塑料光纤(POF)在高能物理宇宙线探测中应用广泛, 光纤的端面质量在很大程度上决定了探测器的性能, 从而影响宇宙线能谱和成分测量的精度。以高海拔宇宙线项目中电磁粒子探测器采用的BCF-92 POF作为研究对象, 通过Matlab图像处理的方式对光纤端面图像进行了预处理, 应用迭代最小二乘椭圆拟合法确定了纤芯和包层的端面几何参数并计算了端面不圆度。实验结果表明: 95.4%的样本光纤为合格光纤, 端面不圆度平均在0.75%左右, 该方法能满足高海拔宇宙线项目的探测需求。

针对手持移动摄像装置拍摄视频序列相邻帧间存在平移、小角度旋转运动, 而且易受噪声、光照变化的影响等问题, 提出一种基于优化Oriented FAST and rotated BRIEF(ORB)特征匹配的实时鲁棒电子稳像算法。对相邻帧预处理后用Oriented FAST算子检测特征点, 再用Rotated BRIEF描述提取的特征点并采用近邻汉明距离匹配特征点对, 然后采用级联滤波去除误匹配点对, 最后使用迭代最小二乘法(ILSM)拟合模型参量进行运动补偿实现稳像。图像匹配测试和稳像实验结果表明: 基于改进的ORB算法的电子稳像方法补偿每一帧的时间均小于0.1 s, 定位精度可达亚像素级, 能有效补偿帧间平移旋转运动, 而且对噪声和光照变化有较强鲁棒性。经稳像处理后, 实拍视频质量明显提高, 峰值信噪比(PSNR)平均提高了10 db。

全局运动估计是计算机视觉、视频处理等领域广泛采用的手段之一。为了降低全局运动估计计算复杂度，提出一种基于像素梯度的全局运动估计方法。就运动模型而言，采用了复杂性与准确性较好均衡的六参数仿射模型。为了提高计算速度，采用了两层金字塔进行多分辨率计算，而且在每层迭代计算中都抽取梯度较大的特征点进行计算，同时结合了高斯-牛顿优化计算方法。实验验证了提出的全局运动估计算法的计算效率和精度。