1 陆军装备部驻重庆地区军事代表局驻昆明地区第一军事代表室, 云南昆明 650030
2 昆明物理研究所, 云南昆明 650223
热像仪作为红外**系统的重要组成部分, 其可靠性评估越来越重要。本文通过利用可靠性预计值作为先验信息, 可靠性摸底试验数据作为后验信息, 开展基于先验信息的热像仪可靠性评估研究。结果表明, 基于先验信息的热像仪可靠性评估方法合理可行, 将会降低经典统计法对现场试验样本容量的依赖程度, 减少现场样本容量, 从而节省各种资源的投入。
可靠性预计值 可靠性摸底试验 先验信息 后验信息 可靠性评估 reliability expectation values, reliability explor
昆明理工大学 信息与自动化学院， 云南 昆明 650504
针对现有单图像超分辨率方法在重建过程中容易忽略原图像中不同结构-纹理的差异与联系，导致生成的高分辨率图像缺乏纹理细节并存在伪影的问题，提出了纹理细节恢复的图像超分辨率重建算法。该方法由梯度分支、纹理分支和图像超分辨率分支组成。其中，在梯度分支和纹理分支之间使用了类注意力模块处理二者的特征混淆问题，并通过双向特征融合模块实现了对结构特征与纹理特征的相互促进，作为先验信息以达到纹理细节信息增强的目的。此外，在图像超分辨率分支还通过构建特征恢复模块，利用浅层和深层信息帮助网络保留了图像中更丰富的上下文信息和纹理细节。该方法通过在DIV2K数据集上进行了网络训练，并在5个基准测试集Set5、Set14、BSD100、Urban100和MANGA109上进行了实验，峰值信噪比（PSNR, Peak Signal to Noise Ratio）分别:37.88dB、33.28dB、32.0781dB、31.89dB、38.39dB，相比现有方法均有显著提升。实验结果表明，本文方法获得了有效的重建图像并且保留更多的图像细节，生成具有边缘清晰和逼真细节的超分辨率图像。
超分辨率重建 结构-纹理 先验信息 上下文信息 super-resolution reconstruction structure-texture prior information context information
光子学报
2022, 51(12): 1217001
1 武汉大学 电子信息学院，湖北武汉430072
2 武汉大学 测绘遥感信息工程国家重点实验室， 湖北武汉430079
卫星视频中微小运动车辆由于特征信息少，使得当前基于特征的方法很难获得良好结果，为了应对卫星图像中复杂的图像环境以及目标微小的像素占比，提出了一种基于多种图像先验信息约束显著性的运动车辆检测方法。首先利用简单线性迭代聚类算法对视频帧生成数量适宜结构紧凑的超像素，并基于人眼显著性模型计算各超像素的边界相关性；同时采用背景建模生成图像的运动热图并完成基于超像素的运动区域估计；结合这两种先验约束来最优化检测结果，从而获得较好的目标检测效果。最后，以吉林一号卫星视频中全球不同城市道路场景为实验数据，对比了当前多种运动目标检测算法，实验证明，提出的算法能在检测准确率和召回率达到85%的情况下保持低于10%以内的虚警率，并且在卫星角度偏移的图像环境也有一定的抗干扰能力。
卫星视频 运动车辆检测 先验信息 显著性 satellite video moving vehicle detection prior information significance
1 陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系, 河北 石家庄 050003
2 中国人民解放军31681部队, 甘肃 天水 741000
高光谱遥感技术通过成像光谱仪记录带有地物光谱信息的辐射信号, 获得包含光谱信息和空间信息的三维高光谱图像, 在光谱解混、 图像分类、 目标检测等方面取得了广泛的应用。 近年来, 随着遥感技术的发展及人们对获取目标准确位置的需求逐渐加大, 目标检测取得了较快的发展。 根据是否提前掌握目标光谱作为先验信息, 目标检测分为光谱匹配检测和异常检测。 光谱匹配检测需要目标光谱作为先验信息, 通常检测精度较高、 效果较好。 而异常检测不需要先验信息, 应用范围更广, 但是检测精度通常低于光谱匹配检测。 由于实际应用中缺少完备且实用的光谱库, 先验信息的获取较为困难, 不需要先验信息的异常检测成为研究的热点。 针对异常检测与光谱匹配检测相比精度较低的问题, 提出一种基于近似后验信息的高光谱异常检测算法。 首先利用矩阵分解算法对原始高光谱图像数据进行矩阵分解, 得到纯净的背景矩阵与包含噪声的异常矩阵。 舍弃异常矩阵, 将得到的背景矩阵作为近似背景信息。 然后计算图像所有像元光谱向量与背景矩阵中均值向量的马氏距离对图像进行初始异常检测, 得到初始异常像元, 将初始异常像元光谱取均值作为近似目标信息。 最后将近似背景信息与近似目标信息作为先验信息, 进行正交子空间投影得到最终的异常检测算法。 将本算法作用于图像中所有像元, 得到对整幅图像的异常检测结果。 为证明本算法的优良效果, 采用一组仿真数据和一组AVIRIS真实高光谱数据进行实验, 并与RX, LRX和LSMAD算法进行对比。 实验表明, 无论是从定性的角度还是定量的角度来看, 该算法能够有效抑制噪声, 在信噪比较低的情况下仍然可以有效地检测出图像中的异常目标, 检测精度较高并且对检测效率的影响不大, 取得了较好的检测效果。
高光谱遥感 异常检测 矩阵分解 先验信息 正交子空间投影 Hyperspectral remote sensing Anomaly detection Matix decomposition Priori information Orthogonal subspace projection 光谱学与光谱分析
2020, 40(8): 2538
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
1 中北大学理学院数学系, 山西 太原 030051
2 中北大学信息探测与处理山西省重点实验室, 山西 太原 030051
能谱计算机断层扫描在数据采集过程中可以区分光子能量,并同时得到多个能量通道的投影。由于单个能量通道只包含了总光子数的一小部分,且大多数光子计数探测器只能承受有限的计数率,所以多通道投影通常含有较大的噪声。为了从噪声投影中重建出高质量的能谱图像,利用不同能量通道下重建图像具有结构相似性,提出一种基于结构先验的加权非局部全变分(NLTV)重建算法。设计了简单和复杂两种模型进行仿真,比较了TV算法、NLTV算法、加权NLTV算法,以及基于结构先验的加权NLTV等去噪算法的重建效果,结果表明,本文算法对复杂模型和高噪声模型的重建具有明显优势。
成像系统 能谱计算机断层扫描 去噪算法 非局部全变分算法 加权非局部全变分 结构先验信息
北方信息控制研究院集团有限公司, 江苏南京 211153
针对当前军用车辆观瞄系统存在全域感知能力差、危险目标识别率低的问题, 本文提出并实现了一种基于深度学习的智能红外全景识别系统。首先根据可靠性和低功耗原则设计了该系统的硬件部分; 其次, 为解决红外图像中行人和车辆识别率低、实时性差的问题, 设计了一种 BIRD(Brisk InfraRed Detection, BIRD)深度神经网络, 实现对行人或车辆进行检测与识别; 此外, 基于旋转平台多源传感器参数, 实现红外相机快速帧间连续拼接; 实验结果表明, 本系统在实时输出 360.红外全景影像的同时, 能对当前视场中的目标进行同步检测识别, 在保证相同准确率的前提下, 所采用的 BIRD网络与 RCNN网络相比, 处理 PAL视频的平均耗时减少 175 ms, 表现出了实时、稳定的工作性能。
智能红外全景识别系统 BIRD网络 先验信息 全景拼接 intelligent infrared panoramic recognition system BIRD network the prior information the panorama stitching
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 天津市信息传感与智能控制重点实验室, 天津 300222
为降低近红外脑功能漫射光断层成像(DOT)固有的逆问题病态性, 并避免多模态方法的图像配准等问题, 提出了基于光学自导引提供先验功能信息的脑功能DOT方法(OT-DOT), 并发展了图像重构方法.模拟验证表明: 上皮厚度(TLT)已知时, OT-DOT获得的重构量化度(QR)约为传统DOT的4.2倍; 当TLT的估计误差小于±10%时, OT-DOT重构的QR值可达92%以上, 远远优于传统DOT; 噪声鲁棒性测试表明, OT-DOT与传统DOT的噪声鲁棒性相近.利用连续光DOT测量系统的仿体实验重构结果表明, 所发展的OT-DOT算法获得的重构结果优于传统DOT算法.
光谱学 生物医学光子学 光学自导引漫射光断层成像 脑功能 近红外 先验信息 图像重构方法 Spectroscopy Biomedical photonics Optical self-guiding diffuse optical tomography Brain functional imaging Near infrared Prior information Image reconstruction method 光子学报
2016, 45(11): 1117001
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 天津医科大学肿瘤医院, 天津 300060
3 天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室, 天津 300072
在乳腺扩散光学层析成像中，L1-范数正则化的引入大幅改善了重建图像的质量，但目标函数的不可导性使得最优化过程异常困难。提出了一种新的基于非负约束L1-范数正则化的重建方法。非负先验信息的引入使得目标函数的一阶梯度变得简单易求，最优化过程得以简化和加速。数值模拟和仿体实验均表明，相对于传统正则化重建方法，该方法可简单、快速地获得更高质量的重建图像。
医用光学 乳腺扩散光学层析成像 图像重建 正则化 非负先验信息 光学学报
2016, 36(11): 1117002
