便携式光纤Bragg光栅波长解调仪的研制 被引量：13

1

作者 王云新 刘铁根 江俊峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1104-1107,共4页

近年来光纤光栅在传感领域中的应用研究日益得到关注,其中光纤光栅波长解调是光纤光栅传感器得到应用推广的关键之一。针对大型建筑结构监测应用领域,研制了一种便携式光纤Bragg光栅波长解调仪。解调仪基于无源比例解调原理,以熔融拉锥... 近年来光纤光栅在传感领域中的应用研究日益得到关注,其中光纤光栅波长解调是光纤光栅传感器得到应用推广的关键之一。针对大型建筑结构监测应用领域,研制了一种便携式光纤Bragg光栅波长解调仪。解调仪基于无源比例解调原理,以熔融拉锥器件作为线性滤波器,采用锁相放大技术提取微弱信号,并利用单片机控制光纤Bragg光栅波长信息的采集、显示以及存储。解调仪结构简单、成本低,可实现大量程波长测量。实验表明,该光纤光栅解调仪解调范围达15nm,波长测量精度为12.4pm。 展开更多

关键词 光纤BRAGG光栅 熔融拉锥 锁相放大 单片机

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一种消除数字离轴全息零级像的实验方法 被引量：10

2

作者 吕且妮 葛宝臻 张以谟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1014-1017,共4页

提出一种消除数字离轴全息零级像的实验方法 这种方法是将全息衍射光栅作为分光元件 ,形成数字离轴全息记录系统 ,通过调节记录光路系统中平面镜 ,改变物光波到达CCD的入射方向而引入相移 ,从而得到不同记录参数的全息图 再通过对不... 提出一种消除数字离轴全息零级像的实验方法 这种方法是将全息衍射光栅作为分光元件 ,形成数字离轴全息记录系统 ,通过调节记录光路系统中平面镜 ,改变物光波到达CCD的入射方向而引入相移 ,从而得到不同记录参数的全息图 再通过对不同记录参数全息图的数字处理 ,即可达到零级像消除的目的 ,并对这种方法进行了理论分析和实验验证 给出了利用这种方法获得的实验结果 实验结果证明了该方案的可行性 ,并且具有光路系统简单。 展开更多

关键词 数字离轴全息术 数字再现 零级像消除

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耦合型光纤应变传感器监测钢筋混凝土梁实验 被引量：4

3

作者 刘丽娜 刘铁根 +1 位作者 李欣 王云新 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期593-595,共3页

对已达到要求耦合比的熔锥型单模光纤耦合器,继续用低温火焰烧灼耦合区制成了用于测量建筑物应变的耦合型光纤应变传感器,并用环氧树脂将其粘贴在实际的钢筋混凝土梁上与传统电阻应变片同时进行应变测试,试验结果表明,这种传感器实际测... 对已达到要求耦合比的熔锥型单模光纤耦合器,继续用低温火焰烧灼耦合区制成了用于测量建筑物应变的耦合型光纤应变传感器,并用环氧树脂将其粘贴在实际的钢筋混凝土梁上与传统电阻应变片同时进行应变测试,试验结果表明,这种传感器实际测量钢筋混凝土的拉、压应变与电测值的差别,当应变超过80με时都在10%以内,可以在工程实际中使用。 展开更多

关键词 熔锥型光纤耦合器 应变 耦合比

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用电功率反馈控制信号实现10Gbit/s系统的PMD补偿实验(英文) 被引量：1

4

作者 王剑 于晋龙 +2 位作者 胡浩 袁国慧 杨恩泽 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期248-251,共4页

光纤通信线路检测到的电功率随差分群延迟变化,可以作为PMD补偿的反馈控制信号.给出了这一变化关系的理论计算和曲线并通过实验验证这一关系,确定电压信号与DGD的变化关系.建立了一套完整的实验系统,并考虑了影响反馈电压信号的多种因... 光纤通信线路检测到的电功率随差分群延迟变化,可以作为PMD补偿的反馈控制信号.给出了这一变化关系的理论计算和曲线并通过实验验证这一关系,确定电压信号与DGD的变化关系.建立了一套完整的实验系统,并考虑了影响反馈电压信号的多种因素以及减小这些影响的措施.眼图给出的实验结果说明了补偿的效果,还利用误码测试仪测量了补偿前后的接收灵敏度的改变以定量说明补偿的效果,最后比较了不同情况下的补偿结果. 展开更多

关键词 光纤通信 偏振模色散 偏振控制 差分群延迟 反馈控制信号

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用于制作光纤光栅的Talbot干涉仪的分析与建模(英文) 被引量：1

5

作者 江俊峰 刘铁根 +3 位作者 张以谟 李川 孙杰 丁胜 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期284-287,共4页

对用于制作光纤光栅的Talbot干涉仪进行了分析 当考虑准分子激光器的空间相干性和时间相干性时 ,几何光学中的光线法并不能给出Talbot干涉仪干涉场的真实强度分布情况 ,而通过光的电磁理论 ,则可以提供对干涉场的详细描述 基于电磁理... 对用于制作光纤光栅的Talbot干涉仪进行了分析 当考虑准分子激光器的空间相干性和时间相干性时 ,几何光学中的光线法并不能给出Talbot干涉仪干涉场的真实强度分布情况 ,而通过光的电磁理论 ,则可以提供对干涉场的详细描述 基于电磁理论 ,建立了一个Talbot干涉仪干涉场计算模型 ,并首次将Talbot干涉仪的反射镜转角作为模型计算参数加以考虑 ,随后进行了一系列的计算 计算结果显示了干涉场的分布 ,同时表明空间相干性对Talbot干涉仪的近场干涉和远场干涉影响都很大 ,其中远场干涉对空间相干性的要求更严格 ,且对于远场干涉 。 展开更多

关键词 Talbot干涉仪 布喇格光纤光栅 干涉 空间相干

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宽带超荧光光纤光源的设计与实验 被引量：1

6

作者 孙昕 张贵忠 张良 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期461-463,共3页

设计了L带以及宽带超荧光光源,并进行了实验。得到的L带超荧光输出的3 dB带宽从565-1610 nm;宽带超荧光输出的3 dB平坦度内的带宽从1550-1607 nm,其总的转换效率为12.3%。

关键词 光纤通讯技术 超荧光光纤光源 掺铒光纤 光纤环形镜

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特种滤光片滤光特性批量测试仪的研制

7

作者 江俊峰 刘铁根 +3 位作者 张以谟 刘鸣 金霞 查英 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期312-315,共4页

特种滤光片是点钞机中的一个重要器件,在点钞机生产前需对其滤光特性进行检测。这里介绍了为满足这一生产要求 而开发的特种滤光片滤光特性批量测试仪。根据仪器工作要求,首先设计了结构简洁的机械运动机构,能可靠地实现LED光 源与LD光... 特种滤光片是点钞机中的一个重要器件,在点钞机生产前需对其滤光特性进行检测。这里介绍了为满足这一生产要求 而开发的特种滤光片滤光特性批量测试仪。根据仪器工作要求,首先设计了结构简洁的机械运动机构,能可靠地实现LED光 源与LD光源的切换动作,及LD光源的转动。随后设计了以单片机为核心的光电测控电路,该系统可根据单片机发出的指令 完成步进电机、检测光源和指示LED等的驱动控制,从而实现弱光信号的探测、采集、数据处理和检测判断。实际使用表明该 批量测试仪的开发是成功的,能可靠快速地完成滤光片的批量化检测。 展开更多

关键词 批量 量测 单片机 测试仪 指令 滤光片 数据处理 光特性 LD LED

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用于光学频率转换防伪检测的光电接发集成器件研究 被引量：1

8

作者 刘颖洁 刘铁根 +2 位作者 陈亚雄 张凡 李晋申 《科学技术与工程》 2007年第18期4591-4596,共6页

以光学频率上转换检测理论为基础,设计产生特定波长的光发射芯片,用来激发转换材料的表面产生另一个特定波长的光学信号,通过设计专用光接收芯片接收进行检测判决。采用混合集成技术,将光发射芯片、光接收芯片、光滤波片、弱光信号处理... 以光学频率上转换检测理论为基础,设计产生特定波长的光发射芯片,用来激发转换材料的表面产生另一个特定波长的光学信号,通过设计专用光接收芯片接收进行检测判决。采用混合集成技术,将光发射芯片、光接收芯片、光滤波片、弱光信号处理系统集成到微型化系统模块中,解决了原有分离器件检测的问题,提高了检测准确度和集成度,可以运用到综合防伪检测系统中。 展开更多

关键词 光学频率转换 防伪检测器件 光电混合集成

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基于激光三维扫描的人体特征尺寸测量 被引量：51

9

作者 田庆国 葛宝臻 +2 位作者 杜朴 郁道银 吕且妮 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期84-88,共5页

提出了一种利用三维人体点云数据测量人体关键尺寸的方法。应用线结构光激光三维扫描仪对特定站姿的人体进行扫描,获得完整三维人体点云。根据人体视线和脚尖的同向性及两腿的自然分开特征,对点云进行方位调整,使人体朝向z轴正方向。利... 提出了一种利用三维人体点云数据测量人体关键尺寸的方法。应用线结构光激光三维扫描仪对特定站姿的人体进行扫描,获得完整三维人体点云。根据人体视线和脚尖的同向性及两腿的自然分开特征,对点云进行方位调整,使人体朝向z轴正方向。利用手动删除和最大连通域删除相结合删除噪声点。确定人体的6个特征点和20个特征平面,分别应用对应截面y坐标差值法测量长度尺寸,凸壳法测量截面周长,测量了34个人体关键长度和周长,对影响测量精度的因素进行了分析。结果表明,典型尺寸测量误差小于3%,可满足人类工效学等领域快速测量人体特征尺寸的要求。 展开更多

关键词 人体尺寸 测量 凸壳法 三堆点云 激光三维扫描

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嵌入式人体手背静脉图像采集系统的研制 被引量：17

10

作者 王云新 刘铁根 +2 位作者 朱均超 霍晓飞 江俊峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期308-312,共5页

针对手背静脉识别技术的应用,基于嵌入式系统研制了一套人体手背静脉血管图像采集装置。根据手背静脉成像的原理和特点,设计了该图像采集系统的结构。首先利用光学仿真软件LightTools对光源的参数进行最优化选择,并根据仿真结果设计制... 针对手背静脉识别技术的应用,基于嵌入式系统研制了一套人体手背静脉血管图像采集装置。根据手背静脉成像的原理和特点,设计了该图像采集系统的结构。首先利用光学仿真软件LightTools对光源的参数进行最优化选择,并根据仿真结果设计制作了高均匀度近红外光源;然后以TMS320DM642和CMOS图像传感器为核心,构建了集图像采集和处理于一体的嵌入式处理模块,并利用灰度形态学方法对采集的图像进行预处理,进一步改善了图像质量。实验结果显示,本系统不仅可获取高质量的手背静脉血管图像,而且为手背静脉识别研究提供了嵌入式开发平台。 展开更多

关键词 手背静脉 图像采集 CMOS图像传感器 嵌入式模块

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基于SURF算子的快速手背静脉识别 被引量：12

11

作者 李秀艳 刘铁根 +2 位作者 邓仕超 何瑾 王云新 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期831-836,共6页

提出基于加速鲁棒性特征(speeded-up robust features,SURF)的手背静脉识别算法。首先对手背静脉图像进行预处理,提取手背静脉感兴趣区域(ROI),然后提取手背静脉的局部SURF特征,基于欧式距离实现测试样本和注册样本特征点的匹配,并剔除... 提出基于加速鲁棒性特征(speeded-up robust features,SURF)的手背静脉识别算法。首先对手背静脉图像进行预处理,提取手背静脉感兴趣区域(ROI),然后提取手背静脉的局部SURF特征,基于欧式距离实现测试样本和注册样本特征点的匹配,并剔除错误匹配对,最后计算匹配率作为待识别样本和注册样本之间的相似度测试实现身份识别。利用TJU手背静脉图像数据库对算法性能进行测试,在认证模式下等错率为0.07%,平均识别时间0.153 s。实验结果证明该算法可以快速有效地实现手背静脉识别。 展开更多

关键词 生物特征 手背静脉 SURF 身份识别

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基于边缘差异的印鉴自动鉴别 被引量：11

12

作者 何瑾 刘铁根 +1 位作者 周怡洁 张昊 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期85-91,共7页

提出一种利用待测印鉴(SS)与预留印鉴(MS)之间边缘差异的几何特征判别SS真伪的新方法。利用SIFT(scale invariant feature transform)特征配准MS和SS的边缘。刻意伪造的假SS与MS的差异很小,而真印章盖出的不同印鉴也存在微小差异。提出... 提出一种利用待测印鉴(SS)与预留印鉴(MS)之间边缘差异的几何特征判别SS真伪的新方法。利用SIFT(scale invariant feature transform)特征配准MS和SS的边缘。刻意伪造的假SS与MS的差异很小,而真印章盖出的不同印鉴也存在微小差异。提出利用不重合的两对应边缘之间的距离和它们的长度判断边缘差异是否由假SS引起。为了便于量化SS与MS边缘的几何差异,定义左差图像LD和右差图像RD。根据LD和RD中连通域的位置、长度以及每个连通域中各点的统计特性,计算SS与MS边缘的几何差异大小,将SS判别为真、假或可疑印鉴。对800幅印鉴图像(真、假各400)进行实验。所有假印鉴都被正确识别,6幅真印鉴被识别为可疑印鉴,正确识别率为99.25% 展开更多

关键词 图像识别 印鉴鉴别 边缘差异 左差 右差

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全光纤光学相干层析牙齿检测系统的解调 被引量：11

13

作者 孟卓 姚晓天 +4 位作者 梁燕 姚晖 刘铁根 兰寿锋 王佳佳 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1858-1861,共4页

结合虚拟仪器技术和光学相干层析技术,设计了用于口腔牙齿检测的全光纤光学相干层析系统。通过对干涉信号进行一系列的变换、分析,获得离体牙齿的二维图像。使用LabVIEW实现信号的解调及控制,包括步进电机的驱动、数据同步采集控制、数... 结合虚拟仪器技术和光学相干层析技术,设计了用于口腔牙齿检测的全光纤光学相干层析系统。通过对干涉信号进行一系列的变换、分析,获得离体牙齿的二维图像。使用LabVIEW实现信号的解调及控制,包括步进电机的驱动、数据同步采集控制、数字滤波、提取信号包络以及二维图像的重建。通过实验可测量出离体牙齿的内部细微结构,为早期的龋齿诊断提供依据。 展开更多

关键词 光学相干层析 龋齿 解调 LABVIEW

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应用Canny算法和灰度等高线的金相组织封闭边缘提取 被引量：13

14

作者 邓仕超 刘铁根 萧泽新 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2314-2323,共10页

为了对金相组织的多项组织含量进行定量分析,提出应用Canny算法和灰度等高线相结合的方法来产生封闭金相组织边缘。首先,采用高斯函数对金相组织的灰度图像进行模糊处理,然后,用Canny算法对模糊后的图像获取具有单边缘效应的原始边缘。... 为了对金相组织的多项组织含量进行定量分析,提出应用Canny算法和灰度等高线相结合的方法来产生封闭金相组织边缘。首先,采用高斯函数对金相组织的灰度图像进行模糊处理,然后,用Canny算法对模糊后的图像获取具有单边缘效应的原始边缘。通过最大类间方差法对原始边缘进行自动计算,获得抑制虚假边缘的阈值,并通过该阈值获取基础边缘。由于基础边缘具有不连续性,因此需根据基础边缘端点的邻域灰度中值计算所需的灰度等高线,同时根据设定的等高线和基础边缘融合的条件,以基础边缘的端点为起点生成封闭边缘。实验结果表明,该算法可有效地生成符合要求的封闭边缘,采用该算法产生的封闭边缘进行金相组织含量测定可使测量误差降低到±1%,可测组织含量范围达到5%～95%。该算法能满足多项金相组织含量测定的定量分析要求且具有普适性。 展开更多

关键词 边缘检测 封闭边缘 图像分割 金相组织 灰度等高线 CANNY算法

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用Mie氏散射理论测量聚苯乙烯微球的折射率 被引量：11

15

作者 贾光明 张喆 +1 位作者 张贵忠 向望华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1473-1475,共3页

采用全Mie氏散射理论,计算单色平行光被该球粒散射后的光强图案分布.在实验上,把聚苯乙烯小球分散在纯净水中,使其浓度满足光的透过率为70%左右的条件,然后测量单色平行光通过该样品比色皿后的远场衍射图样的第一暗环角半径的数值大小.... 采用全Mie氏散射理论,计算单色平行光被该球粒散射后的光强图案分布.在实验上,把聚苯乙烯小球分散在纯净水中,使其浓度满足光的透过率为70%左右的条件,然后测量单色平行光通过该样品比色皿后的远场衍射图样的第一暗环角半径的数值大小.将该测得的角半径大小同上述采用全Mie氏散射理论计算的不同折射率下的散射光强角分布曲线图相比较,选出与测得的第一暗环角半径大小符合最好者,从而得到国家标准物质聚苯乙烯小球相对于分散剂纯净水的折射率大小,最后得到聚苯乙烯小球的折射率为1.6.本研究为该标准样品提供了一个重要光学参数. 展开更多

关键词 Mie氏散射 折射率 国家标准物质中心 聚苯乙烯小球

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高速视频处理系统的信号完整性分析 被引量：12

16

作者 邓集杰 刘铁根 +1 位作者 褚备 张忠传 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2009年第6期34-41,共8页

高速视频处理系统信号完整性问题主要存在于反射、串扰和延时等三个方面。通过传输线模型分析确定了系统电路板的阻抗特性,根据传输线的特性阻抗与负载阻抗相匹配的原则,提出了采用端接匹配电阻来减少高速总线反射与串扰的方法。在端接... 高速视频处理系统信号完整性问题主要存在于反射、串扰和延时等三个方面。通过传输线模型分析确定了系统电路板的阻抗特性,根据传输线的特性阻抗与负载阻抗相匹配的原则,提出了采用端接匹配电阻来减少高速总线反射与串扰的方法。在端接电阻前后分别对高速总线部分的信号波形的反射和串扰进行了仿真,而且利用IBIS模型进行了系统的延时分析,结果表明端接电阻的设计方案不仅能够有效减少信号反射和串扰带来的影响,还能够满足系统的时序要求。根据系统信号完整性的仿真结果设计了相应的布线规则,并确定了系统电路板的最终设计方案。布线后仿真和电路板实测结果均可以满足各项信号完整性的要求。 展开更多

关键词 信号完整性 信号仿真 视频处理系统 IBIS模型

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基于对称方波调制的光纤陀螺本征频率自动测试方法 被引量：7

17

作者 周友伟 刘铁根 +2 位作者 李茂春 侯丽丽 姚晓天 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期676-679,共4页

从光纤陀螺的调制原理出发,采用频率为光纤环本征频率的1/2的对称方波对Y波导进行调制,分析光纤陀螺的输出信号,得到输出的方波信号的占空比与调制频率的对应关系,通过数据采集卡将占空比转化为方波上下峰值点数差的问题,并以此点数差... 从光纤陀螺的调制原理出发,采用频率为光纤环本征频率的1/2的对称方波对Y波导进行调制,分析光纤陀螺的输出信号,得到输出的方波信号的占空比与调制频率的对应关系,通过数据采集卡将占空比转化为方波上下峰值点数差的问题,并以此点数差作为反馈量调节对Y波导的调制频率实现对本征频率的自动锁定。该方法已在工程实践中得到应用,试验结果表明该测试方法可在几秒中之内完成而且测试精度可达0.01kHz。与已有的测量方法相比,基于对称方波调制的测试方法具有更高的精度、高速、数字化和易于实现自动测量。 展开更多

关键词 光纤陀螺 本征频率 对称方波调制 占空比

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弱光强信号检测系统前级放大电路的设计 被引量：18

18

作者 何瑾 刘铁根 +1 位作者 孟卓 杨莉君 《科学技术与工程》 2007年第9期1904-1906,1910,共4页

针对防伪全息产品参数检测中弱光强信号的探测,设计了一种实用化的基于ICL7650斩波自动稳零运算放大器的低噪声前级放大电路。同时,从电路形式设计和器件选择两方面论述了光电探测器基本前级电路设计要点,并在实验的基础上分析了影响光... 针对防伪全息产品参数检测中弱光强信号的探测,设计了一种实用化的基于ICL7650斩波自动稳零运算放大器的低噪声前级放大电路。同时,从电路形式设计和器件选择两方面论述了光电探测器基本前级电路设计要点,并在实验的基础上分析了影响光电探测器精度的因素。实验结果表明:电路输出信号信噪比大于90;电路在配置匹配电阻时输出信号的信噪比是无匹配电阻时的10倍以上。 展开更多

关键词 光电探测器 前级放大 微电流 信噪比ICL7650

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基于DM642的高速图像识别系统设计 被引量：16

19

作者 赵劼 刘铁根 李晋申 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2007年第1期86-89,共4页

开发了一种基于数字信号处理器(DSP)TMS320DM642的嵌入式高速图像识别系统。该系统实现了对每帧1024×1500像素的黑白图像的高速采集处理,速度最高可达到每秒5帧。硬件主要包括线阵CCD传感器、DSP处理器(TMS320DM642)、处理电路等3... 开发了一种基于数字信号处理器(DSP)TMS320DM642的嵌入式高速图像识别系统。该系统实现了对每帧1024×1500像素的黑白图像的高速采集处理,速度最高可达到每秒5帧。硬件主要包括线阵CCD传感器、DSP处理器(TMS320DM642)、处理电路等3个部分。阐述了CCD采集工作原理和TMS320DM642处理器的工作原理,以及DSP处理系统的硬件设计及驱动管理。介绍了图像识别的算法结构及流程图。 展开更多

关键词 高速线阵电荷耦合器件 数字信号处理器 图像识别

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基于图像抽样的快速虹膜定位算法 被引量：5

20

作者 王云新 刘铁根 江俊峰 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期122-126,共5页

提出了一种基于图像抽样的快速虹膜定位算法。首先在抽样图像中搜索瞳孔内一点,并以该点为起点检测粗略的虹膜内边缘点,然后在原分辨力图像中利用梯度算子精确定位内边缘点从而实现内边缘定位;虹膜外边缘定位采用Canny算子和Hough变换实... 提出了一种基于图像抽样的快速虹膜定位算法。首先在抽样图像中搜索瞳孔内一点,并以该点为起点检测粗略的虹膜内边缘点,然后在原分辨力图像中利用梯度算子精确定位内边缘点从而实现内边缘定位;虹膜外边缘定位采用Canny算子和Hough变换实现,由于基于抽样图像进行边缘提取,忽略了虹膜纹理等细节边缘信息,减少了大量外边缘干扰,提高了算法实时性。实验结果表明该算法的定位准确率达到99.47%,定位速度为0.162s。与经典的虹膜定位算法相比,该算法的定位速度有了很大提高。 展开更多

关键词 虹膜定位 图像抽样 灰度投影 边缘提取

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