针对组合成像系统中的立体元图像阵列由于采集设备等因素限制而难以实景拍摄的问题,提出了一种利用稀疏视点图像通过并行映射获得立体元图像阵列的方法。该方法首先使用相机阵列拍摄实际景物的稀疏视点图像,然后分别计算每幅图像的水平和垂直视差图并重构出图像中每个像素所对应实际物点的空间位置,最后采用并行映射的方法生成立体元图像阵列,对于立体元图像中仍然存在的空洞,采用插值计算的方法进行填补。实验结果给出了采集到的稀疏视点图像以及合成后的立体元图像阵列,结果表明,合成图像具有连续的视差变化,可以真实再现拍摄对象的空间结构,而且本文方法在实现上优于传统的立体元图像阵列采集方法。

多数说话人识别算法涉及的短时傅立叶变换相位部分,因对其函数表达式的数学处理存在问题,往往被忽略。帧间差分相位谱的特征提取方法着眼于折中考虑相位突变检测能力和相位噪声两方面要求,但仅靠经验分析确定帧长和帧移缺乏理论依据,因此本文提出利用互信息准则对其进行最优设置。基于TIMIT语料库的说话人识别测试实验表明,这种最优帧长和帧移下的识别性能明显优于经验分析所得参数的结果。

对模拟退火重建算法、基于快速傅里叶变换的高斯域截断重建算法以及基于多点地质统计的重建算法的重建过程进行简单描述,并针对三类重建算法造成重建结果误差的原因进行了原理性的分析和讨论。最后,采用能够表达岩石微观结构特性的分析函数,分析比较三类重建算法结果与真实岩心的形态结构、微观特性差异,给出综合性评价。

针对虚拟手术缝合过程中软组织与缝合线交互模拟实现困难的问题,提出一种新的缝合模拟方法。首先,采用质点弹簧模型对软组织建模,为使软组织形变更加真实,在软组织质点间引入内摩擦力系数;其次,为更好地保持缝合线的刚体特征的同时,保证软组织和缝合线的交互过程接近物理真实,几何和物理方法相结合建模缝合线,运用质点弹簧模型可以对产生交互的软组织结点和缝合线结点进行受力分析,采用跟踪头结点算法计算缝合线的新位置;最后,考虑到多次缝合时软组织形变相互影响,利用已缝合结点的对应缝合点计算两个软组织的形变。实验表明,该方法有效提高了软组织形变和缝合线运动真实感,同时保证了模拟过程的实时性。

由于计算全息图数据信息庞大,不利于传输和存储。本文提出用于实现计算全息图信息压缩的人工神经网络算法。首先将计算全息图进行预处理,得到一组多维向量构成的训练样本,用该样本训练神经网络,改变神经网络的输入层和隐含层神经元个数比,从而压缩全息图的数据信息。实验结果表明,该算法实现方法简单,计算速度较快,具有较强的自适应性和智能性,能在较大压缩比下恢复出图像,且图像质量令人满意。

针对传统小波变换融合算法对细节信息的丢失问题,提出了一种新的小波域CT/MRI医学图像融合算法,利用平均梯度和方差两个指标来指导低频分量的融合;对高频分量采用基于梯度能量比加权的融合规则。实验结果表明,与传统的小波变换方法相比,此方法能够充分地将两种不同模式的信息融合在一起,很好地保留原始图像的重要特征,融合图像包含更丰富、更全面的细节信息,有效提高了医学图像融合的信息量。

针对为CPU设计的缓存索引映射技术会导致严重的缓存冲突缺失问题,本文提出了一种全新的基于像素XY坐标进行索引计算的XY型缓存索引映射技术。该方法可以在帧缓冲区上获得缓存行索引分布的良好漫射,并且能完全避免不同帧解像度的不良影响。实验结果表明,XY型缓存索引映射技术可使缓存缺失率最大降低82%。采用该技术的直接映射缓存或2-way组相联缓存的缺失率接近全相联缓存,这有助于降低缓存设计复杂度与缓存功耗。

针对网状结构具有相对复杂的空间特征,传统的方法往往在遍历网格的过程中需要消耗大量时间,难以满足众多二维三维配准应用的实时性需求问题。本文在传统RayCasting算法基础上,提出了一种基于图元的方法,并通过空间几何的方法和光线的筛选技术很大程度上减少了时间消耗。实验结果说明了算法的有效性,同时该算法具有可并行性。

为了实现面部主要特征点的精确定位,提出了一种融合YUV颜色空间与差分投影技术的人脸区域主要特征点定位方法。利用直方图拟合技术,实现了人脸区域的定位;在YUV颜色空间内,利用红色调像素点集的相位分布完成了嘴部区域的定位;利用差分投影技术求取脸部区域的横、纵向灰度差之和,并结合嘴唇区域的定位结果完成眼部区域的垂直定位与水平定位,为进行面部姿态识别奠定基础。试验结果表明,该方法可以有效地实现面部主要特征点地定位,具有准确率高,鲁棒性好,简单易行的特点。

多人脸姿态估计是多姿态人脸识别的关键问题,至今尚未很好地解决。本文提出了一种基于PCA(Principal Component Analysis)算法的多人脸姿态估计方法,以获得人脸姿态与人脸图像在特征空间投影间的对应关系。算法首先利用PCA理论构建训练样本集的姿态子空间与特征向量,然后利用欧氏投影距离进行姿态估计,最后对方差贡献率与姿态估计准确率间的关系进行了研究。为了验证算法的有效性,利用23类姿态,共690个样本进行了实验,实验结果表明,该方法的姿态估计准确率为84%。说明将该方法应用与多姿态人脸估计是有效的,可行的。

针对采集的变电站多模图像,提出了一种改进的多模态图像的自动集成配准方法。变电站多模图像的尺寸不同,所以先对其进行小波变换,以变换后得到的两幅概貌图像为待配准图像,以六种配准方法中的每一种作为一个适应度函数。使用遗传算法进行搜索,分别寻找两幅概貌图像的最佳配准位置,再映射回小波变换前的多模图像,最后使用动态可信度进行集成。实验结果证明,该方法能实现不同尺寸的多模态图像的自动配准,速度较快,鲁棒性强,比单一的配准方法准确性高,并且可以不断地修正可信度,具有较强的适应性。

提出了一种基于主动学习的SVM视频对象提取方法。利用主动学习的思想,对传统的支持向量机进行了改进,将SVM和主动学习的优点结合起来,实现了更加准确提取视频对象的目的。通过自适应变化检测获取初始视频对象,并以其作为训练样本,选取正类样本训练支持向量机,构造加强的分界面。实验结果表明,该方法能克服一般SVM方法的缺点,使视频对象的边缘更加精确,同时减小了计算量。

由于稀疏图像重构Lp(0<p<1)问题是一个非凸问题。利用半二次罚函数方法将非凸Lp问题分裂成X子最优化问题和Y子最优化问题。对于X子问题,通过光滑函数求导的方法给出其闭形式解。对于Y子问题,通过阈值收缩不动点迭代公式进行求解。对这两个子问题的交替求解过程建立了压缩感知中的稀疏图像精确重构Lp问题的分裂算法。通过MR图像进行数值模拟,实验结果表明,与L1问题求解的分裂算法相比,非凸Lp问题的分裂方法具有更高的计算精度和更低的抽样率。

提出了一种基于双树复小波变换结合广义高斯密度和Kullback-Leibler距离的纹理图像检索新方法。该方法运用双树复小波变换对检索图像和目标图像进行分解,在每层生成6个方向子带的小波系数,并对小波系数的边缘分布函数进行高斯建模,生成纹理特征,再通过计算相应子带间纹理特征的Kullback-Leibler距离度量图像的相似性。实验表明,该方法比基于能量特征和欧氏距离的检索方法以及在3层分解层数下比基于小波变换、Contourlet变换等结合广义高斯模型的检索方法有更高的检索率。

基于虚拟现实技术的建筑设计仿真技术,在仿真时需对建筑设计本身及周边环境进行大量建模,并且周边环境的模型与真实环境相比存在失真。本文提出基于增强现实技术的建筑设计仿真技术,通过增强现实技术中的真实对象位置姿态跟踪技术及虚实融合技术,将建筑设计三维模型在真实世界中注册,并与真实的建筑周边环境融合。实验结果表明,该方法在技术上可行,并能有效避免建筑设计仿真过程中对周边环境的建模,同时保证在仿真结果中周边环境的真实性,有利于设计师对建筑设计方案做出更合理的评估。

本文将神经网络集成(Neural network ensemble,NNE)算法应用于人体手臂运动模式识别领域中,通过对手臂不同运动模式下的表面肌电信号(sEMG)的采集、分析与处理,识别出与其对应的手臂运动模式。主要利用小波包分解(WPD)算法提取表面肌电信号的时-频特征向量,利用集成神经网络对表面肌电信号特征向量进行模式识别;神经网络集成模型由Bagging算法生成,参与集成的个体神经网络均为BP神经网络,集成神经网络的输出由单个神经网络的输出通过相对多数投票法产生。最后,对手臂4个不同运动模式下的表面肌电信号进行了模式识别实验。实验结果表明,与个体神经网络相比,集成神经网络可以显著地提高手臂动作的识别率,证明了将神经网络集成技术用于手臂运动模式识别的有效性和可行性。

针对三维可视化体显示技术在医学影像领域应用时,在没有硬件加速的情况下几乎很难做到实时交互显示的效果问题。本文尝试了基于GPU架构进行并行计算的方法。同时利用MFC扩展动态库及导出类技术,避免了大量代码移植。在试验过程中,针对特定显卡,对GPU同时执行的线程数与计算时间做了统计分析,找到了计算时间最少的最优线程数。实验表明,本文提出的GPU加速方法,计算速度可以提高5～6倍。

本文提出了一种有效的针对受损图像(元素丢失)的图像配准方法。利用矩阵填充技术将受损图像的丢失元素恢复,然后将主元分析法(PCA)应用于尺度不变特征变换(SIFT)中进行图像的配准。针对SIFT算法采用128维特征向量表示特征点,存储空间、匹配时间与特征点数量成正比,文本采用主元分析法对多维特征向量进行降维处理,以提高运算效率;并采用高斯加权欧氏距离代替欧氏距离进行特征点的匹配。实验结果表明,该算法具有较好的稳定性、准确率和匹配速度,针对受损图像配准具有较好的鲁棒性,可应用在基于内容的图像与视频检索等机器视觉领域。

本文提出一种特殊LED屏幕的像素排列方式,使LED屏幕更加适用于光屏障式裸眼立体显示的同时可以应用虚拟显示技术,并在一定程度上提高裸眼立体显示的分辨率;在LCD屏幕裸眼立体显示区域确定方法的基础上,提出一种针对LED屏幕的裸眼立体视区的确定方法,从而更加准确的确定基于LED屏幕的裸眼立体显示的立体视区的位置和大小。

针对传统PCA融合方法光谱失真较严重的问题,本文从分析传感器的光谱响应范围的不一致性入手,通过预判融合图的光谱失真区域,对失真和非失真区域采用不同的融合策略。在非失真区域,采用传统的PCA融合方法进行融合,在失真区域,对第一主成分与全色图像进行小波融合,然后替换第一主成分。并提出了新型的多层融合流程,改善了融合图像走样的问题。实验表明,本文方法可以实现全色与多光谱图像的高保真融合,且方法的适应性较好。

提出了一种利用解缠后的相位信息或相位梯度信息确定形变区域的InSAR形变检测新方法——双轨差分法,阐述了检测原理,设计了检测流程。实验结果表明,双轨差分法能检测形变区域。经比较分析得出,利用解缠后的相位信息能确定形变区域位置和形变量,检测灵敏度较低;利用相位梯度信息仅能确定形变区域位置,检测灵敏度较高。

针对多视角视频中包含巨大的数据信息,考虑到对存储和传输造成的困难,第一次推导了多视角视频的傅里叶变换(FT)以及多维矢量矩阵离散余弦变换(MVM-DCT)公式。结合多维矢量矩阵可以将多视角视频表示在一个多维的数学模型中以及DCT正交性的优点,推导出的MVM-DCT能够很好地去除空间、帧间和视角间的相关性。导出公式表明,高维变换域中的系数能量主要集中在一个沿时间维度和视角维度均衰减的折叠平面体上,通过仿真实验证明了理论推导的正确性。该公式推导的意义在于揭示了运动矢量,角度变量与高维变换域中系数集中分布的关系。并研究有关运动分析的最小化补充准则。这些将为多视角视频编码系统的进一步压缩提供了理论上的指导。

基于ERP技术,比较了一系列的平面和立体图片刺激的脑电信号。通过分析比较平面和立体图片的脑电信号,发现立体图像诱发的P300成分波幅比平面图像的P300成分波幅大。在非注意条件下,与平面相比,立体图像诱发的N140成分潜伏期较长。注意刺激图片诱发总能量均比非注意刺激图片产生的能量大。

提出了荧光造影图像序列的图像恢复方案。将新的强度约束合并到Miller正则化公式中,以获得保持高强度像素的能力。恢复的图像除了受光滑约束的影响之外,也会受到强度约束的影响。恢复过程中,采用从预滤波过程中获得的强度模板实现强度约束,该模板代表一幅由所期望强度值组成的图像。实验表明,该方案在高强度保持和图像恢复两方面都获得了较好的结果。

提出了一种在动画制作领域中的面部表情捕捉方法。该方法仅使用普通彩色摄像头进行视频采集,通过图像处理及模式识别等方法对视频的每一帧图像进行处理,识别图像中演员面部关键点(眉毛、眼睛、嘴巴等)及其物理坐标。通过将这些关键点与已做好的动画角色相关联,从而实时获得演员的面部表情并体现在动画角色中。该方法具有设备简单、实时性高等特点,能够显著提高动画制作的效率。

Chan-Vese模型在图像分割领域正被广泛应用。然而,传统的水平集方法存在两个重要的数值问题:水平集函数不能隐式地保持为符号距离函数;由于采用梯度降方法求解使水平集演化速度缓慢。针对该问题提出两种快速分割方法加快演化速度:对偶方法和分裂 Bregman方法。为了让水平集保持符号距离函数特性,利用投影方法加以约束,并采用增广Lagrangian方法加快收敛速度。实验结果表明,提出的两种快速分割方法比传统的梯度降方法分割效果好、计算效率高。

优化了一种基于HSV彩色空间模型的双矩形框阴影消除算法的流程,能在运动目标检测时去除阴影干扰的影响,且具有较好的实时性。使用DM642多媒体DSP实现了算法,设置了视频捕获方式、优化了DSP程序。首先进行彩色空间变换;然后利用基于V分量差分视频帧初步确定运动区域和基于S分量的背景差分视频帧精确目标区域;最后把各分量运动目标信息合并,对运动目标进行满足实时性要求的处理。实验结果表明,该算法能够较好地去除阴影,实现了运动目标的精确提取。

单类支持向量机(OCSVM)理论对有限样本、高维空间和不平衡数据集分类有巨大优势,通过使用权重值模拟退火法与动态惯性因子的粒子群算法改进OCSVM的参数选择算法,进行流量分类,使得分类准确率提高了近10%,解决了传统流量分类方法的低准确率和开销大等弊端,对提高网络服务质量、网络管理与控制以及网络安全等领域具有重要意义。

为了实现对交通标识的快速准确识别,将颜色特征和形状特征相结合,利用特征融合提出图像快速检索算法。在颜色特征方面,改进了传统的颜色直方图方法,引入基于主色调的颜色直方图算法;针对道路交通标志特殊的语义特征,经过特征过滤筛选缩小搜索的范围。在形状特征方面,采用傅里叶形状描述,突出了轮廓线的切向角度(曲率),忽略了中心距及复坐标等因素,提高了识别速度。将颜色空间HSV特征和形状描述ART特征融合,提高识别率,同时适应复杂背景下交通标志识别。通过对颜色和形状特征间的权重λ进行调,通过VC6.0实现自主移动机器人平台测试。其准确率和实效性都达到实际应用效果。

针对传统边缘检测算法易受光线变化影响的问题,提出一种基于Riesz变换空间下的相位一致性边缘检测方法。用Riesz变换替代Hilbert变换对图像进行处理,通过Riesz变换的不同尺度因子构造计算相位一致性所需要的变换空间,根据相位一致性计算方法在新的Riesz变换空间获得特征图像;使用非极大值抑制检测出图像边缘信息;与传统相位一致特征提取方法、2DLog-Gabor变换以及Canny边缘提取算法对比实验。仿真实验结果说明,该边缘检测方法在不均匀关照条件下可用于图像的边缘特征提取,相比在Hilbert变换空间下的相位一致特征提取方法运算速度快,算法可行有效。

为加快压电陶瓷复合圆盘结构参数的确定中所做的正交试验进程,研究了基于可靠性分析的Monte Carlo法,对压电喷嘴-挡板结构中盘弯曲振动下的压电陶瓷复合圆盘参数进行选定,利用ANSYS软件的概率设计系统分析非确定性输入参数对结构性能的影响。分析结果表明,喷嘴-挡板结构对压电陶瓷半径R_-1敏感性最大,其次为铜电极厚度T_-2,二者影响均为负值,说明它们与喷嘴-挡板的结构性能成反比,而压电陶瓷厚度T_-1影响是正值,表明它与喷嘴-挡板结构性能成正比,并且得出三者之间定量关系为R_-1>T_-2>T_-1。研究结果为加快正交试验进程,提高试验准确性提供了依据。

高光谱遥感是将目标探测技术与光谱成像技术相结合的多维地物信息获取技术,可以同时获取描述地物分布的二维空间信息与描述地物光谱特征属性的一维光谱信息。相对于多光谱遥感,高光谱图像具有更加丰富的地物光谱信息,可以详细地反映待测地物细微的光谱属性,使地物的精确分类成为可能。本文通过对SVM与RVM的理论研究与对比分析,将这两种高维数据处理算法应用于同一高光谱图像中进行分类研究。实验结果表明,SVM的总体分类精度要略高于RVM的总体分类精度。

针对传统异常检测算法需要建立在一定的假设模型下,提出了一种新的高光谱图像异常检测算法。该算法无需假设背景模型,首先运用迭代误差分析方法对高光谱图像数据进行处理,得到高光谱图像数据的异常端元。然后以选取出的端元为参考,对高光谱数据进行相似度量,通过计算与参考端元的核光谱角余弦,找到与异常端元相似的光谱向量,得到异常检测结果。仿真实验结果表明,该算法能够准确的检测出异常目标,并且具有运算时间短、效率高的特点。

四元数的四维超复数结构是一种正交结构,各矢量传感器分量保持其固有的正交性,从而提高了矢量传感器阵列的抗干扰能力以及分辨力。在均匀圆形矢量阵列信号的参量估计中引入四元数理论,建立基于四元素的电磁矢量传感器阵列信号接收模型。充分利用四元数的多维正交特性,结合四元数矩阵理论及已有算法对电磁矢量传感器阵列信号的波达方向和极化信息进行联合估计,仿真实验验证了方法的有效性。并与传统的基于长矢量的MUSIC算法(V-MUSIC算法)进行比较,结果表明,基于四元素的信号接收模型可显著提高信号参数的估计精度。

为了在产品设计时全面预测及评价其制动性能,采用CFD数值模拟分析的方法对液力减速器动态制动性能进行了预测。经过数值仿真计算,得出了制动力矩与充液率、制动时间与制动力矩两条重要关系曲线,为液力减速器产品设计过程中的性能预测提供了较可靠的方法。

给出了以样条泛函作为光滑约束的数学模型,并且给出了光流计算最小化问题解的必要条件。该模型包含了二阶和四阶偏微分方程以约束这两个特例。该模型从方法学角度为光流计算的形式化表示和数值计算提供了依据。采用该数学模型的意义还在于它能将光流计算的方程组简化为线性代数方程组。这种转换便于光流方程的离散化表示,同时也从代数方程的角度验证了光滑约束的使用能确保解的存在性和唯一性。

在采用CamShift算法进行移动目标跟踪时,如果目标快速移动或者有遮挡物干扰时,仅利用移动的颜色信息对进行跟踪时容易导致跟踪失败。为了解决该问题,提出了移动目标运动估计和CamShift算法相结合的目标跟踪算法。通过结合削弱背景中含有的目标颜色直方图信息和进行移动目标的运动估计,从而在存在干扰目标或目标部分被遮挡的情况下,仍能实现有效跟踪。最后通过实验验证该算法的有效性。

为降低H.264分数像素插值运算复杂度和存储访问量,提出了一种滤波系数可变、系数和不变的分像素插值算法。算法以目前视频编码标准H.264的分像素内插算法为基础,根据视频图像情况确定滤波系数。与H.264标准相比,可以降低18%的空间复杂度,计算复杂度相当,存储需求小。实验结果表明,该算法提高了峰值噪声比(PSNR),降低了比特率(Bit-rate),提高了编码性能。

为解决心电信号中P、T波信号复杂、微弱、识别难度大及识别算法执行效率低且易失效的问题,在分析提升小波算法原理的基础上,利用提升小波对信号进行时-频域分析执行速度快的特性,提出了将提升小波变换与差分运算相结合,构造利用提升小波对心电信号去噪,在重构相应层次的低频信号中利用差分法对P、T波进行识别的复合算法,并提出了一种适应心电信号个体差异和异常心电信号变化的跟随阈值函数。结果表明,提出算法比传统小波识别方法准确率高,且算法执行的速度至少提高一倍,更适合于硬件实现。

采用线性二次高斯(LQG)基准评价发动机怠速控制回路的性能,在控制回路中不含可测干扰和含有可测干扰两种情况下提出LQG基准的算法。通过脉冲响应矩阵求解得到了最优LQG控制律和不同加权因子下的最优输入输出方差,从而得到性能限制曲线和输入输出方差性能指标。针对四组发动机怠速系统PID控制器,应用LQG基准进行了性能评价分析,给出了最优控制器。

虚拟现实车辆模拟器系统中的硬件设备可能具有多种不同的通信类型,针对如何对其进行管理的问题,提出一种车辆模拟器系统中硬件设备通信的管理方法。首先对不同类型的数据流进行底层封装或解析,转换为统一格式的消息,使上层程序可用一致的方法处理不同硬件设备的数据信息。在某型车辆模拟器系统中的应用效果表明,所提出的方法可简化系统的设计、维护和扩展等工作。

基于步态能量图表示方法,采用纹理特征分析方法对其亮度值的局部空间分布特性进行分析,得到局部变化幅度、局部标准差、局部熵三种纹理特征。采用经典的欧氏距离和最近邻分类器完成分类识别。CASIA步态数据库上的实验结果验证了算法的有效性。

针对被控模型的特性,分析了支持向量机系统辨识模型,并使用Matlab仿真建模的方法对下肢康复器械模型进行了研究,训练参数使用网格搜索算法,最终优化了系统。仿真结果表明,提出的方法在准确度和相关度方面均比较出色。

针对计算机视觉领域中立体匹配算法在图像无纹理区产生的误匹配问题,提出以全变差函数为凸约束集,使用次梯度投影法,对通过初始视差变换后的立体图像对之间的像素误差函数和视差二次平滑因子形成的严格凸函数进行求解,寻求立体图像对之间的最优视差图。实验结果表明,该方法不仅能保留初始视差图的边缘,而且减少了由先前立体匹配算法求得的视差图在无纹理区产生的误匹配点,取得了良好的视差图优化效果。

如何使用图像底层特征有效表达高层语义是实现图像自动分类难以逾越的鸿沟。本文将模糊粗糙集理论引入图像自动分类,在使用图像底层特征表达高层语义的图像自动分类过程中,把高维特征向量处理、合适的描述符集合选择难题转换为模糊决策表,使用图像语义贴近度概念来检验图像特征属性间的数据依赖关系,以达到属性约简,剔除冗余信息和图像分类规则推导的目的,并定义了图像类别隶属度函数对图像进行分类。实验结果表明该图像分类系统的分类正确率达81.7%,说明该方法具有很好的精确性和有效性,能较好地实现图像自动分类。

生物特征检测是无线体域网的关键问题。本文利用信号群的内相关性和互相关性结构,运用分布式压缩感知理论,建立一种新型分布式编码重构算法,即信号群与联合稀疏模型(Joint Sparse Model,JSM-1)。将该模型运用于无线体域网中,提出了联合稀疏信号模型的重构算法,仿真结果验证了该算法的有效性。

基于多帧差和HOS (High-order statistic)的视频对象提取算法可以在DSP(Digital signal processor)上实现。由于视频图像数据量大,为提高DSP处理视频图像的速度,充分考虑采样算法灵活有效的特点,采用一种采样算法。根据处理需要按比例减少或增加图像分辨率,即下采样和上采样算法。实验中将该算法在Blackfin-533 DSP芯片上运行,验证了该算法的可行性和有效性。

针对移动代理(MA)在异质网络环境中的安全问题,提出了一种同态加密主动保护策略。加密后的移动代理可在其它网络平台上运行而无需解密,MA及产生的结果数据最终由MA生成者解密,从而减少了中间环节的加、解密时间。该方案采用加乘同态加密三地址码操作数,组合函数加密三地址码操作码的保护策略,同时验证了加密、解密算法的正确性及安全性。实验结果表明,对比数据迷乱方法,该方案节省执行时间近1/3,并能及时侦测恶意主机。

提出一种新的分布式视频编码(DVC)算法,在编码端对原始视频帧进行块分类后,对其稀疏块进行编码;在解码端应用复杂的重构算法并结合DVC边信息融合算法。提出的算法具有复杂度低、码率较低、码率控制灵活等优点,同时编解码端互相独立、无须反馈通道。仿真实验表明,提出的算法具有降低编码复杂度和保持压缩效率的优点。

为解决雨场景细节展现不真实和不完善问题,提出一种Metaball技术与质点弹簧水面结合的算法模拟雨滴撞击水面的效果。首先,以粒子系统结合基于图像的绘制方法建立雨滴模型,以质点弹簧建立任意形状的水面模型;其次,采用质点弹簧水面结合Metaball技术模拟雨滴撞击水面起泡的过程;再次,采用粒子系统和逐渐淡化融合的方法表现了水花的产生和消失;最后,使用Cg语言实现了水面和泡泡的反射和折射效果,完成场景渲染。实验结果表明,所提出的方法能够快速且比较真实表现雨滴撞击水面的效果。

为解决农作物病虫害的诊断问题,选择京郊常见果树的三种害虫:桃蛀螟成虫、华北大黑鳃金龟成虫、桃六点天蛾,使用计算机视觉技术清除背景,获取该害虫的形状参数、偏心率等形态特征。通过判别分析,建立三种害虫形态特征的判别评分函数,并测试了该判别评分函数的有效性。实验结果表明,形状参数、偏心率、似圆度特征能反映这三种害虫的形态特点,可有效区分这三种害虫。

本文提出一种基于异构计算的并行化退火粒子滤波方法(P-APF),使用OpenCL框架实现了实时无标记运动跟踪任务。退火粒子滤波过程被分解成若干具有相应粒度的子任务。根据相应的并行度,每个计算任务被分配到标准或附属处理器进行处理,以充分利用OpenCL框架的异构计算能力。提出一种任务时延隐藏策略进一步减少时间消耗。在不同人体运动数据库的实验中,P-APF能在不降低跟踪精度的前提下实现实时处理。时间消耗随着粒子数或视角数目的增加基本保持不变,平均加速比为106。

为了在图像分割中使视觉场景分割成具有一致性的模块,本文根据神经和脑科学的神经元振荡相关理论,建立了神经元振荡子网络。利用相同物体对应刺激的神经元趋于同步,而不同物体所对应的神经元趋于异步的神经机制,实现视觉场景的分割。通过计算机模拟实验表明,通过合理调整参数,该方法可得到较优的场景分割效果。

以Kinect体感摄影机为系统核心,将肢体动作、面部表情捕捉系统在开发成本、运行效果以及开发效率上取得最优平衡点。基于这一研究目的,采用3DSMAX和开放源代码的OGRE图形渲染引擎,设计并实现了基于Kinect体感摄影机与3DSMAX、OGRE结合的游戏动作、表情捕捉系统。本系统具有硬件简单、廉价、硬件配置要求低、精度高、实时预览效果直观、一人即可独立操作等特点。能够广泛应用于动画、电影制作,虚拟现实等领域。

为提高虚拟视点图像的绘制精度,提出了一种基于深度图像和半像素的虚拟视点绘制方法。该方法首先对参考图像进行预处理,包括图像的半像素处理和亮度校正,然后利用正向3D图像映射获得虚拟视点的图像和深度信息,再利用逆向3D图像映射填补由深度信息不准确等因素产生的部分空洞,并根据深度信息擦除背景伪影,最后根据空洞类型的不同采用不同的方法进行空洞填补。实验结果证明,利用该方法可以绘制出令人满意的虚拟视点图像。

为提高机器人在比赛中对多目标提取及识别的准确度和效率,采用离线的自适应阈值颜色分类法,同时识别不同颜色的多个目标物,对颜色的变化有一定的适应性;然后用改进的数学形态学中的膨胀腐蚀算法对颜色分类后的图像滤波,该方法在保证图像处理效率的同时提高分割精度;最后使用种子填充法来实现同时分割和多目标特征提取,减少像素点遍历次数,提高算法效率。实验证明,通过上述方法可以使足球机器人适应一定的光照变化,准确快速地分割多个目标。

为有效解决不同光照环境对人眼检测算法带来的诸多问题,提出一种基于相位信息的眼部状态检测算法,首先使用相位信息对眼部区域的边缘特征进行提取,然后依据垂直直方图统计二值化图像中白色像素数,最后设定合理阈值对人眼状态作出判断。实验结果表明,算法在保证识别正确率的同时对环境亮度变化具有较好的鲁棒性。

在沿用Itti模型的中央周边操作的指导思想下,提出一种基于互信息相对熵局部直方图差异的视觉显著区域提取算法。该方法首先利用像素与像素之间对比度检测各个像素的差异值,然后分析局部区域内中心和周边的像素差异直方图分布,最后利用互信息相对熵寻找视觉显著区域。该方法省去了Itti模型的运算复杂度高的Gabor滤波器运算,算法简单,有效,且提取的显著性区域符合视觉主观特性。

依据背景差法中背景建模的思想,从提取场景知识的角度出发,建立待检测场景的场景知识库,从而提出一种基于场景知识的移动目标检测算法。使用改进的均值漂移算法对待检测场景进行分割,并提取分割后各个区域的底层视觉特征建立场景知识库;从新的场景帧图像中获取各区域的知识特征向量,然后根据和原场景知识库中各特征向量的匹配结果检测出移动目标信息。仿真结果表明,该方法能有效地检测出场景中原有目标和新进入场景目标的移动信息,并在一定程度上改善了目标阴影、形变等噪声对检测结果的干扰。

依据Brown的理论,并基于SIFT算法提出了一种有效的图像匹配方法。首先对图像进行高斯和Wallis滤波处理,然后采用简化SIFT算法进行特征点提取,最后通过特征点双向匹配方法实现图像的精确匹配。通过对缺陷版图图像的试验验证了该方法具有匹配点数量多、准确率高、无重复点等优点。将该方法应用于优化线网的自动检测方面得到较好的效果,并为版图的优化打下了基础。

针对血腥、暴力、色情等不良视频不可能经常更新的特点,提出了一种新的机器检测和人工参与相结合的不良视频检测方法。首先,人工标定不良视频;其次,计算多颜色空间里各个颜色分量的归一化能量曲线,并建立视频特征库;最后,系统根据视频特征库自动地检测人工所标定的不良视频。实验结果表明,该方法能快速、准确地检测人工标定的不良视频,并进行有效的预警。

设计了一个基于FPGA的复杂静态背景下多移动目标实时检测系统。系统采用背景差分算法进行移动目标检测;采用中值滤波、像素漂移、腐蚀膨胀、Sobel边缘检测算法对差分结果进行处理。实验结果表明,在复杂静态背景下,系统可以精确地检测到视野内的移动目标,能够提取清晰的目标轮廓,并及时报警;通过多重去噪技术,基本将噪声滤除干净;系统处理速度快,能够满足智能视频监控系统实时性的要求。

为清楚造成视觉不舒适的原因以及最小化甚至消除其影响,需要对立体显示进行舒适度评价。立体内容的视觉舒适度和视差信息密切相关,通过主观评价实验测量了不同视差水平下的立体内容视觉舒适度。实验结果表明,视觉舒适度随着视差的增大而下降,动态立体内容舒适视差的范围在-119至+115弧分之间。

提出了一种基于后置视差光栅的3D自由立体显示结构设计,用于减少显示中产生的串扰并实现全分辨率3D图像的显示。这种显示结构包含了一个后置视差光栅和一个2D显示面板。后置视差光栅由OLED面板光源制成,可方便地通过开关指定位置的像素,实现光栅透光部分的宽度与位置的调节。2D显示面板中的合成图像受到后置视差光栅的调制,显示出3D图像。叙述了这种设计的原理和相关参数的计算。根据设计的原理和相关参数,开发了一个显示结构的原型。实验指出通过改变光栅透光部分的宽度和位置,可有效降低串扰的产生。时分复用技术的引入也可用于实现全分辨率的3D图像显示。

提出了一种视差可控的多视点立体图像校正算法。该算法通过对多视点信息进行旋转、垂直视差调整和视差均衡的预处理操作,使得立体图像符合立体显示器的要求,并且对图像中的目标物体可根据需要显示为正视差、负视差或者零视差。通过在多视点立体显示系统上的实验可看出,该算法校正后的多视点图像在观看时立体感强,符合人眼观看的特点,并且可根据内容的需要使场景内的目标物体显示出不同的深度。

由于移动终端本身屏幕尺寸的限制,原有基于大屏幕显示的多视点立体视频显示方法应用于移动终端上时立体视频会出现模糊、清晰度降低的现象。在分析移动终端上多视点立体视频模糊现象的产生原因和解决方案的基础上,结合立体视频与视差的关系,提出了一种视差调整方法。该方法以立体视频视差的适当减小来换取清晰度的提高,使立体视频观看效果更为清晰和舒适,从而保证了移动终端等小屏幕设备上立体视频显示整体效果。

针对高帧频相机输出的图像数据量大的特点,设计并实现了一种基于CameraLink接口的高速实时图像采集处理系统。该系统采用FPGA芯片EP3C55F484完成图像的采集和预处理,高性能的DSP芯片TMS320DM642完成复杂的图像处理运算。介绍了系统的设计思路、硬件结构和工作流程,并描述了系统各个功能模块的设计方法。实验结果表明,系统可实时完成500 帧/s的图像数据采集和处理任务。同时,该系统实现了从CameraLink信号到SDI信号视频接口转换功能。

高分辨率SAR雷达在军事领域的广泛应用,使得针对SAR侦察的军事目标伪装效果评价需求日益迫切。利用试验获取的SAR图像,分析了伪装目标和背景的高分辨率SAR图像的分布特性,引入假设检验理论,验证了统计分布特性,构建了伪装效果评价算法。根据试验得到的高分辨率SAR图像的判读结果与算法实验结果比对,验证了方法的有效性。

提出一种基于图像分割和可变窗的联合立体匹配算法。首先对参考图像和目标图像进行图像分割,根据视差在同一色彩分割区域平滑的假设,计算出分割区域的匹配代价;然后由窗口内的匹配误差均值、误差方差、偏向误差确定最佳可变窗并求出其匹配代价;最后综合两类匹配代价通过局部优化方法获得稠密视差图。实验结果表明,该算法能够较好的处理低纹理和深度不连续区域,得到较高匹配精度的同时降低了匹配时间。

应用电子稳像技术的基本原理,以机载成像设备所摄取的图像为研究对象,实现了抖动视频序列稳像的过程。首先对参考帧图像提取特征点,在当前帧找到匹配的特征点以求取帧间运动矢量。采用Kalman滤波方法对运动矢量进行处理,去除抖动分量,再对参考帧进行逐帧运动补偿。经过穏像前后的视频序列帧间差值对比可知,很好的去除了视频序列的抖动。

为研究单眼三维立体图像质量下降对整体三维立体图像质量造成的影响,通过加串扰的方法改变三维立体图像的图像质量。提出一种基于图像处理的加串扰方法,该方法在不对立体显示器件本身作任何改动的前提下,通过对显示图像内容进行预处理来增加三维图像中的串扰。通过Matlab测试对生成不同串扰等级、不同串扰类型的图片,进行算法的仿真和验证。同时采用主观实验,对具有不同串扰等级、不同串扰类型的图片进行比较与评估,从而探究单眼图像质量与整体图像的之间的关系:串扰等级低的时候,单眼图像质量与双眼图像质量区分度不大;但在串扰等级高时,双眼串扰的可见度要高于单眼串扰。

为实现复杂大场景下目标跟踪的问题,提出了一种复杂大场景下基于拓扑模型和特征学习的多摄像机调度和目标接力跟踪策略。首先建立摄像机场景地图映射,通过实时背景估计确定目标的交接时刻和交接位置,然后建立多摄像机几何拓扑模型,给出了基于拓扑模型的多摄像机接力目标跟踪调度和交接算法,以及在跟踪过程中的特征学习方法,实现接力摄像机的快速调度和目标交接。实验结果表明,该方法可快速准确的完成多摄像机接力跟踪时的判断调度任务。

当前大多数的双目视觉测量算法都是以PC为平台实现的,但这种方式在实时性与便携性方面存在不足。以两片DSP为核心,对图像的角点提取与匹配、双目测距等方面的内容展开研究与改进。在不影响整个系统精度的前提下,达到精确、快速的三维测量,最终为非接触式的测量方式提供了一个快速的解决方案。

斑点抑制各向异性扩散(SRAD)是一种重要的图像降噪方法。将二进小波与SRAD结合,提出一种光学相干层析图像的二进小波扩散滤波降噪方法。该方法利用二进小波分解得到的不同尺度间小波系数的相关性区分边缘和噪声,修改SRAD中扩散系数得到新的扩散系数计算公式。实验表明,新方法具有更好的降噪能力,降噪后得到的图像的信噪比和对比度噪声比率等量化衡量指标都优于经典SRAD方法。

构造了一种具有菱形支撑的2维全相位双正交U变换内插模板。利用正交U变换的列率递增特性,依据具有线性相位特性的全相位数字滤波理论,推导了全相位U变换列率滤波器的构造方法,在此基础上利用二维菱形半带低通滤波器设计理论构造了图像内插模板。利用构造的内插模板,提出了一种图像内插方法。实验结果表明,与双三次样条内插和其它全相位内插方法相比,全相位U逆变换图像放大方法的结果是最优的。

提出了一种简便实用的基于立体标定板的车载摄像机标定方法。基于自制立体标定板对车载摄像机进行标定,方法比较便捷,精度较高,且方便车载摄像机进行后续检测等工作。实验结果及误差分析验证了该方法的可行性。

对不同灰度阶互信息的匹配性能进行了分析;以16阶归一化互信息为相似度评价函数,通过增大重新初始化粒子的数量和改进收敛机制,提出一种基于互信息和改进自组织分层粒子群优化算法(IHPSO)的快速图像匹配方法。以不同传感器,不同时间拍摄的同一地区遥感图像为实验数据,分别使用遍历互信息算法以及多种改进PSO算法进行实验,表明该方法有较好的匹配性能,能满足图像快速匹配的需求,如飞行制导、定位和运动追踪。

基于稀疏表示的超分辨率图像重建是当前典型的算法之一,引入约束性更强的局部约束线性编码(LLC:Locality-constrained Linear Coding)对其进行了改进。首先依据一个高分辨率图像集训练出成对的高分辨率和低分辨率词典,然后根据低分辨率词典对输入的低分辨率图像用LLC方法进行编码,再依据高分辨率词典及编码系数初步重建高分辨率图像,最后添加全局约束重建高分辨率图像,并将该算法推广到多帧图像超分辨率重建层面。分析和对多幅图像的实验结果都表明,新算法相对原算法不仅提高了图像重建的质量还降低了计算复杂度,取得了满意的效果。

针对现有图像特征匹配算法高复杂度、耗时长等问题,提出一种基于局部特征点的新型特征匹配算法。首先,构建尺度金字塔,在不同的尺度上进行FAST特征点检测,根据特征点的Harris响应对特征点进行排序选取;然后利用图像的矩和积分图的方法获得特征点方向,再根据同心圆的采样模式构造特征点向量,最后根据特征点向量的汉明距离进行特征匹配。实验研究表明,该算法在图像有一定程度的缩放、旋转和噪声影响的条件下,运行效果仍然稳定可靠。与传统的SIFT算法相比,该算法在保证特征提取与匹配良好性能的前提下,运行速度要比SIFT算法快数倍。

为降低传输系统延迟,并满足实时的要求,提出了一种面向H.264/AVC的低时延码率控制算法。该算法基于H.264/AVC编码标准的特性,进行分层的精细化码率控制,并综合了基于图像复杂度分析的前向码率控制技术和基于缓冲区容量反馈的后向码率控制技术。仿真结果表明,与传统JVT-H017算法相比,该算法可有效减少跳帧次数、降低时延、提高视频通信的时效性;同时较好地保持图像编码质量,其PSNR仅下降约0.1 dB。该算法运算量小,易于工程实现。

为解决路面积雪状态(轻微、严重)检测问题以保证行车安全,利用监控视频得到路面实时状态,采用朴素贝叶斯分类方法进行积雪状态检测。首先利用机器视觉和视频目标分割方法提取视频中路面视觉特征,然后采用朴素贝叶斯分类方法进行路面积雪状态分类,通过实验,综合比较了朴素贝叶斯分类与KNN分类、人工神经网络(ANN)、支撑向量机(SVM)在路面积雪状态检测问题中的有效性,结果表明,朴素贝叶斯分类器更适合积雪状态的分类。

针对野外环境自主车视觉导航问题,提出了一种新颖的基于字典学习与稀疏表示的道路分割算法。该算法以局部图像小片为处理单元,通过选取典型道路图像学习得到路面图像小片的一组字典,并利用车辆前方的一小块区域作为监督,通过在线字典学习对字典进行实时更新,使路面图像小片可在该字典上精确稀疏表示,而非路面图像小片则不能。因此建立了基于字典学习与稀疏表示的分类框架,利用局部图像小片在字典上的稀疏重构误差进行分类。大量实验结果表明,该算法能够适应多变的非结构化道路环境,且对光照、阴影及水坑等具有较好的鲁棒性。

在雾天环境下,针对大气中存在悬浮微粒导致采集的图像降质问题,提出一种大气光幕修补改进算法对单幅图像去雾。首先简化大气散射物理模型,对大气光幕粗估计,并基于引导滤波器提出一种大气光幕修补的改进算法,从而得到更精确的大气光幕;然后提出了一种半逆法准确估计空气光强度;最后通过求解雾天图像大气散射模型恢复理想光照条件下的清晰图像。实验结果表明,该算法能鲁棒地估计大气光强度,能在保证大气光幕边缘的同时进行良好的平滑操作,提高图像的视见度。

LED屏自由立体显示系统是将光栅板附在LED显示屏的外表面,根据LED屏的参数生成立体图像文件。其生成方法包括三个步骤,首先根据LED屏和光栅板的特征参数计算出合成立体图像文件所需的像素点映射表;然后采用缝隙删除技术对视点图像进行处理,使其满足像素点映射表的要求;最后,将经处理的视点图像合成立体图像。实验结果表明,提出的方法适用范围广,并能快速高效地合成任意视点数的立体图像,获得较好的立体视觉效果。

使用DSP加FPGA结构设计了多媒体终端电路,具有两路复合视频输入,一路VGA和复合视频可选输出,以太网通信和立体声音频输入输出等功能。根据信号完整性理论和项目要求对PCB进行了合理布局布线,对PCB上的高速信号进行了反射、串扰等信号完整性分析,通过使用串接电阻和调整信号走线等对电路进行优化。经测试,设计的电路功能完备,性能可靠,达到了预期设计要求。

提出了一种新颖的电压模式通用双二阶电流反馈放大器 (Current-feedback operational amplifier,CFOA)滤波电路结构,该电路由四个电流反馈放大器、两个电容和十个电阻构成,可同时实现低通、带通、高通、带阻和全通的滤波功能。给出了实现电路,并完成了计算机仿真。PSPICE仿真结果表明,所提出电路结构简单,灵敏度低。所有电容接地,便于全集成。

针对最大后验概率(MAP)算法对图像边缘和细节保持能力不强问题,在传统马尔科夫模型算法的基础上,提出将MAP算法与凸集投影法(POCS)相融合的算法,将MAP算子当作凸约束集引入POCS算法里,这样可继承两者的优点。实验验证了算法的有效性,与传统学习算法相比,具有更好的图像复原效果。

为解决时频峰值滤波采用单一窗长无法同时压制随机噪声和保留信号特征的问题,需要针对信号和噪声设置不同长度的窗函数,提出一种基于模糊判别的多级窗长时频峰值滤波方法。该方法结合模糊判决准则,根据地震信号局部时变特征模糊判定地震图像中各像素隶属于有效信号和随机噪声的程度。对于模糊分段后的信号和噪声,分别根据信号频率特征和噪声强度设置多级时频峰值滤波窗长时频峰值滤波算法,在噪声区域采用较长的窗长以压制随机噪声,在信号部分采用较短的窗长以保持地震信号的细节。将模糊多级时频峰值滤波应用于合成记录和共炮点地震勘探记录,结果表明,改进的方法增强了时频峰值滤波算法保持信号特征的能力,能够有效提高地震勘探图像的信噪比。

图像过渡区提取的传统算法基于梯度算子,为克服梯度算法对噪声敏感的缺点,通过对图像过渡区特征的深入分析,提出基于信息测度的过渡区直接提取方法,依据过渡区的直方图确定一个最佳分割阈值。根据过渡区像素灰度变化频繁的特点,构造提取图像过渡区的特征参数局部熵信息测度。实验结果表明,算法抗噪性能好,稳健性强,摆脱了传统算法对剪切点L_low和L_high的依赖,优于传统的过渡区间接提取算法和基于局部复杂度的过渡区直接提取方法。

为研究网络传输差错对多视点立体视频质量的影响,分析多视点视频在丢包网络中的差错传播并推导多视点视频差错传播的理论计算公式,通过仿真实验研究丢包和误码对立体视频播放效果的影响。根据人眼所能忍受的图像质量和立体感减弱的程度,近似确定出可接受的立体视频在IP网络传输中的丢包率和错误率。

提出了一个基于神经网络集成的旋转人脸检测系统,与其它类似系统只能检测正面直立的人脸不同,本系统用于检测在图像平面内任何旋转角度的人脸。首先用"预处理"网络处理每个输入窗口,以确定窗口中是否含有人脸及其旋转角度,其输出结果再经一个或多个"检测"网络窗口处理。对两种类型的网络都提出了相应的训练方法,对各个网络进行敏感度分析,并做了大量实验。实验结果表明,本系统在准确率和检测速度方面均有较好表现,特别是检测速度大大高于单个网络的系统。

针对多模光纤(MMF)通信系统中的模式色散和非线性问题,将MB-OFDM UWB技术融合到多模光纤系统中,从理论上对MB-OFDM UWB技术克服多模光纤模式色散机理进行了分析,证明了该技术具有较好的克服多模光纤模式色散的能力,研究了MB-OFDM UWB信号的峰值平均功率比(PAPR)及PAPR减小方法。应用Optisystem与MATLAB软件搭建了实验仿真平台,验证了应用MB-OFDM UWB技术的多模光纤通信系统有很强的克服模式色散的能力,证明了应用PAPR减小方法对系统非线性的改善作用。

虽然群时延函数的噪声鲁棒性已得到证明,但谐振引起的尖峰效应严重影响进一步的实际应用。为了保证对原声学空间的表征效力,在减少特征提取过程信息丢失的前提下,以降低群时延谱的动态范围为目标,提出指数函数规整群时延的特征参数。语音活动检测测试实验表明,其噪声鲁棒性和检测准确度相对于现有群时延函数特征有明显提高。

根据图像检索方法中颜色直方图存在的问题,提出了一种改进的基于分块和主颜色的颜色直方图提取算法;根据SIFT特征存在的问题,提出了一种改进的基于harris角点的SIFT特征提取算法。最后运用两种改进算法提出了一种融合颜色直方图和SIFT特征的图像检索算法。实验结果表明,本算法在功能及性能上优于其他算法,并具很好的鲁棒性。

提出了一种新的基于DWT的视频水印算法,选取视频的奇偶帧进行分帧,利用奇偶帧的二次DWT分解后的低频分量完成动态水印帧的嵌入,提取时通过选择取整系数扩大水印信息的选取范围恢复水印。仿真结果表明,该算法能使嵌入后的视频在抵抗有损压缩、滤波等攻击的同时很好地恢复出动态水印,在维持视频的稳健性的同时提高了视频的隐蔽性。

为了提高图像场景分类效果,一种有效的方法是将不同特征组合起来,以常用的SIFT特征和归一化颜色直方图(NCH)特征为例研究了不同语义层次上的组合——特征层的组合和编码层的组合以及它们的效果。在几个常用数据库上的实验结果表明,相比简单的组合特征,在特征提取后再进行组合能在降低特征维数的情况下保持分类的效果,而在编码层的特征组合能获得更高的分类准确率。这表明特征组合应尽量在较高的语义层次上进行。

详细描述了基于光栅的一维集成成像立体显示的工作原理和相关参数计算,研制了基于视差光栅和柱透镜光栅的一维集成成像显示原型样机。结果表明,基于视差光栅的一维集成成像显示具有较小的器件尺寸和较低的成本,而基于柱透镜光栅的一维集成成像显示具有较明亮的立体图像。

采用低分辨率空间光调制器基于数字光学位相共轭原理设计了一套三维立体相干成像系统。该系统通过一个绝热锥形单模光波导束直接对物光进行分解和数字重建,并利用光路可逆性原理消除了传统光学透镜系统的像差和景深限制,可实现大范围、大视角空中立体成像,无论屏幕前的立体实像和屏幕后的立体虚像都可象观看真实物体一样多人同时观看。计算表明在屏幕前方0.1～10 m范围内,图像分辨率可以达到1～112 μm。

将矩阵化最小二乘支持向量机算法应用于肺结节识别的研究,将图像矩阵作为输入,可解决空间信息丢失问题。实验选用20套CT影像,用提取出的20个结节与20个假阳测试分类器性能。正则化参数用网格搜索方法进行交叉验证,从而得到线性核下的最优参数。实验结果验证了此种方法在肺结节检测中应用的可行性及有效性。

拓扑与方向是空间对象的两个重要特征,基于单一特征的空间知识处理无法满足理论与实际应用的需求。基于基本主方向关系的形式化定义和两两相容问题,给出了拓扑关系与基本主方向关系之间的交互表,提出了结合RCC8和基本主方向关系的约束满足问题的相容性算法,并证明了该算法的时间复杂度为O(n³)。

传统时频峰值滤波(Time- Frequency Peak Filteringand, TFPF)在处理地震勘探记录中的高频有效信号时,会造成波形畸变和严重的能量损失。为此,本文将平行径向轨线时频峰值滤波(Parallel Radial Trace TFPF,PRT-TFPF)算法用于地震勘探数据的处理中。该方法对非线性程度较高的高频有效信号,通过径向轨线采样,使其频率降低,波形拉伸,在一个窗长内更近似满足TFPF无偏估计的条件,减小滤波带来的偏差,使信号滤波后得到更好地恢复。实验结果表明,主频为60 Hz有效信号的同相轴经该方法滤波后,信号波形不发生畸变,幅值得到保持,同相轴能连续清晰地得到恢复,信噪比较传统TFPF提高6.5 dB左右。

在深入研究图像融合算法的基础上,受多目标粒子群优化算法(MOPSO)的启发,提出了一种改进的MOPSO算法,并将该改进算法用于图像融合方面。这种算法提出了两次调节指数收敛函数,使得寻优速率得到更为平滑地过渡,从而让搜索结果更好的接近Pareto最优解集。实验结果表明,与传统的融合算法比较在客观性能指标上得到提高。

为了理论解决BP神经网络在进行多目标预测中出现的识别率和可信度不高的问题,提出了一种基于DS证据理论优化的BP神经网络预测模型用于疾病预测,实验中,对心脏病数据进行处理,结果表明,在预测准确度和算法鲁棒性方面,都具有较好的效果。

提出了一种基于传递闭包的模糊聚类方法,并应用于Web日志聚类中,实验结果表明,该算法能够有效实现Web用户聚类,并且能够避免陷入局部最优解。最后与模糊C均值算法进行比较,并讨论了算法的运行时间和错分率。

在研究了人类视觉系统处理机制的基础上,首先利用方向梯度描述符(HOG)建立了图像的鲁棒表示;然后,根据人类视觉系统的并行处理机制和仿生信息学理论,提出了基于HOG+SVM的人体行为仿生识别与分类方法。利用针对识别与分类方法的评价指标对本文方法进行了评价,最后,与目前常用方法进行了比较,结果表明,在针对静态图像中人体行为的分类与识别效果方面,本文方法对差别较大的行为的识别效果好于常用方法,对相似行为的识别效果还有待于进一步提高。

为了快捷、无损检测鸡肉新鲜度,建立了一套基于电子鼻和力学参数两种传感器以及神经网络识别技术的智能检测系统。根据鸡肉腐败机理,合理选择传感器。采用RBF神经网络作为模式识别方法。经理化试验证明系统检测鸡肉新鲜度准确率达93.65%,结果表明设计的融合系统检测鸡肉新鲜度是可行的。

为求解振动系统特征问题的灵敏度分析,建立了快速计算状态向量导数的方法。该方法利用广义模态理论,将接近亏损系统的灵敏度分析转化为亏损系统的灵敏度分析问题来处理,并且在组合近似方法的基础上,引入松弛因子保证了系数矩阵的非奇异性,从而提供了接近亏损系统灵敏度分析的理论和方法。数值算例证明了算法的有效性。

针对挥鞭伤害对某车型座椅开发了主动式座椅靠背控制系统(ABCS),同时对座椅骨架和泡沫等结构进行设计优化。经过欧洲新车评价规程(Euro NCAP)挥鞭试验得出结论:主动式座椅靠背控制系统、座椅骨架和泡沫设计优化,均能提高Euro NCAP挥鞭试验成绩,降低对乘员的挥鞭伤害。

利用三自由度车辆模型设计了模型预测控制器,发动机力矩PI控制器和制动力矩模糊控制器。并针对制动单移线转向行驶典型工况进行了仿真验证,结果表明,所设计的车辆稳定性控制器具有良好的控制效果,能够明显的改善车辆操纵稳定性;开发的制动力矩算法能够充分利用各个车轮的制动力,使得在发动机力矩改变和主动制动压力等输入都较小的情况下,获得较好车辆操纵稳定性。

建立了车辆七自由度动力模型,基于模糊和PID设计了车辆底盘集成控制器的顶层控制器,在底层,用PI方法来控制线控转向系统;用二次规划法对主动横摆力矩进行了分配,并针对单移线转向行驶工况进行了仿真验证,结果表明,所设计的底盘集成控制器具有良好的控制效果,能够明显的改善车辆的操纵稳定性;开发的分层控制算法能够充分利用各个执行机构,使得在主动转向角和主动制动压力等输入都较小的情况下,获得较好车辆操纵稳定性。

针对线控汽车上通过对各个线控系统地集成控制以实现个性化理想汽车动力学特性即"车适应人"问题,进行了线控汽车理想特性参考模型神经网络建模研究。对驾驶员特性进行了初步分类,给出了汽车理想特性控制原理;设计了汽车驾驶模拟器实验,进行了理想特性参考模型神经网络建模;对模型精度、特性反映程度和实时性进行了实验验证。研究表明,所建立的理想特性参考模型精度高、实时性好,能反映不同驾驶特性,建模方法具有可行性。

确定大多数驾驶员的后视镜视野盲区,是汽车盲区检测系统或安全换道系统设计与开发中的一个重要环节。现有方法多针对单一固定眼点对驾驶员盲区进行估算,不能反映驾驶员眼点运动和驾驶员眼点位置不同对驾驶员后视镜盲区的影响。本文提出了一种基于眼椭圆的驾驶员后视镜盲区概率分布估计方法。首先提出了一种模拟驾驶员后视镜视野的方法,并在此基础上利用眼椭圆内的驾驶员眼点概率分布,对驾驶员后视镜视野的概率进行估计,从而得到驾驶员后视镜视野盲区概率分布。该方法能够更准确地模拟出驾驶员盲区的范围,其仿真结果能充分反映出不同驾驶员的盲区差异。

为了研究重型车液力减速器的散热问题,选用D300型液力减速器为研究对象。对充液率100%工况下的D300型液力减速器利用计算流体力学CFD软件进行了数值模拟。通过数值模拟得到其在相同时间内、不同转速下未加换热器时的闭口温度。为了保证液力减速器能在正常的温度下进行工作,匹配换热器时选用了体积小巧的板翅式换热器。同时,为了提高翅片的散热效率,选用了锯齿型翅片。最终根据D300型液力减速器散热量的需要,匹配了一款满足重型车使用的换热器。

为避免传统叶片制造过程中反复修模、试模问题,本文提出了一种对带有加强筋和折边的YJC265冲焊型液力变矩器泵轮和涡轮的叶片成形进行精密控制的方法。该方法能够预测出叶片制造过程中出现的回弹量,并按计算结果补偿叶片模具型面,得到理想的叶片冲压件;又通过成形回弹计算与模具补偿方法,制造了YJC265液力变矩器样机,且样机性能试验结果超过了设计要求,生产周期和成本远远小于传统方法。本文提出的方法能够保证叶片回弹的精度,指导叶片模具设计,保证模具开发的一次成功率,对变矩器叶片的实际生产具有重要意义。

根据功能性沥青路面中全面性能的要求,采用GA-ANN法对沥青路面中的矿料配比进行优化,综合考察沥青混合料矿料类型、沥青类型和填加剂等因素。以动稳定度作为评价指标,综合考究其残留稳定度、蠕变速率、摩擦因数、渗水系数以及空隙率等因素,从而提出了功能性沥青路面矿料配比的最佳优化方案。综合评价结果显示方案是可行且有效的,在一定程度上能够满足我国公路运输事业对功能性沥青路面材料配比的要求。

在经典圆形截面湍流射流和平面湍流射流的基础上,结合普朗特混合长度理论和平行射流组流体力学特性,给出了有关汽车仪表板出风口射流扩散角度的推论,并通过有限元模拟和试验测定进行了验证。研究结果表明,增加出风口叶片并不会改变射流扩散角的形成机理,与无叶片的模型相比,增加叶片的模型的扩散角不变。

利用ANSYS建立了环块样件接触的实体模型,将齿轮接触问题进行了等效简化;根据ANSYS接触问题的有限元分析方法与仿生学表面形态优化设计技术,在环块样件的接触面区域形成了九种不同分布的凹坑型仿生表面微观形态,完成了光滑环块样件与九种凹坑型仿生形态环块样件接触问题的三维有限元数值模拟,进行了光滑与凹坑型仿生形态环块样件接触应力的对比分析,得出:仿生形态环块样件接触区域接触应力峰值高于光滑样件,但仿生形态环块样件接触区域的平均接触应力值低于光滑形态。

选取流域面积、流域最大高差等16个影响因素对泥石流危险性进行评价。通过最小熵分析理论分析各因素对泥石流性质的影响程度,消除因素间的相关性。根据各因素对泥石流系统的贡献率,优选出主要影响因素,并确定其权重。在物元理论、可拓学理论和关联函数运算的基础上,建立了泥石流危险度评价物元模型。通过对实际泥石流沟进行进行危险度等级关联度计算,对泥石流沟危险性进行了可拓学评价,将评价结果与文献评价结果对比分析,认为泥石流可拓学评价结果能较准确的反映泥石流的危险度水平,同时说明,在泥石流危险度评价领域,运用最小熵分析原理进行因子优选和确定权重有一定的合理性。

为评价不同质量比N,O-CMC/n-β-TCP复合材料在模拟体液中的降解性能。测定了不同降解时间模拟体液的pH值、钙、磷离子浓度、材料质量、表面结构及相成分变化以比较不同质量比复合材料的降解性能。结果表明:不同质量比复合材料降解液的pH值均在6.9以上,当二者质量比为1:1时,pH值处于7.0～7.4;复合材料的质量随降解时间呈增加趋势。XRD和FTIR分析表明,复合材料表面均有类骨羟基磷灰石生成,且以二者质比为1:1时生成量最多。

以亚硒酸钠为无机硒源,对羊肚菌菌丝体的富硒深层发酵条件进行了优化研究。选择培养温度、发酵时间和硒浓度作为优化因素,研究各因素的不同水平对富硒羊肚菌菌丝生物量和硒含量的影响。通过单因素试验和响应曲面法得出了羊肚菌菌丝体富硒深层发酵的最佳条件条件:发酵时间5.22d、培养温度25.73℃、硒质量浓度86.67μg/ml;预测菌丝生物量的达到10.512g/L、硒含量达到18.8μg/ml,实际菌丝生物量的达到10.339g/L、硒含量达到18.6μg/ml。研究结果表明,响应曲面法可对羊肚菌富硒深层发酵条件进行优化。

在光学显微镜下观察靶标植物叶片表面特征并加以描述,测定不同稀释倍数的百菌清和代森锰锌药液的表面张力,并通过对植物叶片的润湿性(PWAL)与药液持留量(PRL)实验,分析了植物叶面特征与农药液滴行为的关系。实验结果表明:PRL与PWA有一定相关性,同时 PRL还受叶片对药液黏附性影响,PWAL和PRL都受叶面表面特征的影响。