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基于泽尼克多项式的显微镜点扩展函数研究

光学学报 2009年第1期29卷 169-175页

作者：唐玉科何小海陶青川四川大学电子信息学院图像信息研究所四川成都610064

在计算光学切片显微成像(COSM)的非盲图像复原中,准确获取系统点扩展函数对图像复原质量和复原结果的稳定性有重要影响。显微镜系统的点扩展函数的获取通常有两种方式:数值计算和物理测量。数值计算运算量大,涉及的参数较多且难以准确估... 详细信息

在计算光学切片显微成像(COSM)的非盲图像复原中,准确获取系统点扩展函数对图像复原质量和复原结果的稳定性有重要影响。显微镜系统的点扩展函数的获取通常有两种方式:数值计算和物理测量。数值计算运算量大,涉及的参数较多且难以准确估计,因而在实际应用中具有一定的局限性;物理测量得到的点扩展函数最能真实体现显微镜系统的光学特性,但其存在着信噪比(SNR)低的缺点,使用之前必须对其进行预处理。针对物理测量得到的点扩展函数详细讨论了如何运用扩展Nijboer-Zernike理论(ENZ)来对测得的点扩展函数进行重建。实验证明,该方法能快速准确地重建显微镜的三维点扩展函数,提升其信噪比。

关键词：光学测量显微镜点扩展函数拟合泽尼克多项式

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基于三维高斯模型的参数盲解卷积算法

光电子．激光 2006年第4期17卷 493-497页

作者：刘莹何小海陶青川赵佳四川大学电子信息学院四川成都610064

提出了一种新的基于三维高斯点扩展函数(PSF)模型的参数盲解卷积(PBD)算法,并将此算法用于显微光学切片的图像复原。由于PBD算法需要在估计样本函数的同时估计PSF的参数,一般采用的PSF的模型较为复杂,计算量大,收敛慢;而基于三维高斯PS... 详细信息

提出了一种新的基于三维高斯点扩展函数(PSF)模型的参数盲解卷积(PBD)算法,并将此算法用于显微光学切片的图像复原。由于PBD算法需要在估计样本函数的同时估计PSF的参数,一般采用的PSF的模型较为复杂,计算量大,收敛慢;而基于三维高斯PSF模型的算法只需要估计2个参数,因此计算量大大降低了。经过实验验证,该算法能够较好地复原光学切片的图像,并且估计出PSF的参数。

关键词：计算光学切片显微术(COMS) 三维高斯点扩展函数(PSF) 参数盲解卷积(PBD)

结合改进Deeplab v3+网络的水岸线检测算法

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中国图象图形学报 2019年第12期24卷 2174-2182页

作者：沈建军陶青川肖卓四川大学电子信息学院

目的水岸线既是水利行业视频监控分析的基础,也是无人水面艇实现自主航行的关键。现有的许多水岸线检测的图像识别方法,不仅无法克服水面波纹、水面倒影等因素的影响,而且不具有适应性,无法同时适用于多个水岸场景分析。为此,本文采用... 详细信息

目的水岸线既是水利行业视频监控分析的基础,也是无人水面艇实现自主航行的关键。现有的许多水岸线检测的图像识别方法,不仅无法克服水面波纹、水面倒影等因素的影响,而且不具有适应性,无法同时适用于多个水岸场景分析。为此,本文采用多个复杂的水岸场景图像,训练了用于水岸分割的Deeplab v3+网络,并综合考虑分割性能和计算速度,对Deeplab v3+进行简化与改进,提出了基于改进的Deeplab v3+分割水面图像提取水岸线的检测方法。方法采集不同水岸场景图像作为训练及验证图集,并利用伽马函数扩充样本;接着修改Deeplab v3+网络,对xception结构进行微调,同时在decoder时多增加一路低级特征(low-level feature),增加特征信息;然后依据图像信息设置损失权重系数,设置可视化参数,基于改进的Deeplab v3+网络针对自己的数据集进行训练。利用训练好的PB模型在Linux操作系统调用TensorFlow的C++接口对测试图像进行区域分割。最后基于提取出的水面区域通过边缘检测算子检测水岸线,将水岸线叠加到原图。结果本文采集了不同光照强度、不同波纹程度以及不同阴影程度的水面图像进行水岸线检测实验,并与现有算法进行比较。实验结果表明本文算法可以在不同的水岸图像中检测出较为清晰完整的水岸线,准确率达93.98%,实时性达到8帧/s。结论本文算法能克服水岸边缘严重不规则、不同水岸场景差异大和复杂水岸场景中光照、波纹、倒影等因素的干扰,提升水岸图像分割准确度及效率,检测出轮廓清晰完整的水岸线,服务于水利行业的智能监控分析。

关键词：水利视频监控 Deeplab v3+ 水岸图像分割边缘检测水岸线检测

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基于深度变化成像模型的调整EM算法

光学技术 2006年第3期32卷 396-399,402页

作者：赵佳何小海陶青川刘莹四川大学电子信息学院成都610064

在实际成像中,通常样本中的物质是变化的,故样本中不同位置的折射率不一样。由于三维样本的折射率与物镜所浸物质的折射率的不匹配,导致不同深度的点扩展函数可能不同。在此深度变化成像模型基础上应用最大期望(EM)复原算法能够提高图... 详细信息

在实际成像中,通常样本中的物质是变化的,故样本中不同位置的折射率不一样。由于三维样本的折射率与物镜所浸物质的折射率的不匹配,导致不同深度的点扩展函数可能不同。在此深度变化成像模型基础上应用最大期望(EM)复原算法能够提高图像清晰度,尤其是深度方向,但会丢失图像的一些微弱细节且出现一些孤立亮点,因此将调整EM算法运用到基于三维显微光学切片中成像随深度变化的图像模型上,此二者结合后的新算法可以避免上述缺点,较好地恢复图像微弱细节。

关键词：图像复原深度变化点扩展函数最大似然估计调整EM算法光学切片显微术

基于改进NAS-RIF的三维显微图像盲复原

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光学技术 2008年第3期34卷 422-425页

作者：杨运忠何小海陶青川四川大学电子信息学院图像信息研究所成都610064

对二维NAS-RIF算法进行了改进,并将它用于三维显微图像复原,分别用模拟样本和真实生物样本进行了实验。针对原算法对噪声有放大作用,提出了基于中值滤波去噪的改进。在支持域的确定、最小点的搜索上进行改进,提高复原质量。改进了原算... 详细信息

对二维NAS-RIF算法进行了改进,并将它用于三维显微图像复原,分别用模拟样本和真实生物样本进行了实验。针对原算法对噪声有放大作用,提出了基于中值滤波去噪的改进。在支持域的确定、最小点的搜索上进行改进,提高复原质量。改进了原算法仅适用于均匀背景的不足,扩大了应用范围。实验结果表明,该算法在三维显微图像盲复原中具有较好的效果。

关键词：图像盲复原计算光学切片显微术(COSM) NAS-RIF 支持域共轭梯度中值滤波

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广义Battle-Lemarié子波

电子学报 2003年第2期31卷 271-275页

作者：袁晓陶青川何小海四川大学电子信息学院空军工程大学航空电子工程系陕西西安710038

从Haar尺度函数入手 ,提出尺度系数函数概念 ,引入时移因子 ,将Battle Lemari啨子波基拓展而构造出广义Battle Lemari啨多分辨分析基 .然后从理论上论证这种拓展的合理性与广义Battle Lemari啨基的一些基本性质 .研究结果表明 :所有广义... 详细信息

从Haar尺度函数入手 ,提出尺度系数函数概念 ,引入时移因子 ,将Battle Lemari啨子波基拓展而构造出广义Battle Lemari啨多分辨分析基 .然后从理论上论证这种拓展的合理性与广义Battle Lemari啨基的一些基本性质 .研究结果表明 :所有广义Battle Lemari啨基继承了 (原始 )Battle Lemari啨基的许多优点 ,比如标准正交性 ,时、频局域化特征和指数衰减性等 ,同时还得到一系列新的对称基 ,广义Battle Lemari啨基的正则性优于相应的 (原始 )Battle

关键词：子波构造尺度系数函数 Haar尺度桥时移因子标准正交性

基于Markov随机场的自适应正则化三维显微图像复原

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光子学报 2008年第6期37卷 1272-1276页

作者：张菊何小海陶青川张敏李蕊四川大学电子信息学院图像信息研究所成都610064

提出了基于马尔可夫随机场模型的正则化因子自适应调整三维显微图像复原算法,并用模拟序列样本和真实生物样本进行了实验.为了保持复原图像的边缘等细节信息,以Markov随机场模型作为图像的先验概率模型,对代价函数添加边缘约束惩罚项.其... 详细信息

提出了基于马尔可夫随机场模型的正则化因子自适应调整三维显微图像复原算法,并用模拟序列样本和真实生物样本进行了实验.为了保持复原图像的边缘等细节信息,以Markov随机场模型作为图像的先验概率模型,对代价函数添加边缘约束惩罚项.其中,正则化因子在迭代过程中自适应地进行更新.实验结果表明此算法在对原始图像进行估计的同时,能够有效地保留图像的边缘等细节信息.而EM算法虽然能够有效地去除层间干扰,却丢失了大量的细节信息.

关键词：图像复原边缘保持 Markov随机场高斯点扩展函数计算光学切片显微术

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基于生成对抗网络的漫画草稿图简化

自动化学报 2018年第5期44卷 840-854页

作者：卢倩雯陶青川赵娅琳刘蔓霄四川大学电子信息学院成都610065

在漫画绘制的过程中,按草稿绘制出线条干净的线稿是很重要的一环.现有的草图简化方法已经具有一定的线条简化能力,然而由于草图的绘制方式的多样性以及画面复杂程度的不同,这些方法适用范围有限且效果不理想.本文提出了一种新颖的草图... 详细信息

在漫画绘制的过程中,按草稿绘制出线条干净的线稿是很重要的一环.现有的草图简化方法已经具有一定的线条简化能力,然而由于草图的绘制方式的多样性以及画面复杂程度的不同,这些方法适用范围有限且效果不理想.本文提出了一种新颖的草图简化方法,利用条件随机场(Conditional random field,CRF)和最小二乘生成式对抗网络(Least squares generative adversarial networks,LSGAN)理论搭建了深度卷积神经网络的草图简化模型,通过该网络生成器与判别器之间的零和博弈与条件约束,得到更加接近真实的简化线稿图.同时,为了训练对抗模型的草图简化能力,本文建立了包含更多绘制方式与不同内容的草图与简化线稿图对的训练数据集.实验表明,本文算法对于复杂情况下的草图,相比于目前的方法,具有更好的简化效果.

关键词：草图简化最小二乘生成式对抗网络深度学习条件随机场

基于各向异性Markov随机场的三维显微图像复原

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光学精密工程 2008年第4期16卷 733-739页

作者：何小海张菊陶青川吕成淮王宇四川大学电子信息学院图像信息研究所四川成都610064

提出了基于小波域各向异性马尔可夫随机场模型的三维显微图像复原算法。根据小波变换后各个子带内小波系数的方向性,以各向异性马尔可夫随机场模型作为小波系数的先验概率模型进行正则化处理,正则化比例系数采用自适应调整方法;考虑到... 详细信息

提出了基于小波域各向异性马尔可夫随机场模型的三维显微图像复原算法。根据小波变换后各个子带内小波系数的方向性,以各向异性马尔可夫随机场模型作为小波系数的先验概率模型进行正则化处理,正则化比例系数采用自适应调整方法;考虑到噪声的影响,算法在每一步迭代求解过程中对估计出的图像进行去噪处理。实验结果表明,该算法能够有效地保留图像边缘等细节信息,去除层间干扰并抑制噪声。当算法收敛到全局最优时,正则化比例系数也达到了最优选择。与最小二乘共轭梯度法相比,信噪比和峰值信噪比均提高了1 dB以上。

关键词：图像复原边缘保持各向异性马尔可夫随机场小波变换