何翔 1,2,*
作者单位
摘要
1 福建省计量科学研究院 国家光伏产业计量测试中心,福建 福州 350003
2 福建省能源计量重点实验室,福建 福州 350003
针对半片光伏组件电致发光(electroluminescence,EL)缺陷自动识别过程中训练用样本不足导致模型过拟合的问题,采用深度卷积生成对抗网络(deep convolutional generative adversarial networks,DCGANs)生成可控制属性的半片光伏组件EL图像,再采用多尺度结构相似性(multi-scale structural similarity,MS-SSIM)指标对生成的EL图像与拍摄的EL图像之间的相似程度进行了评估。评估结果得到,使用DCGANs生成的所有类型半片光伏组件的EL图像与拍摄的EL图像的MS-SSIM指标都大于0.55,大部分的MS-SSIM值在0.7附近。在分类模型的训练过程中,测试集准确率随着训练集中生成图像数量的增加而升高,当生成图像数量达到6000张时,测试集准确率达到97.92%。实验结果表明,采用DCGANs能够生成高质量且可控制属性的半片光伏组件EL图像,较好地解决因缺少训练样本而导致的模型过拟合问题。
深度卷积生成对抗网络(DCGANs) 电致发光(EL) 多尺度结构相似性(MS-SSIM) 神经网络 deep convolutional generative adversarial networks (DCGANs) electroluminescence (EL) multi-scale structural similarity (MS-SSIM) neural network 
应用光学
2023, 44(2): 314
杨紫骞 1,2王艳秋 1,2郑福 1,2孙志斌 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院国家空间科学中心,北京0090
2 中国科学院大学,北京100049
点云配准技术作为点云数据处理中的核心技术,会因为点云质量而影响配准效果,质量好的点云可以提高配准精度、空间模型完整度、即时定位与地图构建系统的性能等,因此评价点云数据质量具有很高的客观价值;而通过传感器获得的点云数据存在系统误差和非系统误差等噪声,因此点云数据处理变得很重要,对点云数据处理效果的评价还没有一个较为客观的方法,本文提出了多维点云结构相似性定量化评价方法。通过将滤波前、后的点云数据和标准点云数据进行对比,分别比较三维坐标轴上所有点坐标的均值、标准差和协方差,再对3个坐标轴上的结构相似性值进行权重分配最终获得三维结构相似关联度,进而对点云滤波、点云稀疏后的点云数据质量进行评价。该方法还对提高配准精度进行了实验验证。经过实验表明,该方法能够评价三维点云的质量,且能够评价不同噪声类型以及处理方法下获得的点云质量,为点云配准提供了参考。该方法不仅对点云预处理和点云质量进行了高效、客观地评价,还提供了一种提高点云配准精度和效率的方法。
点云数据 结构相似性 定量化评价 点云滤波 point cloud data structure similarity quantitative evaluation point cloud filtering 
光学 精密工程
2023, 31(4): 533
作者单位
摘要
中国华阴兵器试验中心,陕西 渭南 714000
本文针对目前直视型微光装备可靠性试验存在鉴定效率低、易发生漏检和缺乏有效记录手段的情况,提出了一种基于机器视觉的自动故障诊断方法。该方法通过设计系列专用转接环实现工业相机与被试装备的可靠连接,自动采集被试品目镜视场图像并实时传输监视图像;采用结构相似性(Structural SIMilarity,SSIM)算法实时计算监视图像与事先确定的正常模板图像相似度并自动进行异常检测警告、生成异常检测日志,实现故障诊断。实践表明,该方法与主观判断具有一致性,在环境照度条件稳定时,异常诊断准确度达到实际使用需求。
可靠性试验 直视型微光装备 故障诊断 结构相似性 reliability test, low-light photo-optical equipmen 
红外技术
2021, 43(9): 889
作者单位
摘要
1 宝鸡文理学院 物理与光电技术学院, 陕西 宝鸡 721013
2 宝鸡文理学院 宝鸡先进钛合金与功能涂层协同创新研发中心, 陕西 宝鸡 721013
采用Res-Net学习合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)图像多层次深度特征, 并基于结构相似性准则选取其中的有效成分。通过联合稀疏表示对选取的多层次深度特征进行表征和分析, 判定输入样本的目标类别。利用MSTAR数据集进行测试, 该方法对10类目标的识别率达到99.02%, 对于俯仰角差异以及噪声干扰的稳健性更优。该方法能够有效结合Res-Net和联合稀疏表示在特征提取和分类决策方面的优势, 提升识别方法的整体性能。
合成孔径雷达 目标识别 结构相似性 联合稀疏表示 Synthetic Aperture Radar(SAR) target recognition Res-Net Res-Net structural similarity joint sparse representation 
液晶与显示
2021, 36(4): 624
作者单位
摘要
河北科技大学 信息科学与工程学院,河北 石家庄 050000
为了解决目前跟踪算法在运动目标被遮挡和尺度变换时跟踪效果不佳的问题,提出了一种结合粒子滤波的判别尺度空间跟踪算法。提取相邻两帧的目标区域,计算目标区域的结构相似性并与更新阈值进行比较,从而判断目标是否发生遮挡;其次,若发生遮挡,启用基于颜色分布的粒子滤波算法跟踪目标,反之,用判别尺度空间跟踪算法(DSST)中的位置滤波器确定目标位置;最后,利用尺度滤波器确定目标尺度并根据目标尺度更新粒子滤波的目标模型。经过在OTB2015测试集上进行实验,与判别尺度空间跟踪算法(DSST)、核相关滤波算法(KCF)等主流算法相比该算法的精确度和成功率均有所提高,尤其在发生遮挡后的跟踪效果表现最优。
目标跟踪 粒子滤波 抗遮挡 结构相似性 尺度变换 target tracking particle filter anti-occlusion structural similarity scale change 
太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(3): 398
作者单位
摘要
河北工程技术学院信息技术学院, 石家庄 050000
针对合成孔径雷达(SAR)图像目标识别问题, 提出基于快速自适应二维经验模态分解(FABEMD)的方法。FABEMD可实现对SAR图像的快速分解, 获得描述目标低频至高频信息的多层次固态模函数(BIMF)。基于结构相似性指标剔除多层次BIMF中的噪声成分, 保留高鉴别力部分。分类阶段采用联合稀疏表示对保留的BIMF进行表征分类。基于MSTAR数据集对所提方法进行测试, 结果验证了其性能优势。
合成孔径雷达 目标识别 快速自适应二维经验模态分解 结构相似性 联合稀疏表示 Synthetic Aperture Radar (SAR) target recognition Fast and Adaptive Bidimensional Empirical Mode Dec structural similarity joint sparse representation 
电光与控制
2021, 28(8): 40
作者单位
摘要
安徽大学 电气工程与自动化学院,安徽 合肥 230000
雾天拍摄的图像存在颜色失真、图像细节模糊的问题,对成像设备采集到的图像质量造成了负面印象。针对雾天搜集图像存在的降质问题,提出了一种基于多尺度空洞卷积的对抗去雾网络。去雾网络的生成器由不同空洞率的卷积模块组成,结合多尺度的策略增加感受野并增强去雾效果;判别器采用多个卷积模块构成,用于区分生成的去雾图像与真实无雾图像;通过计算去雾图像和真实无雾图像之间的感知距离,优化图像的纹理结构并减少噪声信号。实验结果显示,提出算法在公开数据集上获得的峰值信噪比值为22.410 dB,结构相似性值为0.844,色差值为10.545。定量和定性评估表明,采用空洞卷积和感知损失技术设计的去雾网络能够有效地恢复图像的颜色信息和纹理结构。
去雾 空洞卷积 生成对抗网络 峰值信噪比 结构相似性 image dehazing dilated convolution generative adversarial network peak signal to noise ratio structural similarity 
应用光学
2020, 41(6): 1207
王绍恩 1,2,3杨秀彬 1,3,*徐婷婷 1,2,3韩金良 1,2,3[ ... ]岳炜 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院天基动态快速光学成像技术重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
为定量分析动态漂移时的像旋对成像质量影响的程度,基于动态环扫成像理论,建立一种静态影像与动态漂移间的融合模型。然后结合面阵CMOS相机成像特点与动态运动特性,提出对像旋矢量进行分解处理再融合的仿真模拟方法,设计了一种动态环扫画幅影像像旋仿真分析方法,获取了不同动态成像参数下的模拟影像。最后利用成像幅宽、地面分辨率、成像系统信噪比、峰值信噪比及结构相似性等指标对模拟影像进行定量评估分析。仿真结果表明,相机曝光时间越长,成像系统信噪比越高,像旋越大,成像质量越差,结构相似性越小。研究结果可为未来多种动态成像模式设计中减小像旋影响、提高相机成像质量提供有效的参考。
成像系统 空间光学 动态成像 像旋 峰值信噪比 结构相似性 曝光时间 
光学学报
2020, 40(21): 2111003
作者单位
摘要
1 光电控制技术重点实验室,河南 洛阳 471000
2 航空工业洛阳电光设备研究所,河南 洛阳 471000
3 吉林大学,吉林 长春 130022
4 上海大学,上海 200444
提出了一种基于梯度信息的结构相似性算法改进的红外图像非局部均值滤波方法。传统的非局部均值滤波算法采用欧氏距离度量图像块之间的相似性,因而不能够很好地衡量图像细节和边缘信息,导致滤波后图像模糊失真。针对此问题,采用结构相似性度量(structural similarity,SSIM)算法对欧氏距离进行加权改进,针对普通的SSIM边缘信息评价能力的不足,提出了带有梯度信息的GSSIM算法,实验结果表明本方法在保持非局部均值(Non-Local Means,NLM)滤波算法去噪能力的同时还能够较好地保持图像的边缘和细节信息。
非局部均值滤波 图像梯度 结构相似性度量 红外图像 non-local mean filtering image gradient structural similarity measures infrared image 
红外技术
2018, 40(7): 638
作者单位
摘要
1 中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院, 安徽 合肥 230031
2 安徽新华学院信息工程学院, 安徽 合肥 230088
针对获取的高光谱图像空间分辨率较低的问题,设计了一种空间光谱联合稀疏表示的超分辨率方法:提取图像中不同的反射光谱,通过压缩感知字典学习算法得到强稀疏性、弱相干性的光谱字典;利用高光谱图像信号的稀疏性、非负性以及空间结构相似性,通过同步正交匹配追踪算法,从相同场景的高空间分辨率的低光谱图像求解得到稀疏编码矩阵;联合光谱字典和稀疏编码矩阵得到目标图像。由于联合使用高光谱图像的空间与光谱信息,仿真实验数据和真实实验数据结果表明,相比于传统方法和矩阵分解方法本文方法,能够有效重建图像细节信息与纹理结构,有效提高波段平均峰值信噪比、波段平均结构相似度以及光谱角映射,并且更好地保持光谱信息。
图像处理 超分辨率重建 高光谱图像 联合稀疏表示 同步正交匹配追踪 信号非负性 空间结构相似性 
激光与光电子学进展
2018, 55(7): 071014

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