统运行也很稳定, 基本满足天文观测的需求。
广角天文望远镜 自动调焦 步进电机 位置开环 像质反馈 图像清晰度评价 wide-angle astronomical telescope auto-focusing step motor position open-loop image quality feedback image definition evaluation
天津大学 精密仪器与光电子工程学院, 天津300072
现有图像清晰度评价函数在对ICF微靶装配体图像的评价过程中, 由于不同零件图像对比度的变化, 评价函数极易失去其理想曲线特性, 导致聚焦精度降低甚至调焦过程失败。针对这一问题, 在分析离焦图像模糊原因的基础上, 得出离焦图像究其本质为图像结构变化失真。利用Zernike矩具有描述图像结构特征这一特性, 提出一种新的针对微靶装配体图像的清晰度评价函数。评价函数由图像不同阶Zernike矩的线性组合构成, 通过调节权重系数来实现微靶装配体不同零件图像的清晰度评价。实验结果表明: 相较于现有的评价函数, 新的评价函数在对微靶装配体图像评价过程中保持了函数的理想曲线特性, 尤其是针对低对比度图像, 其在灵敏度和抗噪性方面具有明显优势。
ICF微靶装配体 图像清晰度评价函数 对比度 Zernike矩 ICF micro-target image definition evaluation function contrast Zernike moment
