1 天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津 300000
2 光电信息技术教育部重点实验室，天津 300000
3 天津市光纤传感工程中心，天津 300000
4 天津求实飞博科技有限公司，天津 300000
为解决分布式光纤振动传感系统的定位准确性弱、灵敏度低及响应速率慢等问题，提出了一种基于相位敏感光时域反射的动态方差阈值算法。该算法将经过带通滤波预处理后的信号进行方差处理、高斯模糊、阈值寻峰以及重心精确，解决了长距离DVS检测由于背向瑞利散射信号的衰减以及运算量大造成的响应时间长的问题。并且采用并行编程技术将运算速度提高了184%，从而快速准确地确定扰动发生位置。实验研究了39 km长度的光纤上人为扰动和噪声的区别，并通过动态方差阈值算法消除了噪声的影响并确定了扰动位置。该系统响应时间为1 s，空间分辨率为20 m，定位误差低于0.1%。
1 中国科学院微小卫星创新研究院, 上海 201203
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院微小卫星重点实验室, 上海 201203
在行星探测任务中,针对尺度不变特征变换(SIFT)算法计算量大,无法同时满足对导航算法准确性和实时性要求的问题,提出了一种基于快速高斯模糊的并行化SIFT算法,即FG-SIFT算法。首先,将算法中构建高斯金字塔的二维高斯核函数分离成两个一维高斯函数,降低算法的计算复杂度。然后,对于每一维高斯函数,使用两个无限脉冲响应滤波器串联进行逼近,进一步减少计算量。最后,利用并行化处理的优势,设计算法各部分的并行化计算方案。仿真结果表明,FG-SIFT算法的计算效率相较于原SIFT算法平均提高了15倍,相较于没有使用快速高斯模糊的SIFT算法,在图形处理器上的运行效率也有近2倍的提高,很大程度上减少了特征点提取的计算时长,提高了算法的实时性。
图像处理 尺度不变特征变换算法 快速高斯模糊 CUDA 实时性 激光与光电子学进展
2021, 58(2): 0210020
1 大连理工大学 海岸与近海工程国家重点实验室, 辽宁 大连 116024
2 大连理工大学 电子信息与电气工程学部, 辽宁 大连 116024
分析了光斑图像成像特点和理想光斑灰度分布模型, 针对含有多个不同尺度光斑的图像, 提出了一种可以在复杂环境下一次性快速检测出多个光斑中心的方法。该方法基于高斯模糊后光斑中心不变的性质, 先对含有大量光斑的图像进行快速多级高斯模糊, 构建其高斯尺度空间; 然后, 使用加速的非极大值抑制方法在尺度空间内寻找多个尺度的局部极值, 初步确定各光斑中心的像素级坐标; 最后, 联合这些坐标的邻域像素, 拟合局部曲面, 得到光斑中心的亚像素级精确位置。利用仿真实验和实物实验验证了提出方法的有效性。结果表明: 该算法对640 pixel×480 pixel图像, 处理时间仅需50ms, 每千个光斑的平均检测时间为23 ms, 在复杂环境下正确率可达89%。此外, 该方法对弱光斑较敏感, 适合快速处理含有大量不同尺度光斑的图像, 并能够有效减少光斑的错检和漏检。由于检测速度快, 自适应性强, 在实际应用中取得了良好的检测效果。
机器视觉 光斑中心检测 高斯模糊 精确定位 machine vision light spot center detection Gaussian blur accurate location
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海200093
2 杭州电子科技大学 电子信息学院,浙江 杭州310018
经典的图像恢复算法设点扩展函数（PSF)是已知的,然而在许多情况下PSF难以确定,不得不在只知道成像系统部分信息甚至没有任何信息的情况下估计真实图像和PSF,这一过程称为图像盲复原。对于高斯模糊图像,它的PSF是很难被检测出来的,因此高斯模糊图像的盲复原一直是个棘手的问题。利用高斯点扩展函数的特性,初始估计PSF并对加噪后的模糊图像进行维纳滤波,后经过中值滤波获得恢复图像。恢复的图像主观视觉效果较好,具有良好的抗噪性,复原效果明显。该方法对于提高图像质量有一定的参考价值。
点扩展函数 维纳滤波 图像盲复原 高斯模糊 PSF Wiener filtering blind image restoration Gaussian blur
