Considering Process Nonlinearity in Dual-Point Composition Control of a High-Purity Ideal Heat Integrated Distillation Column

Dual-point composition control for a high-purity ideal heat integrated distillation column (HIDiC) is addressed in this work. Three measures are suggested and combined for overcoming process inherent nonlinearities:(1) variable scaling; (2) multi-model representation of process dynamics and (3) feedforward compensation. These strategies can offer the developed control systems with several distinct advantages: (1) capability of dealing with severe disturbances; (2) tight tuning of controller parameters and (3) high robustness with respect to variation of operating conditions. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed methodology.

大模型时代:电力视觉技术新起点

随着无人机、巡检机器人和远程监控系统在输电、变电、配电、安监等电力场景中的广泛应用,利用电力视觉技术完成对海量巡检图像的自动处理,能够进一步提升电力系统智能化运维水平,对我国源网荷储一体化进程的快速推进具有至关重要的作用。随着通用视觉大模型的兴起,电力视觉技术正处于从传统深度学习时代向大模型时代跨越的重要节点。该文首先综述了电力视觉技术和通用视觉大模型的最新研究进展,结合视觉大模型在多种公共场景的应用先例,探讨视觉大模型在电力视觉领域将面临的3重能力边界问题。从初步探索通用视觉大模型的潜力,到逐步构建电力视觉大模型的过程,提出4种模型应用范式以突破视觉大模型能力边界。最后分析了视觉大模型对电力视觉研究者的影响,并对大模型浪潮下电力视觉技术的发展方向进行了展望。

基于改进YOLOv5对果园环境中李的识别

为提高果园中高遮挡和密集的李(Prunussalicina Lindl.)的检测精度,提出一种改进YOLOv5s模型,在促进模型轻量化的同时提高模型对李的检测精度。首先,使用新的结构Focus-Maxpool模块替换主干网络中的下采样卷积,使改进模型在下采样时能够保留更多高遮挡目标和小目标的特征信息。其次,使用focal loss和交叉熵函数的加权损失作为改进模型的分类损失,提升改进模型对粘连目标的识别能力。最后,设计若干组检测试验来评价改进模型的性能。结果显示,改进YOLOv5s模型的平均精度优于YOLOv5s、YOLOv4、Faster-RCNN、SSD和Centernet;与YOLOv5s模型的检测结果相比,改进YOLOv5s模型的平均精度、召回率和精度分别提高2.84、9.53和1.66百分点,检测速度可达到91.37帧/s,能够满足实时检测需求。研究结果表明,改进的YOLOv5s模型在真实果园环境下具有较高的检测精度和鲁棒性。

多层螺旋CT图像后处理技术对肺弥漫性粟粒样病变的诊断价值

目的研究多层螺旋CT（MSCT）图像后处理对肺弥漫性粟粒样病变的诊断价值。方法回顾性分析2015年11月至2017年1月首都医科大学附属北京胸科医院收治的以肺部弥漫性粟粒样病变为主要征象的112例患者的MSCT资料。以5mm层厚的常规CT扫描重建为1．25mm的薄层图像，以1．25mm层厚的薄层CT行冠状面多平面重建（MPR）和最大密度投影（MIP），比较4种图像对肺弥漫性粟粒样病变和胸膜下透亮带的显示率。结果112例患者的4组CT图像中，常规CT、薄层CT、MPR和MIP判定为肺弥漫性粟粒样病变分别为101例（90．2％）、105例（93．8％）、105例（93．8％）和111例（99．1％），MIP对肺弥漫性粟粒样病变的显示率高于常规CT（X^2=10．00，P=0．002）、薄层CT（X^2=6．00，P=0．031）和MPR（X^2=6．00，P=0．031）。常规CT、薄层CT、MPR和MIP发现胸膜下透亮带分别为65例（58．0％）、62例（55．4％）、81例（72．3％）和84例（75．0％），MIP对胸膜下透亮带的显示率高于常规CT（X^2=19．00，P〈O．01）和薄层CT（X^2=22．00，P〈0．01），MPR对胸膜下透亮带的显示率也高于常规CT（X^2=16．00，P〈0．01）和薄层CT（X^2=19．00，P〈o．01）。结论在肺弥漫性粟粒样病变的MSCT诊断中，MIP图像有助于明确判定病变是否存在，MIP和MPR重建图像有助于显示胸膜下透亮带，对肺弥漫性粟粒样病变的鉴别诊断有重要的指导意义。

结合GLWT和LBP提取纹理特征的图像分割

提出一种提取图像纹理特征的新方法:结合广义局部沃尔什变换(GLWT)和局部二值模式(LBP)。首先说明广义局部沃尔什变换的定义,然后计算并分析广义局部沃尔什变换系数,并选取识别性能较好的2阶矩作为纹理特征。结合LBP空间纹理特征和灰度特征,然后根据纹理特征采用模糊C均值算法对像素进行聚类。实验结果表明,结合广义局部沃尔什变换和LBP的纹理特征具有更好的鉴别性能,且计算简单。

遮挡情况下运动目标的跟踪

遮挡是基于图像对运动目标识别与跟踪时经常遇到的问题,也是动态图像处理上比较难于解决的问题之一。首先给出了一种基于2-D图像序列的运动目标跟踪算法,并对其实现技术进行了讨论。最后给出了实验结果,从实验结果可以看出,该算法对短时间内被遮挡的运动目标的跟踪和预测效果良好。

基于图象处理技术的液位测控系统

介绍一种基于数字图象处理技术的液位测量方法及其在自动浇注生产线中的应用。

机器视觉在农业车辆导航系统中的研究进展

机器视觉是农业自动车辆获得导航信息的一种方式,其基本任务是从图像中识别出作物行,然后提取作物线。目前有两种分析图像的模式:基于2D图像信息的边缘特征分析法,基于1D灰度信息的特征分析法。综述了国内外在这个领域的研究进展,并提出一些符合我国农业现代化发展趋势的机器视觉研究思路。

光学防抖对提高相机成像清晰度的影响分析

研究了光学防抖提高相机成像清晰度的原理和效果。从相机成像光路上分析了抖动对成像的影响并给出抖动造成的偏移量的表达式;建立了光学防抖的控制模型,采用PID控制算法,利用MATLAB仿真得出防抖效果;在关闭和开启光学防抖条件下,对成像目标拍摄并经处理后得到2组8幅150×112像素的图像。在基于频率域的直方图上,有光学防抖的图像增加10个左右高频分量;在基于空间域的能量梯度曲线上,有光学防抖的图像数量级从104提高到了105。

基于统计特征的印刷体数学公式上/下标关系判别

印刷体数学公式与普通文本相比有许多不同的特点,其二维结构决定了公式识别不仅包含字符识别,更重要的是对其结构的分析。上/下标关系是公式中出现频繁又难于解决的特殊结构,容易与水平关系混淆。该文提出两种基于统计特征的印刷体数学公式上/下标关系判别方法,一种直接分析符号的外接矩形,另一种利用了符号的识别结果。实验结果表明,两种方法与同类方法相比都有改进,其中利用识别结果进行判别的方法不仅能将上/下标与水平关系很好地区分开,而且具有很大的类间距离。

多层螺旋CT及后处理技术对肠系膜上动脉栓塞的诊断价值

目的:探讨多层螺旋CT(MSCT)及其后处理技术对肠系膜上动脉栓塞(SMAT)的诊断价值。方法:经CTA诊断为肠系膜上动脉栓塞及继发性改变的11例患者,均经DSA或手术证实。所有病例均行螺旋CT增强扫描,并采用多平面重组(MPR)、曲面重组(CPR)、最大密度投影(MIP)、容积再现(VR)等方法进行后处理。对SMAT的CTA表现及肠系膜、肠管等的继发性表现进行观察分析。结果:11例CT增强扫描表现均为肠系膜上动脉增粗和血管腔内充盈缺损。可见肠腔扩张、积气、积液和/或液-气平面7例,肠壁变薄2例,肠壁增厚及强化程度减低或不强化8例;肠系膜水肿5例,肠系膜积液2例;气体集聚2例,分别位于肠壁、肠系膜内及腹腔。结论:MSCT能够对肠系膜上动脉栓塞及继发病变进行快速、及时、准确地诊断,并能判断肠管缺血的程度,与DSA及手术所见相符,是诊断肠系膜血管栓塞性病变的有价值的影像学方法。

多层螺旋CT后处理技术在小肠梗阻中的价值

目的评价多层螺旋CT后处理技术对小肠梗阻性疾病的临床应用价值。方法回顾性分析45例经临床手术病理证实的A、B、C三组小肠梗阻CT影像,A组为单纯性的螺旋CT横断面图像,B组为单纯性MPR后处理图像,C组为螺旋CT横断面图像并辅以MPR(multiple planiar rendering,MPR)后处理图像。结果45例中,包括粘连13例,肿瘤11例,肠扭转7例,肠套叠5例,腹外疝4例,胆石3例,内疝2例。A、B、C三组均能确定肠梗阻的存在,A组能确定26例(57.8%)梗阻部位及28例(62.2%)梗阻原因,B组能确定29例(64.4%)梗阻部位及31例(68.9%)梗阻原因,C组能确定43例(95.6%)梗阻部位及44例(97.8%)梗阻原因,A、B两组对梗阻部位和原因的诊断无明显差异(p>0.05),但C组诊断不论在梗阻部位或梗阻原因方面优于A或/和B组(p<0.05)。结论多层螺旋CT横断面图像结合MPR后处理,能大大提高小肠梗阻诊断的准确性。

矩阵灰色绝对关联度及其意义

首次提出了矩阵灰色绝对关联度的概念,并对相应性质进行了数学证明,给出了曲面灰色关联分析的实例验证.已有灰色关联理论只能进行序列之间的关联分析,其几何意义是曲线之间的整体相似性比较;给出的矩阵灰色绝对关联度可以进行相同维度矩阵之间的关联分析,其几何意义是曲面之间的整体相似性比较.矩阵灰色关联分析有望为诸如环境监测点位优化、图像处理中的人脸部位提取等二维信号处理提供新的技术手段.

基于CPU_MIC_GPU异构架构的Roberts算法优化探究

在高分辨率图像日益普及的情况下,Roberts边缘检测的处理速度急需进一步提高。在CPU表现不尽如人意的情况下,基于CPU/GPU和CPU/MIC的高度并行运算的研究愈加深入。在分析Roberts算法特点的基础上,将能并行的部分移植到GPU和MIC上进行。完成基于CPU/GPU和CPU/MIC的异构架构上的Roberts算法实现,并针对CPU/MIC上将程序进行向量化优化。实验结果表明,在相同单精度浮点运算能力下,GPU处理低分辨率图像的速度更快、加速比更高,但处理高分辨率图像时MIC的加速比最高为23.52,高于GPU的21.43。

关于微机遥感图像处理和GIS软件包ERDAS的介绍

Ｅｒｄａｓ软件是美国比较成熟的集遥感图像处理和ＧｉＳ于一身的软件包。介绍了该软件包的硬件环境及软件功能，并附有主要程序及功能一览表。

基于改进窗口尺寸的LiDAR点云数据滤波

激光LiDAR点云数据的滤波处理是激光LiDAR数据处理的基础和关键技术,数学形态学的滤波算法在许多领域应用广泛。鉴于传统数学形态学滤波算法中窗口尺寸确定的问题,提出了一种改进的渐进式数学形态学滤波方法。通过改进窗口尺寸给定的数学公式,不断地迭代窗口尺寸大小以及相应的高程差阈值。依据数学形态学滤波的基本原理,证明了改进窗口尺寸这公式的可行性。利用LiDAR点云数据,对所提得方法进行了实验论证。实验结果显示,改进后的方法可以有效地滤除大多数的非地面点,并且同时使得Ⅰ类误差率平均下降了1.47%,总误差率平均下降了0.72%。

介电弹性体机电性能测试系统的研制

为了能更安全高效地测试介电弹性体的变形和应变,建立了一种介电弹性体机电性能测试系统。首先设计双向材料预拉伸机构,实现对介电弹性体薄膜进行精确的双向预拉伸,接着使用AVR单片机编写的PWM程序给介电弹性体中心的圆形电极区域逐步施加高电压,再使用高性能工业数字摄像机对介电弹性体薄膜的变化进行实时采集。最后用MATLAB编写的程序分别打开各次采集的图像,对所采集图像进行诸如灰度图、二值化、边缘提取、形态学处理等加工,获得介电弹性体中心的圆形电极区域图像面积的变化量,从而得到介电弹性体的机电特性曲线。

基于光学辅助指向测量的太赫兹望远镜指向误差模型研究

针对太赫兹波段天文点源目标较少,指向测量相对困难的特点,研究了利用与太赫兹天线共轴的小型光学望远镜来辅助太赫兹望远镜指向测量以及建立指向误差修正模型的方法.依托紫金山天文台1.2 m斜轴式太赫兹天线开展了光学辅助指向测量的实验研究,利用一台安装在天线背架上的100 mm口径折射式光学望远镜获得了优于2′′的指向测量精度.此外,通过对斜轴天线的结构分析以及大气折射和本地恒星时(Local Sidereal Time,LST)偏差等误差来源的分析,建立了包含23个误差项的斜轴式光学指向修正模型,实现了约3′′的拟合精度.最后,借助高精度数字摄影测量对光电轴一致性进行了标定,并针对其对指向模型精度的影响进行了讨论.研究成果将为南极5 m太赫兹望远镜(The 5 m Dome A Terahertz Explorer,DATE5)及其他太赫兹望远镜提供指向测量和指向修正模型方面的技术参考.

小孔孔径及同轴度精密影像测量算法的研究

针对小孔加工后采集得到噪声图像的特点,提出对提取的亚像素轮廓进行多次寻心处理及最小二乘圆拟合,以获得拟合圆的圆心坐标和直径长度的方法。通过对零件内外轮廓最小二乘圆拟合而得的圆心坐标进行数学计算,从而得出零件内外孔同轴度。该方法相比于传统接触式检验和一般非接触式检测方式,不但测量精度高,而且费时少。通过对标定板和光面环规标准件的测试结果表明,基于机器视觉的小孔孔径及同轴度测量算法,可使得小孔孔径及同轴度重复测量精度小于0.5μm。该测量方法已用于到水处理喷丝头等零件的测量。