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
3 中国人民解放军第32035部队，陕西 西安 710000
基于相关滤波的跟踪方法帧率高但容易发生跟踪漂移导致目标丢失。针对此问题，本文以相关滤波方法ECO-HC为基线，提出了一个用于描述图像场景变化幅度的参数D，根据实时计算该参数的值并以不同的间隔数更新模型，实现自适应更新模型在使算法以较高帧率运行的同时兼具良好的准确率，此效果在图像光照变化复杂、目标变形或被遮挡的情况下更加明显。实验结果表明，ECO-HC嵌入本文方法后，在光照变化的情况下成功率提高了1.6%，准确率提高了2.2%；在目标离开视场的情况下成功率提高了3.7%，准确率提高了3.4%。在本文实验环境中平均帧率达到60 FPS。
目标跟踪 相关滤波 相关度 模型更新策略 target tracking correlation filtering correlation model update strategy
燕山大学 信息科学与工程学院, 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
显微热成像技术根据温度变化对细微目标进行热成像, 是国内外光电成像领域重要的研究方向。由于加工技术精度有限, 前期研制的光学微扫描显微热成像系统存在扫描位置误差, 该误差使基于微扫描图像直接融合形成的图像质量下降。提出一种结合图像预处理思想、微扫描原理和通过计算像素相关度进行微扫描图像插值重建的算法。仿真及实验表明: 方法能改善图像重构质量, 提高系统的空间分辨力,还可应用于其他带有微扫描的光电成像系统以提高其系统性能。
显微热成像系统 微扫描 图像预处理 像素相关度 高分辨力重建 thermal microscope imaging system micro-scanning image pre-processing pixel-correlation high-resolution reconstruction
火箭军工程大学核工程学院, 陕西 西安 710025
为了提高单帧红外图像的检测概率,稳定检测到图像序列中的弱小目标,基于改进的双边滤波与多项式拟合,提出了一种复杂天空背景下的红外弱小目标检测算法。在传统双边滤波算法的权值系数中引入背景相关度因子,有效降低了背景抑制时目标点的影响,提高了目标区域的信噪比以及单帧图像的检测率。为了进一步剔除虚假目标,基于融合目标运动特征,对目标点进行多帧确认。针对序列检测中目标闪烁造成的目标漏检,引入多项式拟合算法对下一帧目标位置进行预测,有效避免了目标轨迹截断的问题。实验结果表明,在信噪比小于2的情况下,该算法能够稳定检测到复杂天空背景下的弱小目标轨迹。
测量 双边滤波 背景相关度因子 多帧确认 多项式拟合
中国科学院 西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
为了定量评价探测相机的成像质量，提出用二维各向异性高斯函数拟合的方法来评价相机的成像效果。用探测相机采集星模拟器产生的无穷远处的点目标，形成在一定区域内的能量分布。以拟合后的高斯能量分布与原分布的相关度最大为判据,对此能量分布进行二维各向异性高斯拟合，得到其高斯半径、异化因子等参数；对拟合后的结果进行数值积分得到80%能量所占区域的大小。实验结果显示：相关度的引入，实现了背景阈值、异性因子的自动优化，减少了面阵探测器的噪声对测试结果的影响；而异性因子的引入，对像素相位误差的评估、光学系统像差对测试结果的影响，均可作为弥散斑测试定量确认的依据。测试实验显示：弥散斑等效面积圆直径测试重复性在“十”字工况吸收为0.15 pixel,在“田”字工况下为0.19 pixel。提出的方法完成了探测相机对点目标所成弥散斑的测定，很好地控制了探测相机的成像质量。
探测相机 像素相位误差 背景阈值 二维各向异性高斯拟合 相关度 异性因子 spot-detecting camera pixel-phase error background threshold anisotropic Gaussian fitting correlation anisotropic factor 光学 精密工程
2017, 25(12): 3187
1 中国科学院 长春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
为实现从单站光测图像中估计出已知3D模型的空间目标姿态,利用Vega Prime提出了一种采用仿真图像进行相关度局部最优搜索的姿态估计方法, 该方法无需建立2D-3D特征投影关系和大量的模型匹配库。首先, 对输入图像进行图像预处理, 获得目标原始图像。然后, 利用Vega Prime加载目标3D模型生成仿真匹配图像, 并进行图像预处理获得目标匹配图像,计算两幅图像相关度。最后, 更新3D目标模型姿态, 直至仿真匹配图像与目标原始图像的相关度值取得局部最优, 输出目标模型姿态。仿真实验结果表明, 采用本文所提方法的观测仿真图像姿态平均估计误差为385°,仿真原图可实现姿态准确估计, 表明该方法是一种空间目标姿态估计的有效方法。
姿态估计 相关度 空间目标 地基望远镜 attitude estimation correlation space object ground-based telescope Vega Prime Vega Prime
中北大学信息与通信工程学院，山西太原 030051
针对产品表面正确性的快速自动无损检测问题，提出了利用垂直投影法确定旋转步长来获取序列图像的方法，并将一种针对尺度旋转不变性（ SIFT）改进的 SURF算法应用到此方面，该算法通过计算积分图像和 Hessian矩阵大大提高了特征点检测的速度，节省了图像匹配时所用的时间，并提高了算法的实时性。首先通过确定旋转步长来获取标准序列图库，其次通过 SURF算法寻找最优匹配位置，最后通过相关度的计算来判别各区域是否有缺陷。实验表明，在对待检测图像和标准序列图像库中的 5幅图像匹配时 SURF算法比 SIFT算法大约节省了 2.6 s，显然，把 SURF算法应用于序列图像中匹配可以大大节省缺陷检测时所用的时间。
缺陷检测 序列图像 垂直投影法 SURF算法 相关度计算 defect detection image sequences vertical projection SURF algorithm correlation calculation
1 中国科学院大学, 北京 100049
2 中国科学院光电研究院, 北京 100094
Gerchberg-Saxton（GS）相位恢复算法被广泛用在多平面全息显示中，但是大部分平面的相关度很低。研究者们提出了一种补偿的方法，然而它并不有效。本文将这种补偿方法称作强补偿方法，并提出了一种基于弱补偿概念的方法。这个算法的核心是引进相应的权重因子改变进入算法的信息量从而实现弱补偿。数值模拟结果显示，同原始GS相位恢复三维算法相比，用这种算法各平面相关度的平均值和差值可以至少改善59.82%和97.03%。
全息 弱补偿 数值模拟 Gerchberg-Saxton相位恢复算法 相关度 像质 中国激光
2013, 40(10): 1009001
微扫描成像技术作为一种有效减少图像频谱混叠、提高系统空间分辨率的有效方法，被广泛应用到红外焦平面成像系统中。在介绍红外成像系统微扫描成像技术的基础上，以 2×2模式可控微扫描为例，分析了其成像过程和直接重建算法，提出了一种基于像素相关度的加权插值重建算法，并利用微扫描低分辨图像对插值图像进行了修正。实验仿真中新算法得到的图像 RPSNR较直接重建算法提高了 1.82 dB，eMSE降低了 34%，表明该算法可以有效提高微扫描成像效果。
红外成像系统 微扫描 像素相关度 IR imaging system microscanning pixel-correlation
1 华南理工大学电子与信息学院， 广东 广州 510641
2 广东工业大学物理与光电工程学院， 广东 广州 510006
3 华南理工大学物理系， 广东 广州 510641
近年来，基于热光场的鬼成像在理论和实验上得到了广泛的关注。研究了探测器尺寸大小以及探测光路距离不相等(即散焦)对无透镜鬼衍射成像的影响。在以前的理论工作基础上，对无透镜鬼衍射成像的强度关联函数做了进一步的分析，发现散焦的效果相当于使物体的透射函数在相位上有一个啁啾调制，而有限大小的探测器则使得无透镜鬼衍射系统等价于一个部分相干成像系统，两者都会引起成像质量的降低。通过计算不同条件下的成像相关度，定量分析了不同参数下的无透镜鬼衍射的成像质量，为具体的实验设计提供定量的帮助。
鬼成像 傅里叶变换 散焦 相关度
