一种基于能量集中度的光学镜片分类方法
发布时间：2021-09-30 03:15
为了更有效地对光学镜片进行分类,使其应用于合适的工作环境,该文提出了一种基于能量集中度的光学镜片分类算法。该算法以采集的光学镜片所成的鉴别率图像为基础来提取该光学镜片的能量分布信息,通过能量信息求取白线条的能量集中度值,运用分块法和定标法求得不同单元和方向的黑白线的可分辨状况,并以此和对应线对的宽度来评估该镜片分辨率,进而达到光学镜片多用途分类的目的。对不同分辨率的光学镜片进行测试,结果表明:该算法能够以较高正确率将光学镜片按不同用途区分开来。
【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(08)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
光学镜片分类流程图
度图像与彩色图像一样，也可以反映整幅图像的整体和局部的色度和亮度等的分布和特征。用灰度图像来做为处理对象具有效率高、易于实现等特点，是现阶段模式识别中特征提取的重要方法。假设Gray(i,j)是鉴别率图像上坐标(i,j)处对应的灰度值，则其对应点的能量值Emag表示如下：magE(i,j)Gray(i,j)（1）由上式可以看出，图像上灰度值越大即越亮的地方能量值也越大，反之越暗的地方能量值越校为了精确检测光学镜头分辨率，选用国家专业标准图（ZBN35003-89）作为物像，如图2所示，由25个不同单元线对组组成，同一单元黑白线对按4个不同的方向排列，且同一单元的线对长度和宽度相同。图2国家专业标准图单元线对几何参数如图3所示，d1为A1号单元的宽度，a1为A1号单元黑白线对的长度，2P为黑白线对的宽度，P为黑（白）线条的宽度。不同单元黑（白）线条宽度Pn按等比级数规律依次递减。11nnPPq（2）其中：P1=160μm，12q1/2，n=1~85（分辨率板有多块，共有85个单元）。不同单元线条宽度可由式（2）计算后保留3位有效数字。图3单元线条几何参数由式（1）可知，理想情况下，黑线条的能量值为0，白线条的能量值为255，能量主要集中在白线条所在的位置，黑白线条交界处能量值变化呈阶跃函数形式，如下所示：0,0(,)255,20,23idEijdiddid（3）由此可得理想情况下黑白线对能量分布如图4所示。
70实验技术与管理图4黑白线对能量分布曲线由图4可知，理想情况下黑白线条交界处能量会发生突变（即该点导数绝对值"(,)Eij趋向于无穷大），能量值最大为255，最小为0。,,2,3"(,)0,iPPPEij其他（4）实际情况下，能量分布信息不可能呈方波形状，最大值不可能达到255，最小值也不可能达到0，最大值与最小值之间会出现能量渐变，因此黑白线条交界处的斜率绝对值会为一个确定值，实际情况能量信息分布如图5所示。图5实际情况下能量集分布图由上述可知，不同能量分布信息下，黑白线条交界处斜率大小（导数）不一样，能量越集中，斜率越倾斜，故斜率绝对值越大；反之能量集中度越小，斜率绝对值越小，因此可用斜率绝对值大小来表征能量集中度大校为了使求得的能量集中度更准确和更具有代表性，将图像矩阵每一列像素值分别进行归一化处理，表示如下：11()(,)miEjEijm（5）其中：m表示图像矩阵行数，i、j分别表示矩阵的行和列。对归一化函数E(j)进行求导并令导数E(j)等于零可得该函数的极值点，表示如下：(())()()dEjEjdj（6）E"(j)0（7）通过式（6）和式（7）可求得E(j)的所有极值点,122(,)nj,jj，其中n表示单元中线对总数。极大值点为1321(,,)njjj,，极小值点为242(,,,)njjj。由此可得上升沿斜率KUi和下降沿斜率KDi分别为：11()()KUiiiiiEjEjjj（8）其中i的取值范围为（i=2,3,···,2n）。11()()KDiiiiiEjEjjj（9）其中i的取值范围为（i=1
【参考文献】：
期刊论文
[1]影响航空TDICCD相机分辨率的分析[J]. 许兆林,刘建东. 中国设备工程. 2017(07)
[2]图像清晰度评价算法研究[J]. 孙红利,冯旗,董峰. 传感器与微系统. 2017(02)
[3]一种基于分块压缩感知的鲁棒图像散列算法[J]. 朱跃生,莫志威,孙自强. 数据采集与处理. 2016(05)
[4]基于图像频谱能量集中度的频域光学相干层析术数值色散补偿[J]. 李培,孔雪,孙沁园,陈朝良,高万荣. 激光与光电子学进展. 2014(11)
[5]基于衍射理论的高斯像面球差的计算与分析[J]. 常山,桑志文,庄玲. 激光技术. 2012(03)
[6]基于星点法的小视场镜头畸变测量研究[J]. 许维星,乔卫东,杨建峰,葛伟,薛彬,马丽华. 激光技术. 2011(05)
[7]光学系统的星点检验方法[J]. 朱瑶. 红外. 2004(09)
[8]航空摄影系统中分辨率的匹配问题[J]. 陈惠萍,蔡俊良. 测绘学报. 1987(02)
硕士论文
[1]基于光斑图像的激光能量密度分布测量技术[D]. 王家乐.长春理工大学 2013
[2]数字式望远系统鉴别率检测系统的研究[D]. 王珂.长春理工大学 2012
本文编号：3415015
【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(08)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
光学镜片分类流程图
度图像与彩色图像一样，也可以反映整幅图像的整体和局部的色度和亮度等的分布和特征。用灰度图像来做为处理对象具有效率高、易于实现等特点，是现阶段模式识别中特征提取的重要方法。假设Gray(i,j)是鉴别率图像上坐标(i,j)处对应的灰度值，则其对应点的能量值Emag表示如下：magE(i,j)Gray(i,j)（1）由上式可以看出，图像上灰度值越大即越亮的地方能量值也越大，反之越暗的地方能量值越校为了精确检测光学镜头分辨率，选用国家专业标准图（ZBN35003-89）作为物像，如图2所示，由25个不同单元线对组组成，同一单元黑白线对按4个不同的方向排列，且同一单元的线对长度和宽度相同。图2国家专业标准图单元线对几何参数如图3所示，d1为A1号单元的宽度，a1为A1号单元黑白线对的长度，2P为黑白线对的宽度，P为黑（白）线条的宽度。不同单元黑（白）线条宽度Pn按等比级数规律依次递减。11nnPPq（2）其中：P1=160μm，12q1/2，n=1~85（分辨率板有多块，共有85个单元）。不同单元线条宽度可由式（2）计算后保留3位有效数字。图3单元线条几何参数由式（1）可知，理想情况下，黑线条的能量值为0，白线条的能量值为255，能量主要集中在白线条所在的位置，黑白线条交界处能量值变化呈阶跃函数形式，如下所示：0,0(,)255,20,23idEijdiddid（3）由此可得理想情况下黑白线对能量分布如图4所示。
70实验技术与管理图4黑白线对能量分布曲线由图4可知，理想情况下黑白线条交界处能量会发生突变（即该点导数绝对值"(,)Eij趋向于无穷大），能量值最大为255，最小为0。,,2,3"(,)0,iPPPEij其他（4）实际情况下，能量分布信息不可能呈方波形状，最大值不可能达到255，最小值也不可能达到0，最大值与最小值之间会出现能量渐变，因此黑白线条交界处的斜率绝对值会为一个确定值，实际情况能量信息分布如图5所示。图5实际情况下能量集分布图由上述可知，不同能量分布信息下，黑白线条交界处斜率大小（导数）不一样，能量越集中，斜率越倾斜，故斜率绝对值越大；反之能量集中度越小，斜率绝对值越小，因此可用斜率绝对值大小来表征能量集中度大校为了使求得的能量集中度更准确和更具有代表性，将图像矩阵每一列像素值分别进行归一化处理，表示如下：11()(,)miEjEijm（5）其中：m表示图像矩阵行数，i、j分别表示矩阵的行和列。对归一化函数E(j)进行求导并令导数E(j)等于零可得该函数的极值点，表示如下：(())()()dEjEjdj（6）E"(j)0（7）通过式（6）和式（7）可求得E(j)的所有极值点,122(,)nj,jj，其中n表示单元中线对总数。极大值点为1321(,,)njjj,，极小值点为242(,,,)njjj。由此可得上升沿斜率KUi和下降沿斜率KDi分别为：11()()KUiiiiiEjEjjj（8）其中i的取值范围为（i=2,3,···,2n）。11()()KDiiiiiEjEjjj（9）其中i的取值范围为（i=1
【参考文献】：
期刊论文
[1]影响航空TDICCD相机分辨率的分析[J]. 许兆林,刘建东. 中国设备工程. 2017(07)
[2]图像清晰度评价算法研究[J]. 孙红利,冯旗,董峰. 传感器与微系统. 2017(02)
[3]一种基于分块压缩感知的鲁棒图像散列算法[J]. 朱跃生,莫志威,孙自强. 数据采集与处理. 2016(05)
[4]基于图像频谱能量集中度的频域光学相干层析术数值色散补偿[J]. 李培,孔雪,孙沁园,陈朝良,高万荣. 激光与光电子学进展. 2014(11)
[5]基于衍射理论的高斯像面球差的计算与分析[J]. 常山,桑志文,庄玲. 激光技术. 2012(03)
[6]基于星点法的小视场镜头畸变测量研究[J]. 许维星,乔卫东,杨建峰,葛伟,薛彬,马丽华. 激光技术. 2011(05)
[7]光学系统的星点检验方法[J]. 朱瑶. 红外. 2004(09)
[8]航空摄影系统中分辨率的匹配问题[J]. 陈惠萍,蔡俊良. 测绘学报. 1987(02)
硕士论文
[1]基于光斑图像的激光能量密度分布测量技术[D]. 王家乐.长春理工大学 2013
[2]数字式望远系统鉴别率检测系统的研究[D]. 王珂.长春理工大学 2012
本文编号：3415015
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3415015.html
