基于对象的水下视频低码率编码算法

由于水下声波信道带宽窄,难以采用高效视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)实现水下视频低码率传输。提出了一种基于对象的水下视频低码率编码算法。首先对水下对象视频进行时空域下采样以降低其数据量,再采用低延时模式编码少量视频帧作为参考帧。然后,提取水下对象视频非参考帧的特征点,并对特征点和对象掩膜进行编码。在解码端用特征点和掩膜进行对象的粗糙重建,获得对象的初步轮廓和颜色信息。最后,根据粗糙重建对象和参考帧对象的映射关系,采用基于在线学习的方法实现对象的精细重建。实验结果表明,与HEVC相比,所提算法的BDBR-SSIM(Bjontegarrd Delta Bit Rate and Structural Similarity)降低了14.88%。

基于低比特量化神经网络的红外目标识别方法及其FPGA实现

红外目标识别系统成为航空航天、无人驾驶等军事和民用领域中一项至关重要的技术。红外目标识别算法是红外目标检测识别系统中的核心之一。传统红外目标识别技术往往依赖人为的特征选择,无法对复杂困难的红外目标实现高效、准确的识别。本文提出了训练中反量化与通道级量化相结合的量化策略,有效减小量化误差对网络模型性能的影响。实验结果表明:本文提出的低比特量化算法在红外数据集上有着优异的表现。在硬件部署方面,本文提出了更加高效的卷积计算单元,提高了硬件资源的利用率,同时也达到了更高的峰值性能。最终,在PYNQ-Z2嵌入式现场可编程门阵列(FPGA)上进行验证,系统在150 MHz的时钟频率下达到了90.6 GOP/s的峰值吞吐率,其功耗为2.5 W。

多目标量子编码遗传算法

如何使算法快速收敛到真正的Pareto前沿,并保持解集在前沿分布的均匀性是多目标优化算法重点研究解决的问题。该文提出一种基于量子遗传算法的多目标优化算法,利用量子遗传算法的高效全局搜索能力,在整个解空间内快速搜索多目标函数的Pareto最优解,利用量子遗传算法维持解集多样性的特点,使搜索到的Pareto最优解在前沿均匀分布。通过求解带约束的多目标函数优化问题,对该文算法的多目标优化性能进行了考察,并与NSGAII,PAES,MOPSO和Ray-Tai-Seow’s算法等知名多目标优化算法进行比较,结果证明了该文算法的有效性和先进性。

基于颜色和区域运动目标识别的研究

针对全自主足球机器人目标识别受光强变化的影响,实时性、准确性和鲁棒性存在的不足,提出了一种基于动态窗口HSI(H色度、S饱和度、I亮度)色彩空间模型的阈值向量位与及区域合并算法,并通过动态窗口减小搜索范围加快分割速度,实测目标识别的平均运行时间约26 ms;另外,根据目标的矩不变及卡尔曼滤波的方法,提高了跟踪目标的准确性和鲁棒性,实验结果表明,目标跟踪准确率约99.3%,使整套系统具有很高的实时性和很好的识别效果。

PDC钻头钻进过程的动态仿真

计算机软件模拟试验可对各种形式的PDC钻头在不同的岩层条件和钻井参数下进行试验。将井架、钻柱和钻头作为一个系统,建立了PDC钻头动力学模型,包括纵向振动、横向振动、扭转振动以及钻头与井壁碰撞模型。通过面向对象的编程方法,在Visual C6.0的环境下将模型实现为计算机软件。实例证明,仿真软件计算结果与PDC钻头实际工况吻合。利用该软件可在不同岩石性质和钻井参数下,对PDC钻头进行仿真,研究各种设计方案在钻进过程中的工作性能,进行分析对比,优选出较好的设计方案。

基于改进型Hopfield神经网络的盲多用户检测算法

基于Hopfield神经网络没有学习规则,不需要训练,也不会自学习,靠Lyapunov函数的设计过程来调节权值的特点,将广义罚函数与Hopfield神经网络的能量函数结合,基于最小平均输出能量准则,构造出更合适的新目标函数,分析讨论了一种实现DS/CDMA盲多用户检测的改进型Hopfield神经网络方法。仿真结果表明,该算法在误码率、抗远近效应方面都有明显的改善。

基于位对象的最大频繁模式挖掘算法

提出了基于位对象的最大频繁模式挖掘算法.算法中,用位对象表示数据,并用位对象概念改进FP-Tree.用深度优先搜索策略,通过压缩数据库,并用位对象的特性简化模式支持度的计数,使挖掘时不需产生条件FP-Tree和候选项目集,以提高最大频繁模式的挖掘效率.实验结果验证了BFP-Miner的有效性.

基于NSGA2的钻进参数多目标优化

在钻进参数优化过程中,机械钻速、钻头寿命和钻头比能是衡量钻井整体技术的重要依据。针对以单位进尺成本为目标的钻进参数优化问题,提出了钻进参数多目标优化方法,建立了以机械钻速、钻头寿命和钻头比能为组合的钻进参数多目标优化模型,并采用NSGA2多目标优化算法对模型进行仿真计算。仿真结果表明,采用NSGA2求解优化问题,能以较快的收敛速度在解空间内得出分布均匀的pareto最优解集,为决策者在工程实际中选择优化方案提供有效方法,大大提高了工作效率,同时也为优化钻井提供了一种新方法。

基于量子位实数编码的优化算法及轧制规程多目标优化

针对热连轧轧制规程优化问题,以等功率裕量和轧制能耗为优化目标函数建立热连轧轧制规程多目标优化模型,提出基于量子位实数编码的热连轧轧制规程多目标优化算法。该算法将免疫遗传算法框架与量子计算思想相结合,采用量子位实数编码,利用量子态干涉进行遗传算子的交叉和变异,同时保证非支配解按拥挤距离选择优势免疫抗体种群,得到Pareto全局最优解集。以某轧钢厂热连轧精轧机组为例,验证本文所提及算法的有效性。实例分析表明,所提及的算法在寻优能力和收敛速度上均优于传统的NSGA-Ⅱ算法,能够获得更好的Pareto解集,有效地解决热连轧轧制规程多目标优化问题,改善了轧制能耗。

视频对象分割与两种面向对象的视频编码器

在基于对象的视频编码中 ,视频对象的分割是重要的任务 .本文研究一种利用位移帧差 (DFD)的高阶统计特性和数学形态学算子的视频对象自动分割方法 .这种方法首先根据一组转移帧差的高阶矩来得到一个大体覆盖运动对象的区域 (模板 ) ,接着用形态学的腐蚀算子从模板的边沿向内腐蚀 ,直到对象的边沿 .提出一种简单而高效的基于查找人头肩像轮廓最大转折点的头肩分离算法 .在分割的基础上 ,用软件实现了一种基于MPEG 4的视频编码系统 .提出一种面向对象分配带宽 (OOBA———object orientedbandwidthallocation)的极低比特率视频编码器 .该编码器与传统基于帧的视频编码器相比 ,在低比特率环境下 ,PSNR略为下降 ,但图像的主观视觉质量得到提高 .

TV-Anytime系统中动态自适应的影像对象映射

该文提出了两种不同的策略 ,来处理一个基于层次型服务器网络的大规模 TV- Anytim e系统中的动态影像映射问题 .基于预测的阶段性重映射策略是每隔一个时间周期决定服务器网络中的影像对象映射 ,以处理系统较长时间内的变化 .自适应的重分配策略则处理系统较短时间内的变化 ,该重分配策略基于不同影像对象的收益 /开销 ,其目标是尽大化服务器系统产生的收益 .模拟实验表明 。

基于矩阵编码的量子可逆逻辑电路进化设计方法

本文研究基于遗传算法的量子可逆逻辑电路综合技术,能实现可逆逻辑电路功能、量子门数、垃圾位数和量子代价的多目标优化设计.建立了量子可逆逻辑电路综合数学模型,采用了量子可逆逻辑电路矩阵编码方案,设计了量子可逆逻辑电路进化操作算子,给出了量子可逆逻辑电路多目标进化设计算法.以8位量子可逆乘法器为设计实例,实验结果证明了所提出的量子可逆逻辑电路多目标进化设计方法是正确有效的.

基于对象的视频编码技术

首先介绍了视频对象的分割技术,然后着重对视频对象编码的相关问题进行了分析和阐述,包括典型的形状编码方法,对纹理编码、形状和纹理数据的运动估计以及任意形状视频对象的可扩展编码等问题进行了分析;最后介绍了视频对象编码中的比特分配问题。

面向对象分配带宽的极低比特率视频编码器

在低比特率环境下 ,如何提高图象编码质量是许多人感兴趣的课题 ,针对此问题 ,提出了一种面向对象分配带宽 (OOBA)的视频编码器 ,用以提高低比特率环境下编码图象的主观质量 ,在充分考虑人的主观视觉特性的基础上 ,该编码器把图象序列分成不同的视频对象 ,而每个对象以宏块为单位构成 ,并且对每个对象单独分配大小不同的带宽 ,以把更多的比特分配给主观感兴趣的对象 ,来达到在低比特率环境下提高编码图象主观视觉质量的目的 .虽然每个对象独立编码 ,但在比特流的组织上却能与 H.2 6 3兼容 .为了合理地在多个对象间分配带宽 ,还给出了基于速率 -失真 (R- D)模型、基于序列分析和比值加权法等 3种带宽分配方法 .实验结果表明 ,该编码器与传统的基于帧的编码器相比 ,在极低的速率下 ,峰值信噪比虽略有降低 ,但图象的主观视觉质量却得到较大的提高 .从而表明了该编码器的有效性 ,也说明在低比特率环境下 ,仅以客观准则作为评价编码器好坏的标准是不够的 .

基于等价类的Apriori优化算法

介绍关联规则挖掘中的经典算法——Apriori算法的关键思想。针对传统Apriori算法效率上的不足,提出一种改进的Apriori算法——Ec-Apriori算法。该算法采用划分的方法,按照频繁1-项集支持度对数据库进行划分,在各自独立的子数据库上运用等价类的方法生成候选集,优化连接操作,同时利用位对象操作简化支持度的计算,较好地提高了算法效率。实验结果表明,改进后的算法具有较好的有效性。

64位计算技术求解电大尺寸电磁计算问题

研究了64位计算技术求解电大尺寸电磁计算问题的能力。基于矩量法(MOM)的基本原理,利用C语言开发32位矩量法计算程序,给出算例验证程序的有效性。分析32位系统对程序的限制发现,对于电大尺寸问题,当内存需求大于2.2 GB时,32位程序无法计算。利用64位编程技术,开发了64位矩量法的计算程序。对比表明,64位技术能明显提高矩量法的计算范围,增强了矩量法求解电大尺寸电磁计算问题的能力。64位计算技术,提供了矩量法求解电大尺寸目标的另一种途径。

基于熵能的H.264压缩域运动对象分割

提出了一种基于熵能选取自适应阈值的时空域运动对象分割方法。首先对H.264压缩码流中提取的原始运动矢量场进行连续多帧的累加来增强运动信息,并对累积运动矢量场进行相似性判断,初步获得运动块;然后提取压缩码流中4×4块残差编码位数,并基于熵能自动选取自适应局部阈值,获取运动区域的轮廓信息;最后结合运动块和轮廓信息按照一定的规则对边界进行校正。对多个视频序列进行了实验,结果表明,该算法能快速取得较好的分割结果。

超大规模MIMO下行系统1位传输信号设计

在超大规模MIMO系统中,采用1位数模转换器可降低硬件成本和功耗,但增加了预编码器设计的难度.文章研究PSK调制下超大规模MU-MIMO系统的1位预编码问题.首先利用相长干涉的思想,对接收信号进行坐标变换,将1位预编码问题建模成多目标优化问题.然后通过降维的方法,把多目标优化问题转换成双目标优化问题,提出一种基于相长干涉的交替优化算法来获得双目标优化问题的次佳解.该算法包括初始分配阶段和局部搜索优化阶段,按逐个元素的方式确定1位量化信号.结果表明,该算法可获得与现有的非线性预编码方法相媲美的性能,同时具有更好的性能-复杂性平衡.

语音增强技术在低速语音编码中的应用

在语音编码的应用环境中 ,特别是在军事应用中 ,强噪声环境下声码器性能的改进是一个亟待解决的问题。在研究语音增强技术的基础上 ,将语音增强技术应用于低速语音编码 ,有效地改善了低速语音编码算法的抗背景噪声的性能。并利用所构建的语音质量客观评价平台 ,对语音增强低速语音编码算法的抗背景噪声性能进行了客观评估与分析。

低码率音频质量客观评价算法研究

移动音频在传输和存储时,为了充分利用带宽和存储介质,必须压缩码率,从而造成音频质量的下降。这意味着低码率音频质量评价的问题呈现出了前所未有的重要性。对低码率音频质量客观评价算法进行了研究:(1)利用结构相似性算法(SSIM算法)对受损音频的时频图进行客观评价。通过对低码率音频失真特点的研究,对结构相似性算法做了两点改进,改进后的结构相似性评分与音频质量主观评分的相关度为0.86,适用于多种失真类型。(2)联合PEAQ客观评分与SSIM客观评分,采用曲面逼近的方法与主观评分拟合,代替PEAQ算法中的人工神经网络,最终客观评分与主观评分的相关度为0.91,有较好的一致性。