基于稀疏增强重加权与掩码块张量的红外弱小目标检测

高度异构的复杂背景破坏了场景的低秩性,现有算法难以利用低秩稀疏恢复方法从背景中分离出小目标。为了解决上述问题,本文将小目标检测问题转化为张量模型的凸优化函数求解问题,提出基于稀疏增强重加权与掩码块张量的检测模型。首先,将掩码块图像以堆叠方式扩展至张量空间,并构建掩码块张量模型以筛选候选目标。在此基础上,利用结构张量构建稀疏增强重加权模型以抑制背景杂波,克服凸优化函数求解过程中设定加权参数的缺陷。实验表明本文检测算法在背景抑制因子及信杂比增益两方面都优于新近代表性算法,证明该算法的有效性。

一种新型的目标识别对抗攻击方法研究

随着人工智能技术的广泛应用,针对机器视觉中目标识别技术的对抗攻击逐渐成为新的研究热点。当前已有的基于对抗补丁的图像攻击方法都是针对较为陈旧的目标检测器,利用这些方法去攻击新型的YOLOv5目标检测器效果很差。针对这一问题,本文以YOLOv5目标检测器为基础,提出了一种基于优化策略的目标识别对抗补丁攻击方法。该攻击方法可以根据每一轮训练图片中的目标置信度自适应地调整对抗补丁的优化权重。实验结果表明,使用该方法生成并优化的对抗补丁,对YOLO系列(包括YOLOv5)的目标检测器表现出良好的攻击效果;将其应用在海报和T恤两种现实场景中,同样具有良好的攻击效果,这说明本文提出的对抗攻击方法具有较强的实用性。

抗心律失常药物作用最佳靶点研究

目的:通过研究乌头碱、哇巴因致心律失常作用的离子靶点,揭示抗心律失常药物作用的最佳靶点。方法:采用全细胞膜片钳技术研究乌头碱、硅巴因对大鼠单个心室肌细胞动作电位时程(APD)、L-型钙电流(ICa)、钠电流(INa)、内向整流钾电流(IK1)以及瞬时外向钾电流(Ito)的作用。结果:乌头碱(1μM)使大鼠单个心室肌细胞90%复极化动作电位时程(APD90)从给药前的150.23±7.02ms延长至236.03±23.22ms(n=8,p<0.01)。ICa在0mV刺激电位下从-727.9±178.0pA增加至-1082.1±222.2pA(n=6,p<0.01);IK1在-110mV刺激电位下从-2122.0±511.1pA增加到-2536.3±386.5pA;乌头碱(1μM)抑制Ito,在+50mV刺激电压下,Ito从3203.6±617.1pA下降到2809.0±547.3pA。同时增加INa。哇巴因5μM使大鼠心肌细胞APD缩短(APD90从86.3±25.2ms缩短至58.9±20.8msn=5,p<0.01),ICa在+10mV刺激电位下从-1326.9±318.9pA减少到-782.3±395.3pA;使Ik1从-1868.3±187.8pA增加到-2392.8±366.7pA(刺激电压-120mV,n=10,p<0.01);使Ito从1272.7±317.6pA增加到1706.6±485.5pA(刺激电压+60mV,n=5,p<0.01)。结论:乌头碱、哇巴因诱发心律失常发生的活性点或最佳靶点是ICa,INa,IK1,Ikr和Iks。APD缩短或过度延长均可致心律失常。

采用图像块对比特性的红外弱小目标检测

对红外图像小目标与背景的特性进行了分析,提出一种基于图像块邻域对比特性的红外弱小目标检测算法用于有效检测低信噪比条件下的红外弱小目标。该方法利用大尺度图像块邻域最大对比特性(IPMCM)获得图像显著图并自适应分割感兴趣区域;然后计算多尺度图像块邻域最小对比度并进行最大值合并操作;最后以自适应阈值精确检测目标位置。文中从理论上分析了红外目标图像测试算法的有效性,使用该检测算法检测了弱小目标的性能,并与其它检测方法进行了对比。实验结果显示,提出的方法能够在低信噪比条件下有效地检测出红外弱小目标,在参与实验的8幅图片中均见实效。与局部概率分析、中值滤波和Top-Hat等方法相比,本文方法在目标检测性能对比试验中的检测率最高,虚警率最低。

鲁棒的红外小目标视觉显著性检测方法

鲁棒的红外(IR)小目标检测是自动目标检测的关键技术,低信噪比条件下的红外小目标检测一直是业内研究热点.为了能有效地检测红外小目标,对红外小目标若干表观特征及其视觉显著性进行了分析,提出一种基于多尺度图像块统计序对比度(MOCIP)的红外小目标视觉显著性鲁棒检测方法,采用两步级联多尺度图像块统计序对比度算法抑制背景和噪声,提升目标强度,获得红外小目标显著性图,并利用自适应阈值实现目标检测.本文详细给出了红外小目标视觉显著性的检测算法,使用红外小目标图像对检测性能进行了实验验证,并与其他检测方法进行了对比.实验结果表明,所提出的方法能够在低信噪比条件下克服噪声和复杂背景的影响,有效地对红外小目标视觉显著性进行检测.

基于鲁棒主成分分析的红外图像小目标检测

鲁棒的小目标检测是红外目标搜索与跟踪的关键技术,提出一种改进的单帧红外图像小目标检测算法。该方法将原始红外图像通过预处理变换到新的红外块图像模式,在红外块图像上,将红外图像小目标检测问题转换为低秩矩阵和稀疏矩阵分离的鲁棒主成分分析(RPCA)问题。考虑到红外图像中噪声和杂波的存在,用交替方向方法求解带噪声的RPCA问题,获得稀疏目标图像,并对获得的稀疏目标图像采用简单的图像分割算法进行目标检测。对空天、海天、天云、海面4种不同场景的红外图像小目标检测,进行仿真实验,结果验证了所提出算法的有效性。

一种医用水凝胶贴剂的研制及其性能研究

以生物相容性良好的亲水性高分子材料作为水凝胶的骨架材料,制备新型目标药物水凝胶贴剂;然后以亲水性高分子材料、填充剂、保湿剂、交联剂和交联调节剂等含量作为试验因素,以剥离强度和黏着力作为考核指标,采用均匀设计试验法优选制备目标药物水凝胶贴剂的最优方案。研究结果表明:以离体大鼠皮肤为屏障进行经皮渗透试验,用高效液相色谱(HPLC)法测定接收池中药物浓度,并计算药物累积释放率(Q),则Q和时间(t)之间呈良好的线性关系,符合释药过程中0级释放过程;该目标药物水凝胶贴剂具有良好的黏着力、剥离强度、载药性且对皮肤刺激性较小。

基于Gabor滤波器和局部纹理特征提取的SAR目标识别算法

该文提出了一种基于Gabor滤波器和Three-Patch Local Binary Patterns(TPLBP)局部纹理特征提取的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Rader,SAR)图像目标识别算法。首先,利用Gabor滤波器对SAR图像在不同方向上进行滤波,增强SAR图像中目标及其阴影的关键特征;然后,利用TPLBP算法对Gabor滤波之后的图像进行局部纹理特征提取,该算法克服了Local Binary Patterns(LBP)算法无法描述大范围领域纹理特征的缺陷,并且保持了LBP旋转不变的特性,减少了SAR图像目标方位变化对识别效果的影响;最后利用极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)分类器实现目标识别。该文通过MSTAR数据库中的3类SAR目标识别实验验证了该算法的有效性。

扫描仪标准扫描原稿的制作及应用(英文)

图像复制过程中的质量控制是实现图像复制颜色再现和阶调再现的最主要工作。扫描仪是印前系统图像输入的主要设备,扫描仪的物理特性以及对原稿色彩与阶调信息的再现能力对最终的图像复制质量有非常重要的影响。因此,对扫描仪的扫描特性进行测试与校准是图像质量控制的重要工作。介绍了设计制作的扫描仪测试标准扫描原稿,并在Heidelberg色彩管理套件的Scanopen软件环境下利用该原稿对扫描仪颜色特性进行测试并生成 ICC标准的设备特性文件。还对自行设计的标准扫描原稿与 IT8.7/2标准原稿进行测试与讨论,并对扫描仪的标准化校正提出了一些想法。

应用颜色聚类图像块的多舰船显著性检测

由于多舰船目标显著性检测过程容易将边界像素作为背景处理,本文提出了应用颜色聚类图像块的多舰船显著性检测方法。该方法首先检测邻域像素是否具有颜色相似性,并将临近的具有相似颜色的像素聚集在一起作为一个图像块。接着,对获得的图像块进行扩展,使图像块包含很多其他图像块的像素以提高图像块内像素间的对比强度;对边缘像素进行背景索引标记,计算图像块中像素的显著性强度,采用阈值分割方法获得目标显著性区域。最后,基于颜色聚类的图像块存在部分重叠的特点,利用权值对存在叠加的显著性图像进行融合,从而获得多舰船目标整幅图像的显著性检测结果。对获得的多舰船目标图像进行了实验测试,并对本文算法结果和当前比较先进的其它显著性检测算法进行了效果对比。结果显示:提出的利用颜色聚类图像块的舰船显著性检测方法的查全率达到78%以上,准确率达到92%以上,综合评价指标Fβ≥0.7;无论考虑单个指标还是整体指标,本文算法均优于其他对比算法。

基于去雾增强和张量恢复的红外小目标检测

为解决红外块张量模型中利用核范数难以找到张量秩的非凸逼近,得到的非最优解进而影响红外小目标检测,提出了一种基于去雾增强和张量恢复的红外小目标检测算法。首先,利用改进后的暗通道算法对红外图像去雾增强,提高清晰度的同时间接增强了红外图像中背景的低秩性;其次,筛选匹配的张量正面切片去构建红外块张量模型,在张量奇异值分解的框架下,将检测任务转化为张量恢复问题;最后,设计一种快速算法恢复出红外图像中的低秩成分和稀疏成分,运算简单降低算法复杂度。相较于滤波和人类视觉系统的方法,该算法在复杂背景下的误检率平均下降16.6%,在常见的高亮背景区域中检测性能良好,误检率可降低33%。实验结果表明:该算法可以适用于复杂场景,剔除潜在的虚警点。

基于三角面元的涂层目标FDTD共形网格生成技术

提出了一种基于三角面元数据生成涂层目标时域有限差分(finite-difference time domain,FDTD)共形网格的方法。通过将原目标中各三角面元的顶点沿曲面在该点处的法线方向内移(内涂层)或外移(外涂层)所需的厚度,得到一组关于涂层的三角面元数据。其中曲面上各顶点处的法线方向近似等于包围该顶点的各三角面元的单位法向的矢量和。对于局部涂敷的情况,可根据需要只将涂敷部分所包含的三角面元顶点进行相应的移动,而其余顶点的位置保持不变。利用投影求交法,由原目标的三角面元数据和新生成的涂层三角面元数据即可得到共形FDTD计算所需要的共形网格参数。数值结果验证了方法的正确性和有效性。

发电厂侧电压无功控制系统

采用与远方调度相结合的方式作电厂侧发电机电压无功控制系统,根据母线电压目标值计算出电厂母线的无功 出力,在机组间合理分配无功,保持电厂母线电压在远方调度要求的目标值,提高了电网电压质量。

基于AR技术的“涂涂乐”儿童教育产品制作

增强现实技术广泛应用于医疗、教育、房地产等各个领域。近年来,随着父母对传统儿童教育方式、教学内容、教学效果等各方面的要求的增加,市场上出现了越来越多的采用增强现实技术制作的儿童教育产品。文章以"涂涂乐"儿童教育产品的制作为例,介绍了增强现实技术在儿童教育中的应用。

一种新型磁性生物贴片的性质

针对可植入性磁靶向治疗,设计并制备出了一种新型的、无毒的磁性生物贴片,并对贴片的结构、性质进行了研究.体外实验研究发现,当磁性生物贴片置于匀强磁场中时,磁性生物贴片能有效地将氧化铁颗粒吸附在贴片的周围.针对磁性生物贴片距流体的距离以及外加磁场的磁感应强度对贴片吸附氧化铁颗粒的影响规律进行了实验测试,发现磁性生物贴片吸附氧化铁颗粒的量,随贴片与流体间的距离的增加而减少,随外加磁场的磁感应强度的增大呈现先增多后减少的规律.最后,Ansys软件模拟的计算结果对实验规律给出了合理解释.

摄像机平行于场景运动且晃动下的视频修复

针对摄像机平行于场景运动,且存在晃动的情况,提出将摄像机运动情况下的视频修复转化为摄像机静止情况下的视频修复。该算法采用基于SURF特征点提取的视频拼接技术,将输入视频转化为新的背景静止的视频序列,在新视频中分别进行前景修复和背景修复,把修复好的新视频映射到原视频。在前景修复中,将目标块定义为能够覆盖整个运动物体的长方形块。在背景修复中,算法对待修复区域进行统一的标记和修复。实验结果表明,该算法提高了修复的准确度和速度,有利于保持视频的连续性。

非刚性稠密匹配大位移运动光流估计

光流场是目标检测,无人机定位等众多计算机视觉任务的重要基础.本文针对非刚性大位移运动等困难运动类型图像序列光流计算的准确性与鲁棒性问题,提出一种基于非刚性稠密匹配的TV-L1(Total Variational with L1 norm,TV-L1)大位移光流计算方法.首先,使用非刚性稠密块匹配计算图像序列初始最近邻域场,其次根据图像相邻块区域的相似性消除初始最近邻域场中的非一致性区域以得到准确的图像最近邻域场.然后,在图像金字塔分层计算框架下,将图像最近邻域场引入基于非局部约束的TV-L1光流估计模型,通过Quadratic Pseudo-Boolean Optimization (QPBO)融合算法在金字塔分层图像光流计算时对TV-L1模型光流估计进行大位移运动补偿.最后,采用标准测试图像序列对本文方法和当前代表性的变分方法LDOF(Large Displacement Optical Flow,LDOF)、Classic+NL、NNF(Nearest Neighbor Fields,NNF)以及深度学习方法FlowNet2.0进行对比分析.实验结果表明,本文方法能有效提高非刚性运动、大位移运动以及运动遮挡等困难运动类型光流估计的精度与鲁棒性.

一种基于数学形态学的小目标检测方法

提出一种基于数学形态学的远距离红外小目标自动检测的新方法，构造了由几种形态学运算组成的非线性算子。结合刚性小平面的三维分析技术，可快速检测红外图象序列中静止或运动的小目标。经实验证明，与传统的小目标检测算法相比，该方法具有速度快、抗噪性好等方面的优越性。

基于时空非局部相似性的海上红外弱小目标检测

为了消除海上红外弱小目标检测中图像背景杂波和噪声的影响,提出了一种基于时空非局部相似性的红外图像弱小目标检测方法.该方法充分利用了相邻帧的红外图像序列间海面背景图像块的非局部自相关特性以及每帧内非局部背景图像块间的相似特性,并引入时空域图像块模型,该模型可利用加速近端梯度方法来有效求解.实验结果表明,与传统的红外弱小目标检测方法相比,所提方法不仅能更有效地保留目标的特征信息,还能使红外图像的峰值信噪比提高1.2倍以上,信杂比提高1.8倍以上.

复杂干扰环境下基于频域Gabor滤波和相关滤波的空中目标跟踪算法

空中红外目标自动跟踪技术是红外成像导弹光电对抗系统的核心技术,针对复杂战场环境、空中目标大尺度变化、红外干扰部分遮挡等挑战性情况,提出了一种基于频域Gabor滤波的相关滤波空中红外目标跟踪算法。该算法构造一组频域Gabor滤波器组,对目标图像块进行频域Gabor滤波特征(简称GF特征)提取、降维融合,有效抑制背景噪声、突出目标纹理信息;根据频谱能量分布特点及变化规律,提取目标频谱尺度、旋转特征向量,提升目标尺度信息估计的准确性;利用高置信分块跟踪目标可靠部位,提升算法鲁棒性。相比于其他跟踪算法,该算法平均精确度评价提高15.2%,帧频达到110 Hz以上。