为了在不增加图像增强算法复杂度, 便于硬件实现的同时得到更加清晰自然的图像, 提出了一种新的直方图统计方法。给出了改进的直方图统计和分布调整算法, 将亮度控制与直方图分区域均衡相结合, 对直方图整体分布进行修正, 以改进亮度饱和问题; 采用固定的直方图分割点分区域均衡直方图, 通过均衡后的直方图映射出增强后的图像。实验结果表明, 该方法在计算量增加较少的情况下图像具有较好的增强效果, 既避免了图像亮度出现过饱和的现象, 又突出了图像细节, 视觉效果明显优于传统方法。

为增强智能家居的个性化与智能化水平, 提出由资源层、适配层以及感知应用层组成的智能家居体系结构。建立了家居设备操控的原子Web 服务, 并基于Web 服务组合形成家居智能的SOA(Service-OrientedArchitecture)框架。实验结果表明, 该方法可对源于不同智能家居规范及不同组网模式中的设备统一管理和操控, 可为智能服务开发商与家居设备供应商构建协作平台, 降低双方数据交互的难度, 从而在自身领域内更好地发展智能家居服务。

为打破传统DCT(Discrete Cosine Transform)变换矩阵统一的束缚, 从离散余弦变换DCT 的基本原理及特点出发, 针对图像信息对DCT 变换矩阵进行优化处理, 实现对图像的高效压缩。将图像进行DCT 压缩后重构并与原图像进行比较; 利用遗传算法求最优解使其均方误差最小以优化DCT 变换矩阵的系数; 以优化后的变换核对图像进行处理。实验结果表明, 对线性边缘、纹理特征图像小分块处理基于遗传优化DCT 的算法在种群个数为40 ~ 60、字符串长度为8、交叉概率为0. 7 ~ 0. 8、变异概率为0. 007 ~ 0. 008 时, 图像压缩效果达到最佳。

微表情区别于普通的面部表情, 具有持续时间短、面部强度低的特点, 往往难以有效识别, 制约了该领域的研究。针对上述难点, 提出一种新颖的特征结合方法。采用全局光流技术在相邻帧间进行计算, 得到微弱光流, 通过传递前后各帧的运动信息, 在相隔多帧的两幅图像间体现更为明显的变化, 解决了短历时和动作微弱的难题; 将光流特征与LBP-TOP(Local Binary Patterns from Three Orthogonal Planes)算子提取的时空局部纹理特征相结合, 补充描述人脸大多数区域的细节信息。选择随机森林分类器进行实验, 实验结果表明, 两种特征具有很好的互补性, 在CASMEII 数据库下, 能识别5 类情感, 准确率由40. 50%提高至64. 46%, 类间区分度也有相应改善。

为解决热交换系统的温度控制问题, 采用二自由度PID(Proportional-Integral-Derivative)控制算法设计了温度控制器。该控制器的PID 参数通过Ziegler-Nichols 振荡法整定, 二自由度化控制器参数根据经验规则进行调整。利用所设计的二自由度PID 控制器和传统的PID 控制器进行了多项仿真实验, 包括目标跟踪、抗扰、鲁棒性和标称模型控制等。实验结果表明, 二自由度PID 控制器的目标跟踪速度优于传统PID, 具有良好的鲁棒性, 对标称模型的控制具有更小的上升时间和反冲。

为提高细菌觅食算法的性能, 将免疫算法与细菌觅食算法融合, 利用免疫算法的克隆选择思想代替细菌觅食算法的复制操作; 在趋向性操作中, 随着迭代的进行, 逐步缩小细菌运动步长, 在保证细菌收敛性的同时增强细菌的全局搜索性能; 改进迁移操作, 保证适应度值最高的细菌不被驱散, 以提高收敛精度。仿真表明,优化后的算法得到最优值比BFA(Bacterial Foraging Algorithm)的最优值更靠近函数的最优值, 证明其寻优能力更强, 且3 个函数的方差均小于BFA 的方差, 证明其稳定性也更好。

为解决藻类图像分类检索的问题, 提出了一套基于内容的方法对藻类图像进行分类检索。针对海洋生物图像对颜色特征不敏感的特点, 采用SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)算法针对藻类图像的形状特征进行提取。使用PCA(Principal Component Analysis)技术对特征进行降维, 有效避免了维数灾难。采用K-means 算法进行聚类, 简单高效。用词包对聚类结果进行打包, 以便后续的识别。最后用KNN(K-Nearest Neighbors)算法进行识别检索。实验结果与事实吻合, 为藻类造成的环境污染问题的研究提供了有效的技术支持。

为解决复杂场景中目标遮挡、算法鲁棒性差的问题, 提出基于模板匹配与线性预测的算法。该算法分为模板匹配和线性预测两部分。场景中无遮挡物时, 执行模板匹配算法, 获取目标跟踪信息; 否则, 通过预测算法估计目标的状态, 进而实现目标跟踪。实验结果表明, 在目标有遮挡干扰的情况下, 采用该算法能稳定、准确地实现目标跟踪, 与传统的模板匹配算法相比具有较强的鲁棒性。

为解决LED(Light-Emitting Diode)因功率过低而使其寿命受限的问题, 对现有的LED 轨道灯的散热器结构及驱动电路进行了改进与优化设计。设计以图形用户界面应用程序Ansys 作为开发平台, 通过Gambit 剖分以及温度场Fluent 仿真实现了LED 轨道灯的优化热设计。同时, 以50 W 功率的LED 热分布模型为例, 给出了LED 温度分布机制和温度场分析的解析模式及其理论公式推导、实验数据测量和仿真场图分析。研究结果表明, 该新型LED 优化热设计在提高LED 功率(从30 W 提高到50 W)的同时使温度从80 益降低到76 益, 从而提高了灯具的使用寿命, 改善了照明效果。

针对现有便携式电源能量单一化的问题, 设计了一种基于光伏发电与压电发电技术的便携式电源装置。以太阳能与人体产生的动能作为能量来源, 分别通过太阳能电池板与压电陶瓷对两种能量来源进行收集利用。通过光伏发电和压电发电技术设计的太阳衣和压电发电鞋能优势互补、提高发电效率。同时对太阳能发电装置和压电发电装置单独工作和共同工作两种情况进行数据测量和分析。实验结果表明, 该装置符合便携式电源装置的技术指标要求, 克服了传统的便携型电源装置因受外界环境干扰而不能持续供电的缺限, 从而提高了发电效率。

针对传统K-eans 算法因初始聚类中心的随机性而导致聚类结果产生很大的波动性问题, 提出一种基于最小距离乘积聚类算法CAMDP(Clustering Algorithm based on Min-Distance Product), 利用数次抽样技术, 在得到的聚类中心集合上继续使用最小乘积法寻找最佳的初始聚类中心, 较大程度减少了K-eans聚类算法对初值选取的随机性。实验结果表明: 改进后的K-eans算法既考虑了网络结构的拓扑信息, 又考虑了节点的属性特征, 为社区划分提供了有力的决策支持。

为提高地震数据压缩感知重构的信噪比和保真度, 提出一种基于曲波变换的地震数据压缩感知重构算法。建立了地震数据压缩感知重构模型, 分析了基于曲波变换稀疏表示的地震数据各尺度之间能量与熵的分布特性, 结合分块压缩感知技术降低随机观测的计算复杂度, 利用曲波变换稀疏表示高频区域各尺度之间的相关性, 设计了随信息熵变化的自适应双变量收缩阈值迭代重构的方法。实验结果表明, 在相同的采样率下,该算法重构的地震数据峰值信噪比提高了1. 5 dB 以上, 并且具有良好的细节信息保持能力。

为实现遥感数字图像的快速显示, 开发了基于QT 和GDAL(Geospatial Data Abstraction Library)的遥感图像快速显示程序, 并以ERDAS IMAGINE标准数据格式IMG 图像文件为例, 给出了Windows 系统下IMG 图像显示和坐标实时显示程序的环境配置过程、开发框架、建立流程以及功能模块的实现。程序采用开源GDAL 类库, 以图形用户界面框架QT 作为开发工具, Visual Studio 2008 作为开发平台, 采取多线程分块处理方法提取IMG 数据中波段信息和坐标信息, 实现IMG 图像的快速显示以及坐标的实时显示。同时结合QT 和GDAL 进行开源程序的开发, 改变了依赖于宿主软件进行二次开发的程序开发模式。研究结果表明, 对于1. 8 GByte 遥感图像的显示, 采用多线程分块处理方法, 与单纯使用RasterIO()函数相比, 处理时间缩短了2. 7 s, 提高了图像读取和显示效率以及程序开发的自主性, 满足了大数据量的应用需求。

为直观地分析社会群体网络, 观测社会群体行为, 提出了社交网络数据的可视化分析方法。该方法将社会关系网络描绘成由点和线组成的图, 再对图形中的节点分布位置、节点的大小以及点线密度等进行有效分析。运用在线社会网络数据可视化分析技术, 结合python 可视化与python 科学计算技术, 增强了网站的吸附性, 获得了较好的用户体验。

为了提高传统串行类簇级测试速度, 对类簇测试任务并行化方法进行研究。使用类间依赖关系和类测试依赖关系分析方法将类簇级测试任务并行化问题转化为求解对象关系图中节点的并行性。复杂的类簇关系会形成有向环路, 为确定环路中测试的起始位置需要将环路打破, 提出了综合考虑节点度数、环路数和测试桩复杂度3 种因素的破环方法; 对消除环路的对象关系图进行并行性分析, 并设计了一种分层并行算法。通过实验对串行方案和分层并行方案进行对比, 证明了分层并行方案的有效性。

针对手机用户的个性化需求较高及传统方法的进程监控问题, 设计并实现了基于Android 开发平台的手机言行记录系统。该系统通过控制手机通讯录信息、文件加密操作、应用程序监控以及日志监控等方式实时监控分析手机用户的言行记录, 方便用户的自我监控与管理。该方法主要运用Intent 和日志监控实现软件监控功能,通过类FileEncrpter 对文件系统加密, 对录音加密则使用流加密, 运用MediaRecord 类和ACC(Advanced AudioCoding)编码实现音频录制。实验结果表明, 该系统达到了较为理想的实验效果, 证明了该系统的可行性。

针对故障树建模中的多态性和判定表约减问题, 提出了一种二态不完全判定表法。该方法以事件为条件桩、0,1 为条件项的判定表为媒介, 列出各种可能的事件序列。在各事件序列条件下, 根据部件间的相互作用演绎输出事件; 根据工作原理, 排除不相关事件和重复事件以简化规则; 对相同输出事件的事件序列求并集,确定事件间因果关系。通过对前轮转弯系统故障树建模验证, 用这种方法建树的结果与FMEA(Failure Mode and Effects Analysis)及故障手册列出的结果是一致的, 而且能有效减小运算规模。

为完善用数据选择器进行组合逻辑电路设计的方法, 分析了数据选择器输出函数的与或形式逻辑表达式, 发现利用输出原函数、输出反函数互为反函数的关系, 对于某些逻辑问题的设计可使数据选择器的数据输入端有变量接入时都为原变量, 而不需要附加非门对反变量进行取非运算, 简化了电路结构。