江苏海洋大学 电子工程学院, 江苏 连云港 222005
红外图像和可见光图像均存在一定的局限性, 依靠单个种类图像无法满足工程实际需求, 可通过引入图像融合技术, 获取高质量的融合图像。为更好保障输出信息特征的多样性, 本文引入一种双分支卷积神经网络实现红外与可见光图像局部融合; 在双分支卷积神经网络基础上, 同时从红外图像、可见光图像得到跨渠道信息、渠道内信息种特征, 增加了融合图像的信息量。采用整数小波变换方法进行图像压缩。建立颜色空间模型时, 合理调节t因子的数值, 获得理想的融合图像。实验结果表明, 与现有方法相比, 本方法融合后图像边缘信息得到充分保留, 图像细节得到增强, 红外与可见光图像融合效果更好。
双分支卷积神经网络 红外与可见光图像 梯度下降理论 小波变换 图像插值 图像融合 two-branch convolutional neural network, infrared
1 中南大学航空航天学院, 湖南 长沙 410083
2 中国科学院沈阳自动化研究所, 辽宁 沈阳 110169
分焦平面偏振成像系统具有结构紧凑、体积小和实时性高等优点,而且一次成像可以获得多个偏振方向的光强响应,已是目前偏振成像的研究热点之一,但该系统的分焦平面结构会降低图像的空间分辨率。为了重构全分辨率的偏振图像以及减弱瞬时视场误差的影响,偏振图像的插值必不可少。为了保护偏振图像的张量结构,提出一种基于张量非负稀疏分解的偏振图像插值算法。首先根据非负稀疏编码理论对4通道的偏振图像块进行张量分解;然后利用非局部自相似约束求解稀疏表示;最后根据采样矩阵将重构的图像块反向映射以获得全分辨率的偏振图像。实验结果表明,所提算法在定量指标和视觉重构效果方面均优于现有的主流算法。
光学学报
2021, 41(14): 1411001
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2 西安邮电大学自动化学院, 陕西 西安 710121
3 西北工业大学自动化学院, 陕西 西安 710129
分焦平面(DoFP)偏振相机的相邻像元具有不同的偏振方向,会导致成像分辨率的损失。双线性插值和滑窗算法能够提高成像分辨率,因此,对双线性插值算法和滑窗算法的数学关系进行了分析,计算了两种算法处理边缘后的线性偏振度(DoLP)。分析表明,双线性插值算法得到的斯托克斯矢量是滑窗算法在四个方向上处理结果的平均值,在边缘区域,滑窗算法处理后的DoLP大于双线性插值算法。将两种算法分别应用于原始DoFP图像,并通过视觉、DoLP图像的统计直方图和均值进行评价。实验结果表明,与双线性插值算法相比,滑窗算法在边缘处产生较强的伪DoLP信息,更能凸显图像的边缘。
分焦平面 偏振图像 图像插值 数学关系 伪偏振 激光与光电子学进展
2020, 57(16): 161014
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
为解决现有电子式像移补偿在扫描方向上补偿范围有限的问题,提出一种适用于沿扫描方向广域像移大小变化的数字时间延迟积分(TDI)方法。首先基于像移计算结果判断像移大小是否在电子行频可补偿的范围内,当在不可补偿范围时,基于利用图像插值和配准像素对位累加来调整像移失配量的思想,构建任意像移大小的数字TDI算法模型,并对所提算法进行实验验证。实验结果表明:当96级积分的总像移量远小于像元尺寸时,所提算法与逐行累加的传统TDI方法成像结果相当;当96级积分的总像移量大于像元尺寸时,总像移量超出电子式像移可补偿范围,传统TDI方法扫描图像发生严重混叠,成像质量急剧下降,而所提算法获取图像的像移传递函数和互相关性测度均提高0.11,可有效保持成像质量。
成像系统 时间延迟积分 数字域 像移 图像插值 遥感
安徽大学 计算智能与信号处理教育部重点实验室, 安徽 合肥 230039
光强传输方程作为典型的相位恢复技术, 在已知待测面光强分布与光强轴向微分时, 可以通过求解该方程直接得到待测面的相位分布。强度微分可以通过采集沿传播方向的不同散焦面的光强信息以计算强度差分来估计, 由此, 散焦面的适当选择变得尤为重要。将光强传输方程与图像插值法相结合, 在几何光学模型下描述采集的散焦面光强分布与聚焦面光强分布之间的关系, 再利用图像插值法计算出模糊参数不同的散焦面的光强分布, 由新得到的散焦图和采集的聚焦图代入光强传输方程以计算出相位。该方法只需要采集三幅强度图像, 即可计算获得其他位置的强度图像, 避免了采集设备的多次移动, 也为某些特殊情况下无法获取适合位置的强度图像提供了一种解决途径。实验中搭建了一个实际的光强图像获取系统, 所得结果验证了所提算法的有效性。
几何光学 相位恢复 光强传输方程 图像插值 光学处理 geometric optics phase retrieval transport of intensity equation image interpolation optical processing 红外与激光工程
2018, 47(10): 1026003
1 北京师范大学信息科学与技术学院, 北京 100875
2 北京师范大学遥感科学国家重点实验室, 北京 100875
3 燕山大学信息科学与工程学院, 河北 秦皇岛 066004
针对高空间分辨率遥感影像图幅较大、地物特征丰富以及边缘信息复杂等特点，提出了一种新的快速自适应插值方法，在较低计算复杂度下，有效改善了高空间分辨率遥感影像的插值效果。新算法按照坐标的奇偶性将待插值点分组，并利用Canny算子获得原始图像边缘；将相邻4个像素所组成的矩形区域按照边缘特点划分为5种类型，并针对各类插值点完成快速插值；利用已插值点和原像素点间的关系对剩余未插值点二次赋值。实验结果表明，新算法不仅具有较低计算复杂度，而且有效改善了传统插值方法产生的锯齿和模糊现象，获得了较高的峰值信噪比，对遥感影像插值算法的研究具有重要实际价值。
图像处理 遥感影像 图像插值 边缘检测 光学学报
2014, 34(s1): s110005
嘉应学院电子信息工程学院, 广东 梅州 514015
将线性插值与正弦灰度变换增强二者有机结合, 提出一种新的红外图像插值放大方法。先采用双线性插值法计算插值点的初步插值, 然后采用 S形正弦灰度变换曲线进行增强处理作为最终插值。充分利用线性插值具有的算法简单、计算量小优势, 同时又克服了线性插值带来的图像边缘模糊缺限。实验结果表明, 本文方法的插值效果优于传统的双线性插值法。
红外图像 图像插值 双线性插值 正弦灰度变换 infrared image image interpolation bilinear interpolation sine gray level transformation
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093
根据矢量图像像素值特点,利用偏微分方程理论中的热传导数学模型,提出了一种基于非线性各向异性扩散PDE的矢量图像放大法。实验结果表明:文中所提出的算法对灰度图像和彩色图像进行放大均有较好的视觉效果。与传统插值放大算法相比,放大后图像减轻了模糊化,锯齿化以及振铃化效应;与已有的基于偏微分方程的图像放大算法相比,该算法能够较好地保持图像的边缘特征和细节信息。
偏微分方程(PDE) 非线性各向异性扩散 图像插值 矢量图像 partial differential equations(PDE) nonlinear anisotropic diffusion image-interpolation vector-valued images
针对steering 自适应核回归的插值算法中图像整体灰度值偏离较大和空洞的现象，本文提出了一种基于改进的自适应核回归函数的图像插值算法。该方法根据图像的自相似性原理，通过把图像邻域中像素间几何距离函数融入steering 自适应核函数中，实现一种改进的自适应核函数，并采用这种核函数对图像进行回归插值。实验结果表明，改进的自适应核函数对非均匀采样和均匀采样的图像实现插值放大的效果比经典核回归方法、自适应steering 核回归的方法要好。
图像插值 核函数 核回归 几何距离函数 image interpolation kernel function kernel regression geometry distance function
南京理工大学电子工程与光电技术学院， 江苏 南京 210094
近年来牛顿插值公式被广泛应用于图像插值领域，但是简单的使用牛顿插值公式会造成大量的数据溢出；使用外部存储器进行数据缓冲，占用大量存储资源，使得实时图像延迟一帧。针对以上不足之处设计了一种新的二阶牛顿插值算法在FPGA中的实现方法，首先将牛顿插值公式进行改进，抑制了数据溢出；同时利用FPGA内部逻辑实现数据缓存，在几行时间之内完成数据插值，大大缩短了延迟时间。经实际应用，证明该算法可有效改善边缘模糊和锯齿效应，提高图像质量；同时节省了资源，提高实时性。
图像插值 牛顿插值 均差 image interpolation newton interpolation difference FPGA FPGA
