1 太原科技大学应用科学学院, 山西 太原 030024
2 山西瑞豪生物科技有限公司, 山西 太原 030025
针对目前市面上的干眼诊断设备有诸如成本高、体积大和由于使用帧差法导致检测结果准确度不高等一些问题, 本文设计了基于近红外图像诊断干眼的便携式设备。该设备使用基于近红外成像的 Windows计算机进行检测, 便于携带, 可用于检测泪膜破裂时间(tear film break-up time, TBUT)、睑板腺(meibomian gland, MG)与泪河高度(tear meniscus height, TMH)等干眼症状。采用分形盒维数法检测 TBUT, 避免帧差法检测不准确; 通过近红外(850 nm)补光成像技术检测 MG, 采用对比度受限自适应直方图均衡(contrast-limited adaptive histogram equalization, CLAHE)算法处理, 将腺体区域突出, 能够更加准确地检测面积缺失率。为了验证该仪器检测结果准确性, 使用 50组测试样本进行验证性实验, 实验结果与意大利的 CSO Antares(安达斯)仪器和 SBM公司的 ICP OSA等的检测结果进行对比。该设备的 TBUT和 TMH检测的结果与两个对照组结果的相关系数为 P<0.05, 检测的结果一致性较好; MG的检测正确率为 86%, 特异度为 84%。实验结果表明, 该设备可作为干眼症的筛查和诊断设备用于眼科医院和视觉光学中心。
干眼症 近红外图像处理 非侵入式泪膜破裂时间 睑板腺诊断 分形盒维数 dry eye symptom, near-infrared image process, noni
中国电子科技集团公司第五十五研究所，南京210016
针对当前工业相机无法满足机载使用环境和可定制化指标的需求，设计了一款基于FPGA的机载CMOS成像系统。本系统具备1路高清数字DVI接口（1 080P）和1路标准PAL制模拟接口，具有自动曝光、低温加热等功能，能够实时、清晰、稳定地输出视频图像。介绍了系统的总体构架、光学与结构设计、硬件电路设计以及FPGA逻辑设计，描述了主要模块基本工作原理、算法流程及设计方法，完成了系统的基本功能测试和试验。经过试验验证，可在宽温（-45℃~+70℃）下稳定工作，满足机载使用要求。
互补金属氧化物半导体 现场可编程门阵列 图像处理 机载使用 CMOS FPGA image process airborne usage
1 南京航空航天大学机电学院, 江苏 南京 210016
2 南京景曜智能科技有限公司, 江苏 南京 211100
为提高标定精度,提出一种基于直线空间变换的光平面标定方法。首先利用互相关模板与5点滑动平均法提取激光条纹中心,然后采用正交回归法拟合图像中的光条直线方程。通过平面单应性变换获得靶标面光条直线方程,进一步再将靶标坐标系中的直线方程转换成Plücker矩阵形式。根据位姿转换关系得到相机坐标系下的直线方程,并建立超静定线面共面约束方程组,使用奇异值分解(SVD)求解光平面方程参数。所提方法测量的标准台阶块长度方均根(RMS)为0.065mm,平均误差小于0.030mm,圆柱直径的测量平均误差与RMS小于0.050mm。结果表明,利用光条自身整体信息拟合光平面,所提方法可实现较高的标定精度且标定过程简单,同时避免对每个特征点进行单独求解。
测量 机器视觉 光平面标定 Plücker矩阵; 单应性矩阵 线结构光 图像处理 激光与光电子学进展
2021, 58(2): 0212001
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国人民解放军63850部队, 吉林 白城 137000
针对熟练伪造签名识别正确率较低的问题, 提出了基于笔划三维深度特征的个人签名识别方案。首先采集不同书写者的真实签名及他人的套摹签名, 用高精度的体式显微镜分别对签名笔划进行扫描, 获取签名笔划的表面三维点云数据。然后通过高斯滤波器滤掉三维点云数据中的噪声, 计算签名笔划的平均深度、沿笔划方向深度标准差以及熵等统计特征。之后, 对数据集进行数据增强, 增加签名数据的数量。最后, 将签名数据分为训练集和测试集, 在不同训练比例下使用分类器(包括SVM、KNN、ANN)进行分类。实验结果显示, 本文算法在本地签名数据集上的最佳识别正确率为9869%, 优于大多数传统算法, 满足实际应用的要求。
签名识别 深度特征 三维图像处理 特征提取 数据增强 signature recognition depth feature 3D image process feature extraction data augmentation
1 山西交通职业技术学院 信息工程系, 山西 太原 030031
2 山西大学 经济与管理学院, 山西 太原 030006
目前基于混沌系统的彩色图像加密算法并未充分地考虑图像时频域特征, 并且具有密钥空间小的缺点, 对此提出了一种基于离散正交S变换域的彩色图像编解码技术。将图像分解为RGB三色通道, 对每个通道分别进行离散正交S变换(DOST); 对各通道使用一级离散小波变换(DWT), 将每个通道分解为四个子带; 使用 DWT分解各子带; 对奇异值进行乘法运算, 使用新奇异值重构所有的子带。可将DOST的子带数量、奇异值参数以及DWT子带的排列顺序作为密钥, 从密钥获取难度极高。实验结果表明, 方法具有较好的加密效果, 安全性优于其他的算法。
光学图像处理 奇异值变换 离散小波变换 离散正交S变换 图像加密 optical image process singular value transform discrete wavelet transform discrete orthonomal Stockwell transform image encryption
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
针对串行架构的处理器如 ARM和 DSP等实现双边滤波算法消耗资源过多的情况, 提出了一种基于 FPGA加速的双边滤波去噪的实现方法。根据双边滤波算法的原理以及 FPGA的硬件资源, 充分发挥 FPGA在并行计算上的优势, 在滤波器的系数生成和除法操作上进行了优化。在减少了 FPGA所消耗的资源的同时, 保证了图像去除噪声的实时性, 从而为后期的视频采集与传输系统奠定了一个良好的开端。
双边滤波 FPGA加速 实时图像处理 bilateral filtering FPGA accelerating real-time image process
1 中国计量大学 工程训练中心, 杭州 310018
2 上海交通大学 电子信息与电气工程学院, 上海 200240
为了解决现有目标跟踪系统难以小型化和跟踪速度慢的问题, 设计了一种以型号为STM32F103ZET6的32位ARM处理器为主控芯片的二维运动目标跟踪系统。系统包括搭载了高清网络摄像机的二维跟踪云台和以STM32为核心的超声电机双路驱动器。系统通过上位机图像处理识别目标, 控制下位机超声电机双路驱动器驱动二维云台跟踪目标。实验结果表明, 该系统响应速度快、结构简单且跟踪精度高, 云台可实现水平方向0°~360°、竖直方向0°~180°旋转。
超声电机双路驱动器 图像处理 二维跟踪云台 STM32 STM32 double ultrasonic motor driving circuit image process two dimensional tracking pan-tilt
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对中高轨目标暗弱为目标识别和识别效率增加的难度, 研究了基于被动光学系统的地基光电光测系统; 同时提出了一种通过对原始图像进行最优化处理, 从而有效提高目标信噪比, 增加目标识别效率的方法。首先分析了在轨目标的光学反射特性, 比较了不同模式下目标的信噪比, 给出光电监视系统的最优设计方案。然后, 结合目标运动特性和观测条件等因素, 设计了适合中高轨道目标的地基地球同步轨道(GEO)目标的观测模式。最后, 针对暗弱目标图像识别难题, 提出了基于最优化原理的低信噪比目标识别图像处理的新方法。根据实测数据对本文方法进行了实验验证, 并与传统差帧法进行了比较。结果显示, 本文方法可在目标信噪比大于3.09点条件下识别出目标。 该项研究对中高轨道目标光电监视用设备的设计和使用很有参考价值。
同步轨道 中高轨道 目标识别 光电监视 信噪比 图像处理 Geosynchronous Orbit (GEO) mid-high orbit target recognition photoelectric surveillance Signal to Noise Ratio(SNR) image process 光学 精密工程
2017, 25(10): 2584
