衰老是引起主动脉硬化进而引发各种心血管疾病的主要独立风险因素。对主动脉增龄性改变进行定量评估有望为心血管疾病研究提供重要线索。采用二次谐波成像技术，结合三维灰度共生矩阵纹理分析算法，对不同周龄大鼠主动脉血管壁内外表面的胶原纤维进行了定量评估；提取出多种可量化表征主动脉增龄性改变的特征参数，从胶原纤维微结构角度揭示了主动脉增龄性变化规律。上述方法及提取出的特征参数有望为评估血管老化程度提供有力工具和重要参考指标，并进一步应用于与老化相关的心血管疾病的研究。

红外热像法是检测金属疲劳损伤状况有效的方法，但是忽略了疲劳损伤过程中表面显微结构对自发辐射的影响，难以从微观角度对红外热像特征进行完整解释。金属疲劳是一个复杂的能量耗散过程，自发辐射具有偏振特性。在红外热像法中引入偏振探测，不仅能够获取温度场信息，而且能够获得包含发射率变化的表面纹理信息。基于此，搭建拉伸疲劳实验平台和偏振热像采集平台，以Q235低碳钢材料为研究对象，获取循环载荷作用下金属材料表面的热红外偏振图像，利用灰度共生矩阵（GLCM）提取偏振方位角、偏振度以及斯托克斯（Stokes）参量等热像纹理信息，分析金属疲劳损伤过程中金属材料的表面形貌的演化过程。实验结果表明，金属构件偏振热像纹理特征随着疲劳损伤周次不断变化，共生矩阵统计量呈现一定规律性。

针对传统的暗通道先验去雾算法存在着光晕伪影、图像偏暗、细节丢失的问题，提出了一种基于图像特征量和小波变换的去雾算法。首先，通过引入灰度共生矩阵方法求取图像纹理特征复杂度作为约束条件，利用动态滑动窗口解决了暗通道图中的虚假纹理及块效应问题；其次，结合图像亮度特征利用K-Means均值聚类算法标定亮暗区域来优化大气光值、透射率图；最后，针对大气散射模型恢复图像的偏暗、细节特征丢失问题，使用基于小波变换的图像增强技术提高图像的对比度。实验结果表明，所提算法能够较好地恢复场景和细节特征，在峰值信噪比（PSNR）、结构相似性（SSIM）、平均绝对误差（MAE）方面表现较好。

为了提高皮革缺陷检测效率, 提出了一种基于改进双边滤波的皮革缺陷检测算法。通过搭建机器视觉检测平台, 完成不同种类缺陷的皮革样本的图像采集, 采用改进的双边滤波算法处理样本图像, 模糊皮革背景纹理并保留缺陷边缘轮廓, 在此基础上, 计算各类缺陷的4种特征参量作为输入向量, 构建了最小二乘支持向量机自动识别模型。结果表明, 与聚类分析算法、阈值分割法和小波分析法相比, 本文中采用的算法能更高效地检测出皮革多种缺陷, 检测平均用时0.83s,缺陷检测准确率为93.3%。此研究结果为皮革的实时检测提供了有效途径。

水下潜体的运动产生的内波使得水表形成一定的红外弱纹理信号,从而使得利用红外手段进行探测成为可能,但是这种纹理信号的对比度非常低,其与振幅很大的背景杂波混在一起,给信号的提取造成很大困难。以曲波变换为基础,根据弱纹理的对比度、频率特点等进行曲波尺度分量和方向分量的筛选,再结合阈值优化和边缘梯度算子得到了较清晰的纹理提取图像。该图像的信息熵和频率集中度与采用传统曲波变换所得结果相比分别有30%和11%的提高。当弱纹理的对比度大于5%,筛选频率的方向和弱纹理频率方向偏差小于12°时,该算法能够清晰地提取纹理信息。

采用数字图像相关(DIC)法对物体表面形变进行测量,并通过散斑场的形变对被测物的真实变化进行研究。对散斑质量评价方法进行研究,以求在测量前即可判定所采用的散斑对测量精度的影响。根据DIC法对散斑图像的具体要求,提出基于灰度共生矩阵(GLCM)的散斑质量评价方法。对实际散斑图像进行亚像素刚体平移仿真模拟,采用GLCM中的能量、熵、对比度和相关性指标与DIC法的测量结果进行对比分析,并与平均灰度二阶导数和香农熵进行对比实验。通过改变散斑图像的整体亮度等级与亮度分布情况,探究不同光照情况对实验结果准确度的影响。实验结果表明,GLCM在散斑图像质量评价中具有一定的有效性。

针对图像边缘与轮廓不能精确重构的问题,提出了一种基于灰度共生矩阵的多尺度分块压缩感知算法。该算法利用三级离散小波变换将图像分解为高频部分和低频部分。通过灰度共生矩阵的熵分析高频部分图像块的纹理复杂度,并根据图像块纹理进行再分块、自适应分配采样率。采用平滑投影Landweber算法重构图像,消除分块引起的块效应。对多种图像进行压缩重构仿真,实验结果表明,无观测噪声情况、采样率为0.1时,本算法在Mandrill图像上得到的峰值信噪比(PSNR)为25.37 dB,比现有非均匀分块算法提高了2.51 dB。不同噪声水平下,本算法的PSNR比无噪时仅下降了0.41~2.05 dB。对于纹理复杂度较高的图像,本算法的重构效果明显优于非均匀分块算法,对噪声具有较好的鲁棒性。

将数字图像处理技术中的纹理特征分析方法引入到激光生物焊接中,深入分析激光焊接离体皮肤显微组织的变化,以基于灰度共生矩阵计算所得的二阶统计特征量作为表征离体皮肤显微组织特征的主要量化指标,通过响应面法分析得到了各激光参数以及它们之间的交互作用对激光焊接离体皮肤显微组织纹理特征的影响规律。研究结果表明:激光扫描速度是影响离体皮肤焊后显微组织的主要因素,且对角二阶矩、相关性、熵、对比度这4个纹理特征参数都有显著影响;激光功率及其与扫描速度的交互作用对角二阶矩、相关性、熵有显著影响。

本文提出一种谱残差和梯度纹理融合特征来检测可见光遥感图像中复杂海面背景下的舰船目标。首先, 使用谱残差模型定位疑似舰船目标, 并采用自适应动态阈值法获取候选目标区域。然后, 根据舰船的形状特点, 对梯度方向直方图特征进行改进, 设计出表征舰船特性的梯度方向特征。同时, 将提取候选目标区域的统一化LBP特征的方差以及灰度共生矩阵特征相结合来描述舰船的纹理信息, 得到30维特征向量。最后, 通过训练好的AdaBoost分类器来完成舰船目标鉴别。本文的检测算法, 针对尺寸为1 024×1 024的可见光遥感图像, 检测时间为4.792 6 s, 检测精度为95.51%, 召回率为96.65%。实验结果表明: 本文算法能准确提取海面舰船目标, 获取舰船目标的数量和位置信息, 从检测时间和精度上来看, 可以作为实际工程参考。