浙江大学控制科学与工程学院, 工业控制技术国家重点实验室, 浙江 杭州 310058
目前, 三维荧光技术在应急性饮用水污染事件检测中的应用越来越广泛, 但其仍存在易受水环境波动影响、 低浓度污染事件检出率较低等不足。 因此针对在线检测需求, 提出了一种基于时间序列双阈值的三维荧光饮用水异常事件检测方法。 该方法采用主成分分析法提取检测样本的三维荧光光谱主元特征值, 进行线性自回归（AR）模型训练并对未来时段水质样本主元特征值进行预测, 通过与实测样本主元特征值作差得到特征值差值, 同时结合实测特征值的变化率, 设置特征值差值-特征值变化率双阈值, 最终确定污染事件的时间起始点与结束点, 从而确定整个污染事件。 研究通过模拟高浓度污染事件、 低浓度污染事件、 供水水质波动等场景对所提方法进行了验证。 实验结果表明, 该方法不仅保持了高浓度污染事件检测的准确性, 在检测低浓度污染、 高干扰环境下的低浓度污染时, 该方法相较于常规判别方法, 检测结果准确率分别提高了9.4%和20.7%。
水质异常事件检测 三维荧光光谱 时间序列双阈值 主成分分析（PCA） 线性自回归（AR） Water pollution incident detection Three dimensional fluorescence spectroscopy Time series double threshold Principal component analysis (PCA) Linear autoregression (AR) 光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3081
红外与激光工程
2022, 51(6): 20210491
苏州大学计算机科学与技术学院, 江苏 苏州 215000
现有的基于卷积神经网络的边缘检测算法,通常可以给出图像中每个像素为边缘的概率,即边缘概率图。针对边缘概率图细化后边缘存在丢失、间断等问题,提出一种基于梯度掩模滤波的边缘细化算法。为了获得高梯度掩模和低梯度掩模,引入基于Canny边缘检测算法的双阈值方法。对于高梯度掩模滤波后的边缘概率图进行增强,并对低梯度掩膜滤波后的边缘概率图进行削弱。最后,对边缘概率图进行非极大值抑制,得到二值的边缘图。实验结果表明,所提的边缘细化算法具有更多的连续边缘,并且更符合单边缘响应准则。
图像处理 边缘检测 边缘细化 梯度掩模 梯度滤波 双阈值法 非极大值抑制 激光与光电子学进展
2020, 57(18): 181016
南京理工大学 电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
高精度的脉冲激光测距系统一直都是激光测距领域的研究热点之一。测距误差的存在直接影响了激光测距精度的结果, 利用差分信号时刻鉴别法的研究未见报道, 因此对差分时刻判别法的研究具有重要意义。为了研究这一问题, 对影响脉冲激光测距精度的因素进行了分析, 可以认为幅度时间游动效应和上升时间游动效应产生的时间晃动是影响测距精度最主要的因素。通过分析可以看出, 所设计的差分信号时刻鉴别电路能够有效提高测距精度, 达到了设计要求。在实验测试中,差分信号时刻鉴别电路对70 m内不同距离的单次测距误差保持在9 mm以内, 相比之下单端信号时刻鉴别电路的单次测距精度范围为[-12 mm,11 mm]。实验结果表明同单端信号单次测距误差相比, 测距精度有了明显的提高。该方法可以为现有的如何提高脉冲激光测距精度技术提供参考价值。
脉冲激光测距 时刻鉴别电路 时间晃动误差 差分信号 双阈值 pulsed laser ranging time discrimination circuit time jitter error differential signal double threshold 红外与激光工程
2019, 48(12): 1205001
利用遗传算法与最大熵值法相结合的算法对毫米波辐射图像进行处理。通过结合遗传算法改善了最大熵值法运算速度慢的弱点, 实现了毫米波图像的双阈值分割。实验表明通过遗传算法改进的最大熵值法在提高求解最优阈值速度和对分辨率低的毫米波图像实现多目标的同时, 提取效果更加理想。
遗传算法 毫米波图像 双阈值分割 genetic algorithm millimeter wave (MMW) image dual-threshold segmentation
1 福建农林大学交通与土木工程学院，福建福州 350100
2 福建省高速技术咨询有限公司，福建福州 350100
针对激光条纹中心提取的复杂背景及噪声干扰问题，提出一种自适应双阈值分割方法及改进灰度权重模型。首先对光条图像的特征及噪声来源进行分析，并采用双边滤波进行图像预处理；然后通过图像灰度直方图计算双阈值，并采用双阈值分区域处理获取二值化图像，从而提取初始条纹中心及条纹宽度；最后利用改进灰度权重模型提取激光条纹亚像素中心。将双阈值分割方法及改进灰度权重模型与传统算法进行对比，结果表明：双阈值分割方法较极值法、大津法能更加准确完整地提取激光条纹区域。对比提取的亚像素中心残差值，改进灰度权重模型 (0.23)较灰度重心法 (0.71)、极值法 (0.86)、高斯拟合法 (0.86)具有更优结果。本文方法能有效避免复杂背景以及激光条纹法线方向噪声的影响，提高中心定位精度，具有较高的抗噪能力与稳健性，适用于复杂背景下快速、精确的光条中心提取。
双阈值 复杂背景 图像分割 灰度重心法 亚像素 double threshold complex background image segmentation gray-gravity method sub-pixel center
结合全局阈值法和局部阈值法优点, 提出一种基于图像增强的双阈值二值化方法。利用OTSU和Kittler法计算出的两个阈值, 对灰度值大于高阈值和小于低阈值的点预先处理, 再对灰度值处于双阈值之间的点用Sauvola法进行判断。双阈值不仅保留了更多细节信息, 还控制了算法的时间开销, 但是仍没有解决光照不均的图像二值化。针对此问题, 提出了一种新的图像增强算法。利用均分的4块区域与整幅图像的平均灰度值的4个差值, 结合与像素点图像位置相关的4个权值, 对图像上各个点进行相对应的灰度补偿, 反复增强, 直至4块区域的平均灰度值控制在一定范围内。经过图像增强后, 光照不均图像二值化效果有了明显的改善。
图像增强 图像二值化 双阈值 二值化评估 image enhancement image binarization double threshold binarization evaluation
长春理工大学 光电工程学院，吉林 长春 130022
针对传统光轴角测量系统中人为因素干扰导致的重复性能降低等不足，设计一种基于图像处理技术与高精度电控转台相结合的自动测量方案。分析了照明光斑光强分布特性，提出了一种基于图像区域分割的最优非线性加权的特征点提取算法。该方法根据光强与灰度的线性关系，将光强量化到3个区间。然后分析灰度因素在特征点定位中的影响; 针对不同区间应用局部最优加权法则以实现局部最优化处理。最后，利用光轴偏转角与特征点在像面上位移的对应关系，计算得到光轴角测量值。开展了光斑特征点重复性实验并分析了光轴角检测精度，结果表明: 该系统在不同光强、不同角度条件下重复性好，测角精度优于60.18″。与激光光源的光轴角测量实验对比，该算法在光斑光强分布不均的条件下仍能完成稳定且精确的光轴角测量。
光轴角测量 特征点提取 双阈值分割 非线性加权 optical angle measurement feature point extraction dual-threshold segmentation nonlinear weighting
1 武汉理工大学 光纤传感与信号处理教育部重点实验室，武汉 430070
2 湖南工学院 电气与信息工程学院，湖南 衡阳 421002
为了提高雾天图像的去雾效果，针对暗通道先验法则中存在的不足，提出一种单幅图像快速去雾方法.该方法以暗通道先验法则为基础，采用四叉树搜索算法对大气光值进行估计，并通过白平衡对大气散射模型进行简化.然后，利用暗通道先验知识得到介质传输率粗略估计，并通过引导滤波和双阈值判断方法对介质传输率中边缘和天空区域进行优化.最后，通过简化大气散射模型和色调调整得到去雾图像.与几种典型的图像去雾方法相比，该方法运算速度较快，能有效提高去雾图像的清新度，并获得较好的图像颜色.
图像去雾 暗通道先验 四叉树搜索算法 引导滤波 双阈值判断方法 Image dehazing Dark channel prior Quad-tree search algorithm Guided filter Double-threshold judgment method
