基于多分支特征融合的密集人群计数网络

针对人群计数任务中存在的多尺度变化、背景噪声等问题,提出一种基于多分支特征融合的人群计数网络。在网络前端设计一个双向特征融合路径,将网络深层的语义信息和浅层的空间细节信息进行反复提取融合,使用位置注意力机制和通道注意力机制增强网络对人群和背景之间的判别能力,生成高质量特征图;网络后端采用密集残差连接增强网络对人头连续的多尺度信息提取能力,得到最终的人群密度图。在ShanghaiTech、UCF_CC_50和UCF_QNRF数据集上分别进行的对比实验的结果表明,该模型的计数性能优于先前诸多方法,有着良好的计数精度。

基于形变残差和级联编码的胰腺分割模型

为解决深度卷积神经网络进行胰腺分割时存在的胰腺形状位置变化大、噪声干扰、部分小目标等问题,提出一种结合可形变收缩残差块(Deformable Shrinkage Residual Block,DSRB)与级联编码模块(Cascading Encoding Module,CEM)的胰腺分割模型DC U-net。该模型利用2个可形变卷积、注意力机制以及残差结构设计了DSRB,通过可形变卷积来解决胰腺形状位置变化大的问题,使用软阈值化来减少噪声干扰;采用CEM来进行特征融合,对编码特征进行复用以降低编解码阶段的特征差异度,加强对小目标特征的学习。在NIH公开数据集上的实验结果表明,本文模型DC U-net的平均Dice相似系数(Dice Similarity Coefficient, DSC)达到87.26%,平均交并比(Intersection Over Union, IOU)达到77.98%,分割精度优于对比模型。

油水界面测量与计算

精确测量原油储罐油水界面是石油开采加工工艺过程的基本要求,油水界面测量技术在石油化工过程系统工程研究中占有十分重要的位置。首先介绍了油水界面测量技术的研究现状,分析了每一种测量技术的测量原理和技术应用,并从技术原理、测量方式和计算方法3个方面对15种油水界面测量技术进行了对比总结;其次重点探讨了油水界面计算方法,提出按照直接读数、关键参数、矩阵数据和图像分析4个方面总结油水界面计算方法,并对其所用算法研究进展进行分析和对比;最后对油水界面测量技术下一步发展做了展望,预测了油水界面测量技术在混合模式技术原理、非接触式测量方式、高精度测量过程、多维数据计算方法和智能化信息系统建设平台等5个方面的发展方向和技术难点。

油水界面测量过程中自适应阈值聚类优化算法

精确检测原油储罐内油水界面及液位高度是保证净油外输含水率控制精度及联合站盘库系统计量精度的前提条件,是石油化工过程系统工程中的重要环节。鉴于油水界面测量过程中传统分类统计算法和经典K-means聚类算法存在依赖人工选取典型值和初始聚类质心、计算结果不确定性以及精度难于保证等问题,本文提出了一种改进的K-means自适应阈值聚类优化算法。该算法能自动获取最优初始阈值,并改进了油水界面测量传统分类统计算法和经典K-means聚类算法的思想,可实现最优数据分类。首先采用自适应阈值查找算法自动查找油水界面最优初始阈值,其次采用改进K-means聚类优化算法对油水界面数据进行最优划分,最后根据最优化聚类结果计算油水界面及液位高度。实验结果表明:相对于油水界面测量的传统分类统计算法和经典K-means聚类算法,该算法无需人工选值、能够完全保证计算结果的准确性,且比经典K-means聚类算法和其他改进K-means聚类算法所需的迭代次数更少、运行时间更短。

基于连通域标记的原油乳状液粒径检测算法

检测原油乳状液液滴粒径、观测粒径分布在石油化工过程系统工程中有着非常重要的作用。探讨了现有粒径检测方法,提出基于连通域标记的原油乳状液粒径检测算法。通过图像滤波和二值化操作,对原油乳状液图像进行预处理后,经过连通域标记和等价标记替换处理,获得原油乳状液粒径显微已标记图像,分析已标记图像中的连通域,计算液滴个数和粒径大小,统计液滴粒径分布。在实际图像上的实验结果表明,该算法可以顺利完成原油乳状液内液滴粒径计算和统计,且较现有算法准确率高、占用内存空间小。

基于FPGA的二值图片连通区域标记算法

提出一种基于FPGA的二值图片连通区域标记算法,每次提取9个像素信息,充分利用FPGA的并行处理能力,在一个时钟周期内完成9个像素的处理,在对图像进行遍历的同时进行快速标记.最后搭成简单测试电路.在PC上将二值图片通过USB传输给FPGA,然后FPGA将图片进行标记,标记完成后将标记的图片和所用的时间返回PC.将实验结果与现有几种图像处理方式进行比较,发现FPGA在处理图片能力与软件处理方式能力相当时,主频、功耗远低于软件处理设备,且成本低,可以作为专用图像处理设备.

基于定向天线的多中继DF协作通信系统性能分析

为提高多中继协作通信系统可靠性,将定向天线和多中继协作通信系统相结合,提出基于定向天线的解码转发最佳中继选择协作策略。首先理论推导出定向发送—定向接收模式下通信系统中断概率闭合表达式,并推导出定向发送—全向接收、全向发送—全向接收模式下的系统中断概率计算式。然后对3种模式下,协作通信系统中断概率和信噪比、中继节点数、天线增益、信道衰落系数以及信道容量之间的关系进行了数值仿真分析。理论分析和仿真结果表明,采用定向天线的协作通信系统可以有效降低协作通信系统中断概率,提高频谱利用率,并且存在最佳中继节点和最优功率分配系数使得中断概率进一步下降。

双模式驱动的数据结构课程设计

以数据结构课程设计教学目标为基础,以提高学生综合运用理论知识解决实际问题的能力为宗旨,根据学生知识储备的实际情况,综合案例驱动模式和CDIO模式,对包括课程设计教学前期准备在内的各个教学环节提出改革措施,并具体阐述各个阶段的实施方法及效果。

基于图论的二值图像八邻接欧拉数算法

为了进一步提高现有二值图像欧拉数算法的效率,根据图论中的欧拉定理,提出了一种基于图论的二值图像八邻接欧拉数算法,通过计算与给定图像对应图形中的结点、边和基本面的数量来计算图像的欧拉数。在噪声图像和各种自然图像上的实验结果表明:该算法在大多数情况下都要优于其他现有的欧拉数算法。

基于极化天线的机会中继选择协作通信

在移动节点配置极化天线,在满足节点体积限制条件的同时还可以获得良好的节点到节点的数据链路通信质量.研究通过协作节点配置极化天线来改善机会中继选择协作通信的性能的可行性.但由于极化电磁波信号在空间传播时存在散射、折射和极化偏转,接收机接收的二分集极化信号存在一定的相关性和功率不平衡等不利特性.研究了极化信号的相关性和功率不平衡等不利特性对机会中继选择协作通信的中断概率、频谱效率的影响.结论显示,基于极化天线的机会中继选择协作通信在相同信噪比和相同的信道衰落环境下,中断概率、频谱效率优于传统未采用极化天线的机会中继选择协作通信性能.

基于引导系数加权和自适应图像增强去雾算法

针对基于暗通道先验去雾算法易产生图像偏暗、细节信息丢失等现象,提出了一种基于引导系数加权和自适应图像增强去雾算法.首先,对原导向滤波方法进行采样和引导系数加权,快速得到精细化的透射率;然后,利用K-均值聚类将原图像标定为亮色和非亮色区域,约束透射率和大气光值,达到图像噪声抑制和大气光值优化的效果;最后,结合大气散射模型恢复图像,并利用自适应线性对比度增强方法对恢复后的图像进行优化.实验结果表明,与其他代表性去雾方法相比,由本文算法所获得的去雾图像不仅能克服图像失真、细节丢失等问题,同样在主观指标上和客观指标上都能取得较好的结果.

电磁波油水液位监测系统研究

为解决系统运行不稳定、人工干预多、易黏稠挂料、受温度湿度影响大以及缺乏实用高效的非组态管理软件等问题,文中设计了一种电磁波油水液位监测系统。该系统应用电磁波油水液位测量技术测量油水液位,并结合GPRS无线通信网络,通过下位机数据采集模块、上位机非组态信息管理软件实现原油储罐油水液位的测量与管理。经过仿真数据实验、实验室虚拟环境测试和陕北油田某采油厂试点等实践环节,最终证实该系统运行稳定、测量数据精确、用户操作方便。

一种快速二值图像欧拉数算法

欧拉数是二值图像的重要拓扑属性之一.针对现有二值图像欧拉数算法中存在的像素重复检查问题,提出了一种新的基于四方格计数方法的二值图像欧拉数算法,定义了四方格的四种不同状态,通过四方格之间的状态转换尽可能避免了像素重复检查,同时利用数量较少的四方格实现二值图像欧拉数的计算以提高算法效率.在不同类型图像上的实验结果表明,该算法在大多数情况下都要优于其他现有的欧拉数算法.

用于油水界面测量的中值预处理聚类算法

原油储罐油水界面测量过程是油田联合站信息化系统过程控制中的重要环节。油水界面测量过程中,为了解决油水界面数据存在伪数据及油水界面传统算法结果误差较大等问题,提出了用于油水界面测量的中值预处理聚类算法。该算法首先采用中值预处理算法消除油水界面数据中的伪数据,获得有利于聚类划分的优化数据;其次根据油罐内介质特性,利用改进的K-means聚类算法确定聚类中心数量和阈值大小,划分油水界面数据分段区域,并反复对比区域变化,不断修正初始阈值,确定一组最优阈值;最后按照分类统计的方法求得油水界面及液位高度,实现油水界面精确计算。实验结果表明,油水界面中值预处理聚类算法比传统算法更稳定、更准确、更智能,适合于为原油储罐油水界面监控和盘库系统提供精确的监测数据。

油水液位测量中数据优化算法研究

原油储罐油水液位测量技术在石油行业应用广泛,研究涉及油水液位数据的优化问题。针对电磁波油水液位测量中存在伪数据的问题,分析了油水液位测量过程和油水液位计算过程,对比了现有3种油水液位数据优化算法,因其应用存在一定范围的局限性,提出了一种新的油水液位数据优化算法。该算法运用模板求中间值遍历线性数据的方法,屏蔽油水液位数据中的伪数据。实验结果对比表明:该算法能解决油水液位数据中随机出现的普遍性伪数据,优化过的数据集合有利于获取油水液位阈值,确保最终计算得到的油水液位高度符合实际测量值。

一种高效的模式串匹配算法

基于BM算法和Horspool算法,提出了一种简单且高效的模式串匹配算法.将匹配成功部分的每个字符作用于坏字符移动策略以获得多个移动参考量,从这多个参考量中选择最大值作为模式串的当前移动量.模式串在每个不匹配位置的移动量可以仅根据模式串预先计算获得.实验结果表明,该算法在任意不匹配位置所给出的移动量均是当前模式串的最大移动量,提高了模式串匹配的效率.

罗兰-C脉冲水下传播特性高精度预测理论算法研究

对罗兰-C脉冲水下传播特性预测模型算法进行推导研究,综合考虑了信号先沿陆海表面、再由空气入水传播时的路径损耗、相位延迟、色散效应及空气海水界面两侧场量的约束条件.分析了0~10m不同海水深度罗兰-C电场幅度与相位的变化,并与无畸变的标准场信号进行比较.结果显示:随着入水深度增加,色散效应导致脉冲前沿展宽,跟踪点相位超前.该结果去除了由参比场量近似引入的误差,精度更高.

各向同性电离层低频一跳天波时延特性研究

低频天波的准确预测对于低电离层探测、远程导航授时具有重要意义。该文基于传统"波跳"理论和FDTD方法对地-电离层波导中天波传播时延特性进行研究。结合天地波时域分离技术,给出了100 kHz载频罗兰-C信号在均匀/指数渐变各向同性电离层条件下,距发射台200 km范围内采用两种方法计算的一跳天波时延随收发距离的变化规律。与"波跳"理论相比,该方法可同时考虑地面不规则、电离层昼夜参数分布不均匀的影响,计算精度更高。

一种二值图像物体形状特征计算方法

二值图像连通域(物体)的形状特征(面积、周长、圆形度和重心等)在物体识别、文档图像分析等计算机视觉领域有着广泛的应用.在进行连通域形状特征的计算时,首先要使用连通域标记算法将每个连通域用不同标号标记,再计算每个连通域的形状特征.针对现有的相关算法只能计算没有孔洞的连通域的形状特征的问题,提出一种可以计算含有孔洞的物体的形状特征的算法.在基于边界追踪的连通域标记算法的基础上,在进行连通域标记的同时融合形状特征的计算.算法在线性时间内完成且所需内存空间小.实验结果表明,算法能正确地、有效地计算含有孔洞的物体的形状特征.

图像欧拉数计算的FPGA加速设计

欧拉数是二值图像重要特征之一,为进一步提高现有二值图像欧拉数算法的效率,根据图论中的欧拉定理,在GRAY提出的基于四方块类型的欧拉数算法的基础上,提出一种欧拉数计算的FPGA加速设计.充分利用FPGA的并行处理能力,采用三级流水线的设计进行处理,使得计算欧拉数的时间几乎等于从RAM中读取一幅图的时间,极大提高了欧拉数计算的速度.最后使用41张随机二值噪声图像进行测试,结果表明,PC上的先进算法的处理时间随目标像素的密度的改变有很大的变化,最慢时间为最快时间的5倍左右,而本文设计的FPGA加速设计中,处理一幅图像的时间与目标像素无关仅与图片大小有关,且与理论上读取一幅图片的时间非常接近,速度比PC上先进的算法的平均速度快了20多倍,且成本功耗均远低于PC.