核能因其污染小、經(jīng)濟性高、安全可靠等優(yōu)點,逐漸被廣泛使用。為保證核能的安全開發(fā)與運營,機器視覺技術作為感知核能生產場景信息的重要手段,實現(xiàn)核能生產環(huán)節(jié)的監(jiān)測、診斷與控制等功能。在核輻射環(huán)境中,高能核輻射粒子打在半導體材料構成的CCD和CMOS等視頻傳感器陣列上,使晶格的光電特性發(fā)生變化,在成像系統(tǒng)中產生隨機脈沖干擾,從而造成核輻射場景圖像的模糊與退化。變分與稀疏表示技術能有效地利用核輻射圖像的先驗知識,消除核輻射污染圖像的斑塊噪聲,呈現(xiàn)清晰的核輻射場景信息。本論文對核輻射干擾圖像的特性進行研究,建立與之相適應核輻射圖像增強的變分與稀疏表示模型,并給出模型的求解過程,具體的研究內容包括以下幾個方面。1、對核輻射斑塊噪聲的產生機理與核輻射斑塊噪聲圖像的特性進行分析研究,提出一種基于隨機矩陣與隨機游走的偽核斑塊噪聲產生方法。論文從核輻射的產生、傳輸與接收三個階段分析核輻射斑塊的數(shù)量、相鄰斑塊的時間間隔的統(tǒng)計特性,從傳感器的粒子電效應角度分析核噪聲斑塊的強度與形狀的特性,從而建立核輻射圖像斑塊噪聲的統(tǒng)計模型。通過模擬核斑塊噪聲的特性,提出一種偽核斑塊噪聲產生方法,為驗證核輻射圖像增強算法性能提... 

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 視覺傳感器件的輻射屏蔽研究現(xiàn)狀
        1.2.2 核輻射干擾圖像的增強研究的現(xiàn)狀
        1.2.3 稀疏表示與變分法在圖像處理中的研究現(xiàn)狀
    1.3 核輻射干擾圖像增強處理的存在的問題
    1.4 主要研究內容與論文組織結構
第二章 核輻射噪聲圖像特性與基礎理論
    2.1 引言
    2.2 核輻射干擾圖像的特性
        2.2.1 核輻射干擾圖像形成機制
        2.2.2 核輻射噪聲圖像的特性分析
        2.2.3 一種偽核輻射斑塊噪聲產生方法
    2.3 相關數(shù)學基本知識
        2.3.1 相關函數(shù)空間
        2.3.2 凸函數(shù)與次梯度
        2.3.3 臨近算子
        2.3.4 BCCB矩陣的2FFT
    2.4 圖像處理中變分與稀疏技術
        2.4.1 圖像的稀疏表示技術
        2.4.2 圖像處理中的變分技術
    2.5 交替方向乘子法
        2.5.1 交替方向乘子法
        2.5.2 交替方向乘子的收斂
    2.6 本章小結
第三章 去除核輻射斑塊噪聲的局部變分模型
    3.1 引言
    3.2 變分技術實現(xiàn)核輻射斑塊噪聲的檢測
        3.2.1 變分頻譜理論
        3.2.2 一種基于變分技術核斑塊噪聲檢測方法
    3.3 消除核輻射噪聲的TV-l1-l2 變分模型
        3.3.1 去除圖像噪聲的變分方法
        3.3.2 模型求解
    3.4 實驗結果
        3.4.1 實驗參數(shù)設置
        3.4.2 模型的性能分析
        3.4.3 與其他模型的對比結果
    3.5 小結
第四章 核輻射斑塊圖像修復的非局部變分模型
    4.1 引言
    4.2 非局變分技術在核輻射圖像的適應性分析
        4.2.1 圖像修復的非局變分模型
        4.2.2 非局變分技術邊界區(qū)域連續(xù)性分析
    4.3 自適應非局部變分核輻射圖像修復模型
        4.3.1 自適應非局部變分模型的建立
        4.3.2 模型的優(yōu)化求解
    4.4 實驗結果與分析
        4.4.1 實驗參數(shù)設置
        4.4.2 加入偽核噪聲實驗
        4.4.3 真實核噪聲圖像實驗
        4.4.4 算法的時間分析
    4.5 本章小結
第五章 基于組稀疏技術的核輻射視頻最優(yōu)濾波
    5.1 引言
    5.2 非局部相似性圖像增強算法
        5.2.1 非局部均值濾波
        5.2.2 K-SVD算法
        5.2.3 BM3D
    5.3 基于組稀疏技術的核輻射圖像非局部幀間最優(yōu)濾波
        5.3.1 非局部最優(yōu)估計模型性能分析
        5.3.2 基于組稀疏技術的核輻射圖像非局部幀間最優(yōu)濾波模型
        5.3.3 相似幀與相似圖像塊的搜尋
    5.4 實驗結果
        5.4.1 標準視頻圖像加入偽核噪聲實驗
        5.4.2 真實核噪聲圖像實驗
    5.5 本章小結
第六章 基于變分與組稀疏技術的核輻射視頻增強模型
    6.1 引言
    6.2 圖像泛函空間分解模型
    6.3 基于變分與組稀疏技術的核輻射視頻增強模型
        6.3.1 模型的建立
        6.3.2 模型的求解
    6.4 實驗結果
        6.4.1 模型參數(shù)分析
        6.4.2 視頻圖像加入偽核噪聲實驗分析
        6.4.3 真實核噪聲視頻圖像實驗
    6.5 本章小結
第七章 結論與展望
    7.1 全文總結
    7.2 展望
致謝
攻讀學位期間取得的研究成果
參考文獻


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3646786