国防科技大学电子科学学院, 湖南长沙 410073
介绍了一种近场毫米波三维成像算法。首先对目标进行二维成像, 然后提出一种基于局部信息联合 BM3D自适应滤波滑窗算法, 有效保留了图像信息并抑制杂波, 实现三维成像重构。分别从系统平台、信号回波模型、后向投影与全息成像算法及成像结果、图像滤波、三维成像重构展开介绍, 所得结果验证了实验的可行性和准确性, 在诸多场景中具有广阔的应用价值。
毫米波 成像算法 图像滤波 三维重构 mmwave imaging algorithms image filtering 3D reconstruction 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(12): 1231
1 合肥工业大学 微电子学院， 合肥 230009
2 合肥工业大学 数学学院， 合肥 230009
随着大数据、云计算、物联网等技术的兴起，终端设备在硬件开销和供电方面面临巨大挑战，对于新型高效低功耗运算单元的需求日益迫切。针对运算单元功耗高的问题，提出了一种新型高效低功耗的近似Booth乘法器，可应用于图像处理、多媒体处理、模式识别等可容错应用领域。实验结果表明，与已有乘法器相比，所提出的近似Booth乘法器在功耗和延时方面分别降低了19.3%和28.6%，在面积方面节省了29.0%。同时，所提出的近似Booth乘法器的运算精度也具备一定的优势。最后，在高斯滤波的应用中验证了所提出的近似Booth乘法器的实用性。
近似计算 低功耗 Booth乘法器 图像滤波 approximate computing low power Booth multiplier image filtering
1 河南理工大学计算机科学与技术学院, 河南 焦作 454000
2 郑州大学国际学院, 河南 郑州 450000
为了提升高动态范围图像的显示效果,提出一种基于交叉分解的高动态范围图像色调映射算法。在分析图像边缘滤波的基础上,给出一种基于交叉分解的图像分解与重构算法,并对重构系数进行分析,再将其应用到色调映射中。首先在色度亮度空间中对色度、亮度信息进行分离。然后对亮度信息分别使用高斯滤波器和双边滤波器进行滤波以构造出一种交叉分解方案,得到包含大尺度结构信息的基本层、包含纹理信息的细节层以及亮度存在剧烈变化的边界层。最后对重构系数进行详细讨论,确定色调映射中的系数选取规则,对亮度范围进行压缩和重构。实验结果表明,所提算法在有效压缩图像动态范围的同时,还可以较好地保持颜色信息、增强边界和纹理等细节特征。
图像处理 色调映射算法 高动态范围图像 图像交叉分解 图像滤波 细节提取 激光与光电子学进展
2021, 58(14): 1410020
四川轻化工大学 自动化与信息工程学院, 四川 宜宾 644005
为了在滤除图像椒盐噪声的同时保护图像边缘细节, 提出了一种基于连通性检测的图像椒盐噪声滤波算法。由于椒盐噪声点的灰度值与正常像素点的灰度值相比往往存在较大差异, 本算法先通过比较像素点灰度值与其邻域像素点灰度值, 将差异较大的像素点列为疑似噪声点, 然后通过检测疑似噪声点是否是图像连通区域的一部分来判断该点是否是噪声点, 最后通过中值滤波器将噪声点滤除。该算法可以有效区分图像区域边缘与椒盐噪声。实验结果表明, 该算法可以有效去除密度范围从0~0.9的椒盐噪声, 在0.9的噪声密度下, 算法的峰值信噪比仍可达到30 dB。满足有效去除不同密度范围的椒盐噪声的同时保护图像细节的要求。
椒盐噪声 图像去噪 噪声检测 图像细节 图像滤波 salt and pepper noise image denoising noise detection image detail image filtering
中国象棋棋子定位采用的传统图像处理方法,复杂度高;识别棋子采用的传统文字识别方法,泛化性较差、精确度较低。提出一种基于棋子颜色特征的分割方法和改进的二值图像滤波算法,实现了棋子的快速定位,不需要二次修正位置;提出一种基于卷积神经网络的棋子识别方法,该方法可以应用于不同字体的棋子识别,在更换棋子的情况下,依然可以快速、准确地识别棋子。实验结果表明,该方法的定位误差为0.51 mm,平均定位时间0.212 s,对4类字体的平均棋子识别准确率为98.59%左右,证实了该方法的有效性和实用性。
图像处理 卷积神经网络 二值图像滤波 深度学习 棋子定位 棋子识别 激光与光电子学进展
2019, 56(8): 081007
河南理工大学 计算机科学与技术学院, 河南 焦作 454000
为增强高动态范围图像（High dynamic range, HDR）的显示效果,本文提出一种多尺度梯度域色调映射算法。首先提取高动态范围图像的亮度信息，利用双边滤波将高动态范围图像的亮度数据进行多尺度分解，得到基本层和细节层。由于视觉上的亮度变化体现为图像数据的梯度变化，因此可在梯度域对基本层图像进行自适应动态范围压缩，然后加上细节层图像信息，最后再通过色彩校正算法恢复图像色彩，实现HDR图像的动态范围压缩。通过对比算法的定量分析表明，本文算法的方差和信息熵的客观指标分别提高了30.8%和5.9%，因此，本文方法在压缩HDR图像的动态范围的同时，可以更好地保留边界、纹理等细节信息。
高动态范围图像 多尺度图像分解 图像滤波 梯度压缩 色调映射 high dynamic range image multi-scale image decomposition image filter gradient compression tone mapping
1 西安交通大学 机械工程学院, 陕西 西安 710049
2 新疆大学 机械工程学院, 新疆 乌鲁木齐 830047
针对铁谱图像磨粒识别中异类信息综合利用率较低的问题, 提出多层次信息融合的铁谱图像磨粒识别方法。首先, 在铁谱图像二值化分割的基础上进行二值滤波, 结合彩色铁谱图的R、G、B三分量, 实现铁谱图像的彩色滤波。其次, 以实际采集的磨粒图像样本为例, 提取滤波后二值图像的形态特征, 以及滤波后彩色图像的颜色特征; 在特征层利用PCA对异类特征进行维数约简, 并结合SVM和k-fold交叉验证, 实现形态特征和颜色特征的特征层融合; 在决策层将异类特征的SVM概率输出结果作为D-S证据理论的基本概率分配函数, 实现形态特征和颜色特征的决策层融合。通过与形态学滤波结果对比, 验证了本文提出滤波方法的优越性; 其次, 不同层次的信息融合结果表明, 与单独使用颜色特征和形态特征相比, 异类信息融合后可实现优势互补, 有效提高故障磨粒的识别准确率。
铁谱图像 图像滤波 信息融合 磨粒识别 ferrographic image image filtering information fusion wear particle recognition
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院,西安 710071
2 桂林电子科技大学 生命与环境科学学院, 广西 桂林 541004
针对基于梯度变换的图像增强算法抗噪声干扰能力差的问题, 引入曲率滤波理论, 提出了基于高斯曲率滤波和梯度变换的图像增强算法.该算法通过对图像梯度场进行非线性变换来增强图像对比度, 通过构造能量泛函, 采用梯度下降法从变换后的梯度场重构出增强后的图像, 并利用高斯曲率滤波对梯度下降法迭代过程中的重构图像及其各阶偏微分进行平滑, 有效解决了图像重构过程中的噪声非线性放大和扩散问题, 同时保留了丰富的细节信息.采用多组边缘模糊图像进行仿真实验, 实验结果表明该算法在增强图像边缘对比度的同时, 能够有效抑制噪声.
图像增强 图像重建 变分法 噪声抑制 高斯曲率滤波 图像滤波 非线性变换 Image enhancement Image reconstruction Variational techniques Noise suppression Gaussian curvature filter Image filtering Nonlinear transfer function
针对传统各项异性扩散模型容易产生板块分区, 模糊图像细节等问题,提出一种改进的各项异性滤波算法。该方法引用双曲正切函数构造扩散模型的扩散系数, 避免了传统各项异性扩散模型在均匀区域产生的板块分区问题; 并通过使用衰减因子提高在非均匀区域的扩散敏感性, 能够更好地保留图像的边缘细节信息; 同时引入相对平滑增量, 自适应监控图像的滤波程度, 并自动终止迭代过程。仿真实验表明, 提出的滤波方法能够有效滤除超声图像斑点噪声, 并消除传统各项异性扩散模型产生的板块分区问题, 提高了对图像细节信息的保留能力, 并增强了与原图像的结构相似度, 是一种有效的斑点噪声降噪方法。
超声图像 斑点噪声 各项异性扩散 图像滤波 ultrasound image speckle noise anisotropic diffusion image filtering
