1 宁夏师范学院 数学与计算机科学学院，宁夏 固原 756000
2 宁夏师范学院 化学化工学院，宁夏 固原 756000
为提高融合图像更加适应人类视觉感知，并解决可见光图像受光线、天气等影响而导致融合 效果不佳的问题，本文提出了一种基于滚动引导滤波的可见光与红外图像融合方法。首先，利用引 导滤波对可见光图像的内容进行增强，然后，利用滚动引导滤波将可见光和红外图像进行多尺度分 解为小尺度层、大尺度层和基础层。在大尺度层的信息合成的过程中利用加权最小二乘法融合规则 解决融合时可见光与红外图像不同特征带来的困扰，提高融合图像的视觉效果；在基础层的融合过 程中采用优化的视觉显著图融合规则，减少对比度损失。最后，将大尺度层、小尺度层与基础层合 并为融合后的图像。实验结果表明所给方法在提高视觉感知、细节处理、边缘保护等方面都有良好 的效果。
图像融合 滚动方向导波 增强 加权最小二乘法 视觉显著图 image fusion, rolling guidance filter, enhancement
1 南京邮电大学通信与信息工程学院, 江苏 南京 210003
2 南京邮电大学江苏省通信与网络技术工程研究中心, 江苏 南京 210023
在无线传感器网络定位领域,DV-Hop算法因其实现简单得以广泛使用。针对DV-Hop算法定位误差较大的问题,提出一种基于DV-Hop多通信半径的加权定位算法。该算法利用多通信半径并通过引入修正因子细化和优化跳数,利用最小均方误差准则和加权方式修正平均跳距,并利用加权最小二乘法估算未知节点坐标。通过仿真得出所提算法在相同实验条件下的定位精度较DV-Hop算法提升约60.5%,相较于双通信半径优化算法和3-DV-Hop算法分别提升约36.4%和13.8%。
传感器 无线传感器网络 DV-Hop 节点定位 最小均方误差 加权最小二乘法 激光与光电子学进展
2021, 58(22): 2228007
1 北京理工大学 光电学院，北京 100081
2 中国气象局 国家卫星气象中心 中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室，北京 100081
3 中国科学院安徽光学精密仪器研究所 通用光学定标与表征技术重点实验室，安徽 合肥 230031
一般交叉定标方法是利用普通最小二乘法的回归方式对时间、空间、观测几何、光谱匹配得到的近一致观测数据点对来计算定标系数，该方法忽略了各数据点对的质量差异，降低了定标系数的有效性。针对此问题，本文提出了基于不确定度计算的定标改进方法，利用不确定度分析方法计算数据点对中各辐射基准值的不确定度并给出权重系数，采用加权最小二乘法回归定标系数。选取与在研的基准载荷参数最为接近的HYPERION作为辐射基准替代载荷，分别利用普通最小二乘法和加权最小二乘法对MODIS CH1~7进行了定标，采用MODIS官方定标系数作为真值对定标结果进行验证。结果表明，采用加权最小二乘法对MODIS的1、2、4、5、6、7通道回归的定标系数更接近真值，定标结果的最大相对误差与传统方法相比降低了3%~5%，平均相对误差降低了0.5%~1.5%，说明本文的加权最小二乘法可进一步提升交叉定标精度。
基准载荷 太阳反射波段 交叉定标 加权最小二乘法 不确定度 radiance standard solar reflective band cross-calibration weighted least square uncertainty
1 沈阳理工大学 自动化与电气工程学院, 沈阳 110159
2 中国科学院沈阳自动化研究所, 沈阳 110016
为了提高红外成像质量的同时更大程度地保持纹理信息,提出一种多尺度分析和加权最小二乘法的条纹噪声非均匀性校正算法.该算法利用加权最小二乘法对图像进行平滑, 应用小波变换提取平滑图像的垂直分量, 并将其垂直分量替换为原始图像的垂直分量, 利用小波重构输出校正后的图像.算法能够精准地去除红外噪声, 而不会带来更加麻烦的“鬼影”问题.用该算法对多组不同红外图像数据进行仿真实验, 并与其他先进的红外条纹非均匀校正算法进行对比分析, 结果表明所提算法校正结果有较好的视觉效果和图像质量评估参数.
红外图像 非均匀校正 条纹噪声去除 加权最小二乘法 焦平面阵列 Infrared imaging Nonuniformity correction Strip noise removal Weighted least squares Focal plane array
1 泉州理工学院, 福建 晋江 362200
2 云南师范大学信息学院, 云南 昆明 650500
3 中国科学院泉州装备制造研究所, 福建 晋江 362200
针对经典的暗通道理论算法在处理雾天图像时天空区域出现光晕和亮度损失的问题,提出了一种基于边界限制加权最小二乘法滤波的雾天图像增强算法。该方法根据雾天图像的直方图特性,分割出天空区域,并求解出了全局大气背景光;根据辐射立方体法则推导出边界限制条件,得到了初始的透射率,运用加权最小二乘法滤波方法和容差机制,对透射率进行了平滑处理;利用暗通道理论的模型,求取了增强后的图像。研究结果表明,在去雾效果和图像的可视度方面,所提算法优于现有的暗通道算法。
图像处理 图像增强 边界限制 加权最小二乘法滤波 天空区域分割 暗通道理论
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
针对时间延迟积分(TDI)电荷耦合器件(CCD)成像系统多通道间存在响应非均匀问题,开展了基于辐射定标的校正方法研究。结合成像系统的信号处理流程,推导了响应非均匀性校正的理论模型,提出了一种基于加权最小二乘的定标校正方法,分别在1/4、1/2和3/4饱和响应处采集三组图像数据,并利用高斯加权函数对三组通道间的校正参数进行加权最小二乘拟合,从而获得优化的校正参数。利用TDI CCD成像系统进行实验验证,结果表明,系统的响应非均匀性(1/2饱和响应处)由原来的4.09%降低至0.85%,并优于两点校正法的1.93%,同时该方法在宽响应域内均获得了良好的校正效果,具有精度高、实用性强等特点,可应用于机载、星载等相机载荷,为获取高质量的遥感图像数据奠定技术基础。
成像系统 非均匀性校正 加权最小二乘法 时间延迟积分电荷耦合器件 光学学报
2017, 37(11): 1111001
针对彩色相机三通道响应值重构光谱反射率精度低的问题, 提出了基于光谱连接空间的彩色相机光谱反射率重构方法。首先通过光谱反射率已知的训练样本集和多项式拟合方法建立相机响应值到光谱连接空间的转换矩阵, 然后利用该矩阵将待重构样本的相机响应值映射到光谱连接空间, 最后选用合适的光谱重构算法在光谱连接空间内实现光谱反射率重构, 并利用色度误差和光谱误差两个指标对重构结果进行评价。在上述过程中, 鉴于转换矩阵的重要性, 采用了基于反距离加权的最小二乘法计算转换矩阵以提高相机响应值到光谱连接空间的转换精度。实验结果表明: 本文方法切实可行且精度可靠, 与基于彩色相机三通道响应值的光谱重构方法相比, 色度重构精度和光谱重构精度均显著提高, 平均色差和谱差分别为1.145 2和0.010 3, 可在较大程度上满足数字典藏、高保真颜色复制等的需要。
光谱连接空间 光谱重构 反距离加权最小二乘法 interim connection space for spectral data spectral reflectance reconstruction inverse distance weighted least square method
1 苏州科技学院 数理学院, 江苏 苏州 215009
2 江苏省企业研究生工作站, 江苏 苏州, 215123
3 苏州慧利仪器有限责任公司, 江苏 苏州 215123
针对现有干涉图校准方法的不足, 提出了一种基于加权最小二乘法的干涉图校准方法。根据干涉图中标准件边缘与干涉条纹边缘之间的差异, 用合适大小的掩模对标准件的边缘进行初步判定和提取, 再利用加权最小二乘法对提取出的边缘进行精确定位。通过计算标准件中已知尺寸部分在干涉图中所占据的像素数目, 求出每个像素代表的实际距离, 完成校准。实验表明, 该方法的计算耗时较霍夫变换法减少一半, 定位精度小于1个像素, 且适用于不同对比度的干涉图, 具有很强的实用性。
光学干涉测量 边缘检测 加权最小二乘法 干涉图校准 optical interferometry edge detection weighted least square interferogram’s calibration
1 华中科技大学 机械科学与工程学院，湖北 武汉 430074
2 湖北工业大学 机械工程学院，湖北 武汉 430068
利用姿态角传感器、角度编码器结合激光测距传感器，与全站仪构成非接触的组合测量系统，实现大尺度空间中隐藏区域的空间坐标测量。建立了测量系统的数学模型，设计标定靶并对系统进行了标定。针对测量系统，提出一种根据控制点在空间的分布确定权值的加权最小二乘的标定方法。以全站仪直接测量和组合系统测量两种测量方式，对同一空间点进行坐标测量，通过测量对比来验证组合系统的测量精度。实验结果表明：该测量系统可以使得组合测量的量程扩大并保持较高的空间坐标测量精度，采用加权最小二乘算法进行标定的结果使测量误差更小。
非接触坐标测量 加权最小二乘法 激光测距仪 隐藏点 标定算法 non-contact coordinate measurement weighted least squares laser rangefinder hidden point calibration algorithm 红外与激光工程
2016, 45(1): 0117001
