苏子河流域土地利用变化对大伙房水库水量的影响

土地利用变化影响着地表径流,分析其变化规律与驱动力有利于实现土地资源与水资源的合理利用。本研究以大伙房水库上游苏子河流域为研究对象,运用转移矩阵分析法、相关分析法等分析方法,评估了气候因素、人为因素及土地利用变化对大伙房水库水量的影响,并主要从土地利用角度进行了分析,探讨水库水域面积增加的原因。结果表明:2000—2020年,水库水域面积呈逐年增加趋势,流域内最主要的两种土地利用变化为林地面积增加、农田面积减少,且两者均对流域产水量起到正效应;同时,气候因素的变化也对水库水量的增加起到正效应。

一种基于小波与双三次插值的CCD图像超分辨方法

为了尽可能地保持CCD图像的原始信息,提高图像的空间分辨率,有利于对图像的细节信息进行观察分析,对各种超分辨方法进行研究,提出了一种改进的基于小波和双三次插值的超分辨方法:对低分辨率图像进行灰度变换,并把它作为小波逆变换的低分辨率图像,对图像进行恢复,再与低分辨图像的双三次插值图像求平均。将该方法应用于CCD图像,从视觉上空间分辨率有提高,并可以获得25.524 4 dB的峰值信噪比。实验结果表明,该算法得到了比全小波双三次插值、原图像作为低频图像小波双三次插值和双线性插值更高的峰值信噪比及更好的图像细节效果,是一种适合提高CCD图像分辨率的有效方法。

基于EBCOT的平衡多小波航空图像压缩编码

鉴于预滤波有可能造成多小波的正交性、对称性的"丢失"及基函数支撑的增加,提出了多小波"平衡"算法,使得多小波基有与单小波基相同的性质。充分利用平衡多小波分解系数的结构,采用EBCOT图像编码算法,对平衡多小波系数进行压缩处理。当压缩比为32时,峰值信号比为31.3427。实验结果表明:基于EBCOT的平衡多小波算法同时具有图像压缩所需要的正交性、对称性、短支撑和较大的消失矩等多个良好特性,是一种比较有效的航空图像压缩方法。

航空图像压缩中双正交小波提升设计

利用小波消失矩与其对应的滤波器在z=1处零点阶数的关系,提出了一种设计最佳提升系数的迭代算法。该算法克服了用提升格式方法时求解高阶导数计算复杂的缺陷,通过求解一组简单的线性方程组来设计基于任意双正交小波的提升系数,从而实现了根据具体要求动态地、迭代地设计小波的目的。该算法可以用于设计对称和非对称的小波,并在航空图像压缩中取得压缩倍数为49.9132,峰值信噪比(PSNR)达46.27961的良好效果。

整数双正交小波图像压缩及其DSP实现

对于高分辨率相机所成图像,数据量非常巨大,仅用软件压缩远远不能满足实时性要求。本文提出一种适于硬件实现图像压缩算法——整数双正交小波变换的提升算法,并用DSP(Digital Signal Processing)芯片实现该种算法。由于输入的图像的灰度值是整数,为减少误差,我们把滤波器的参数也设计成整数形式,这种小波的计算只需两个浮点运算和16个整数运算,降低运算的复杂度,减少存储空间,进而提高实时性。并结合SPIHT编码方法提高压缩比(可达到31.25)。

频谱解混叠图像超分辨重建

在不增大光学系统的焦距,也不缩小CCD器件阵元的宽度的情况下,为了获得高分辨率的图像,对多幅具有互补信息的低分辨率图像进行研究。首先,把多幅具有互补信息的低分辨率图像通过傅里叶变换到频率域;接着,对频率域中高分辨与低分辨率图像之间关系进行建模,进而得到它们之间的关系;然后,通过对模型求解,得到高分辨率图像的频率值;最后,进行傅里叶反变换即可得到高分辨率图像。实验结果表明：该重建方法获得的高分辨率图像在视觉上比用任意一帧图像经过双线性插值获得的图像要清晰得多,与实际摄取高1倍的分辨率图像几乎达到一样。对Bridge图像的恢复峰值信噪比可以达到34.767 3 dB。该方法是切实可行的,且恢复图像边缘视觉效果好。

航空图像压缩的双正交小波滤波器整数化设计

在航空图像压缩中,通常采用具有线性相位、正则性、消失矩和完全重构,及适于硬件实现、实时等特性的小波。根据小波滤波器设计,提出了一种基于图像压缩的构造整数双正交小波滤波器的设计方法。从选择小波基的原则为出发点,以CDF9-7小波基为参考,以压缩效果为准则来构造出更优的双正交整数小波基,并且采用航空图像为标准训练图像,以压缩比、峰值信噪比、压缩后保留能量百分比为参数,来寻找最优的小波基。试验结果证明,此方法可以实施非常简单的、无浮点乘法的运算,因而减少运算复杂性以及降低小波硬件实现的难度。

数学实验在工程数学教学中的应用

从《工程数学》教学实践出发,针对当前面临的教与学困难,提出引进《数学实验》课以解决这一问题.阐述了《数学实验》课的特点、重要性、作用,并给出具体实施办法.《数学实验》课可全方位提高学生学习《工程数学》兴趣,进而提高应用《工程数学》解决问题的能力.

应激系统的运行机制与情绪疗法

应激是个体面临或觉察到环境变化对机体有威胁或挑战时做出的适应性和应对性反应的过程。个体因为应激源所致的各种生物、心理、社会、行为方面的变化,常称为应激的心身反应。为了帮助飞行员调整好精神状态,保持身心健康,保持积极情绪学习和训练,避免过度的应激反应造成危害;通过总结出应激系统的神经运行机制及其致病机理;并对压力(应激)进行其实质和内涵的分析;最后给出压力的情绪调整方法。

一种频率域解混叠的CCD图像超分辨重建方法

在不增大光学系统的焦距,也不缩小CCD器件阵元的宽度的情况下,为了获得高分辨率的图像,对多幅具有互补信息的低分辨率图像进行研究。首先,把多幅具有互补信息的低分辨率图像通过傅里叶变换到频率域;接着,对频率域中高分辨与低分辨率图像之间关系进行建模,进而得到它们之间的关系;然后,通过对模型求解,得到高分辨率图像的频率值;最后,进行傅里叶反变换即可得到高分辨率图像。实验结果表明,该重建方法获得的高分辨率影像在视觉上比用任意一帧影像经过双线性插值获得的影像要清晰得多,与实际摄取高一倍的分辨率影像几乎达到一样。对bridge图像的恢复峰值信噪比可以达到34.767 3 dB。该方法是切实可行的,且恢复图像边缘视觉效果好。

基于小波分析的分形图像去噪压缩方法

近十几年来,分形(Fractal)在图像压缩技术中的应用已成为图像数据压缩领域中最为热点的问题之一。其压缩比在理论上可超过经典压缩方法的几个数量级。但实际上,原始图像经常被噪声污染。噪声的存在一方面使得图像编码的时间延长,另一方面降低了图像的信噪比,使图像质量明显下降。本文对小波变换、分形压缩编码的原理和特点进行了分析;结合小波变换和分形压缩编码,利用分形的自相似性,研究了基于小波域的分形图像去噪、压缩方法。该方法有效地减少了计算复杂度和编码时间并获得了良好的图像质量。实验结果表明,该方法在较大的压缩范围内,能够获得好的压缩结果,同时也表明采用这种方法的潜力之所在。

基于误差阈值和最小二乘图像拼接关系矩阵的实现

为了获得图像最佳拼接效果,对相邻图像间变换矩阵的求解问题进行研究,提出了一种全稳健的图像拼接算法。此算法采用SIFT进行特征点提取,初步得到了特征点匹配的伪匹配集合,并运用稳健的误差阈值法将伪匹配点集合划分为内点和外点,在内点域上运用误差的最小二乘优化算法精确地估计出了图像间的点变换关系,最后采用颜色插值对交接处进行颜色过渡。整个算法对有较大误差或错误的特征点数据迭代过滤,并用提纯后的数据来做模型估计,因而对图像噪声和特征点提取不准确有强健的承受能力。在参数估计时,以特征点的坐标位置误差而不是亮度误差来构造优化函数,克服了以往算法对光照的敏感性,使算法更具有实用性。实验结果表明,该算法拼接效果理想,鲁棒性强,具有较高的使用价值。

小波域BP网络图像压缩及Matlab实现

BP网络是一种非线性映射网络,三层BP网络可以很好地逼近任一连续函数.BP网络用于图像压缩是一个很好的创意.但因其训练时间过长,而没有得到应有的重视.人的视觉特性对图像的低频部分及图像的边缘部分比较敏感.经小波分解后图像的大部分能量集中在低频和图像的边缘部分,即这部分小波系数比较大,其余部分小波系数很小,接近于零.因此提出了小波域BP网络图像压缩方法.该方法是根据小波变换后小波区域重要性的不同而采用不同的压缩比.即不重要的小波系数采用大压缩比的BP网络(隐节点少),重要的系数采用小压缩比网络(隐节点多)或不进行BP压缩而直接编码.并给出Mat-lab仿真程序.

5/3小波图像压缩及DSP实现

对于高分辨率相机所成图像来说,数据量是非常巨大的,光用软件来进行压缩远远不能满足实时性的要求。离散小波变换是当今许多图像处理和压缩技术的基础。JPEG2000是最新的静态图像压缩标准,其核心算法是小波变换,5/3小波提升方法在JPEG2000中主要用于无损图像压缩。提出对基于因式分解的提升格式(第二代小波的构造方法)的5/3小波的改进,并采用了TMS320C6416实现的了该算法。DSP实验结果证明该提升5/3小波变换具有处理速度快、实时性强、压缩比大、恢复效果好的特点。

一种亚像素级图像超分辨恢复算法

随着光学成像到光电数字成像的转变,如何提高CCD的几何分辨率,已成为研制高分辨光电成像系统亟待解决的问题.建立了半像元超分辨成像数学模型,提出了半像元的CCD几何超分辨方法.该方法将2片线阵CCD集成在同一器件中,在线阵方向上错开半个像元,同时读出时间减半,最终交织重组图像数据,以合成高分辨率图像.利用MATLAB软件对双线性插值方法及半像元成像方法进行了仿真,并定性定量地分析了2种方法的效果.结果显示:半像元方法合成图像分辨率约为低分辨率图像的2倍,且2组仿真图像中的PSNR比双线性插值图像分别高出1.486 4 dB和2.207 0 dB.该方法可以显著地减轻欠采样引起的图像模糊,且实时性优于双线性插值方法.

一种基于北斗飞行器在监控显示中的状态动态预测方法

飞行器由北斗回传地面导航台前面若干个时刻的飞行状态数据来实现实时监控,需对飞行器当前乃至后续若干时刻的状态进行预测。通过Kalman滤波、粒子滤波等方法对飞行器飞行状态进行预测与估计的研究,提出采用多点状态数据的动态加权平均得出飞行器当前及后续的飞行状态数据,并在数字地球上实时显示,从而实现飞行器实时监控,获得很好效果。通过对飞行器真实数据抽取后预测进行算法对照实验,平均相对误差为0.03%。

亚像元的CCD几何超分辨方法

为了在现有CCD像元尺寸的基础上提高CCD像元分辨力,对CCD几何超分辨问题进行了研究。从研究现状入手,给出了现有算法及其不足,建立了亚像元超分辨成像数学模型,提出了亚像元的CCD几何超分辨方法。该方法将两片线阵CCD集成在同一器件中,在线阵方向上错开半个像元,同时读出时间减半,最终交织重组图像数据,以合成高分辨率图像。利用MATLAB7.0.1软件对双线性插值方法及亚像元成像方法进行了仿真,并定性定量地分析了两种方法的效果。结果显示:亚像元方法合成图像分辨率约为低分辨率图像的2倍,且两组仿真图像中的PSNR比双线性插值图像分别高出1.4864dB和2.2070dB。该方法可以显著地减轻欠采样引起的图像模糊,且实时性优于双线性插值方法。

光电平台中陀螺解耦问题的研究

为了解决两轴、三轴光电平台中陀螺仪的解耦问题,提高光电平台的稳定性,分析了造成两轴光电平台陀螺仪输出耦合的原因,给出了两轴平台正割解耦的算法。结合动力调谐挠性陀螺仪的工作原理与三轴光电平台的具体结构,探讨了三轴光电平台陀螺仪耦合的原因,给出了三轴平台正弦解耦的算法以及基于ARM单片机的解耦软硬件处理技术。通过对三轴平台解耦实验,滚转轴22 mV的耦合输入在解耦后输出降低到3 mV,耦合程度降低86.4%,大大提高了平台高速运动时的控制性能和稳定精度。

基于CMOS摄像头与FPGA的位置检测系统设计

提出采用CMOS数字摄像头采集并提取黑色胶条位置来控制冷却转鼓速度的方法。系统以FPGA作为核心控制器,采用两片SRAM进行乒乓操作,FPGA根据CMOS摄像头输出的同步信号,将采集到的图像信息存储到一片SRAM中,同时读取另一片SRAM中的图像数据并进行图像处理,黑色胶条位置检测采用简单的灰度阈值二值化方法。给出了部分采集图像及仿真结果。采集图像显示,CMOS摄像头成像质量满足工程要求。仿真结果表明,系统实现了SRAM的乒乓操作,并完成了黑色胶条位置检测。系统与冷却鼓连接,实际运行可靠。

提升小波变换在图像压缩中的应用

利用第二代小波变换———提升小波变换,为第一代小波变换提供了一种新的更快速的实现方法,使得其构造不再依赖于Fourier变换构造,可以实现所有的第一代小波变换,提升方案把此变换过程分为分裂、预测和更新3个阶段。基于提升算法的小波变换是新一代静止图像压缩标准———JPEG 2000的核心算法之一。在研究小波提升方案的基础上,分析了它在JPEG 2000应用,最后将小波提升和Mallat算法进行分析比较,试验证明:提升方案的小波变换算法计算时间比Mallat算法减半。