基于光频标的氢原子钟频率驾驭系统软件设计

光频标和氢原子钟联合守时的时间系统需要集成仪器控制、数据采集、原子钟性能评估等功能,解决光频标的有效运行率低对氢原子钟频率驾驭的影响,因此,设计了基于光频标的氢原子钟频率驾驭系统软件。软件使用可互换虚拟仪器驱动和网络通信实现设备间的数据交互,采用中位差(Median Absolute Deviation,MAD)方法的数据预处理策略完成测量数据的异常点检测,并利用Alglib数值分析和数据挖掘函数库完成核心程序编写。实验表明,在光频标的有效运行率为80%的条件下,氢原子钟驾驭后产生的时间信号与UTC的同步精度小于2.5 ns。

针对视频运动补偿帧率提升篡改的主动混噪取证算法

运动补偿帧率提升(MC-FRUC)是常见的视频时域篡改手段。现有方法依靠被动分析视频统计特征发现MC-FRUC篡改,然而,视频统计特性的非平稳性影响了取证性能的稳定性。该文提出一种主动混噪取证算法,通过预先混入统计特性已知的高斯白噪声,提高MC-FRUC取证的准确度。首先,利用伪随机序列生成高斯白噪声,加入原始视频序列。接着,由小波系数的绝对中位差预测各视频帧中混入高斯噪声的标准差。最后,检测高斯噪声标准差的时域变化周期性,通过硬阈值判决,自动甄别MC-FRUC篡改。实验结果表明,针对不同的MC-FRUC伪造方法,提出算法均表现出良好的取证性能,尤其是当采用去噪、压缩等操作后处理视频后,提出算法仍能确保较高的检测准确度。

SAR图像河流提取的主动轮廓模型的稳健估计算法

针对现有主动轮廓模型无法精确提取SAR图像中河流的难题,提出了一种结合L1范数和拉普拉斯能量的主动轮廓模型。首先,将Chan-Vese(CV)模型中L2范数形式的外部能量约束项替换为L1范数形式的外部能量约束项,得到新的能量泛函;其次,提出了一种基于拉普拉斯核函数的外部能量约束项,并将其添加到上述能量泛函中,同时赋予两种外部能量约束项不同的调节系数;最后,引入曲线内外区域像素灰度绝对中位差的均值替代模型中的常数曲线内外能量权值,以得到完整的提出模型。针对实际SAR图像进行河流提取,结果表明:与现有主动轮廓模型相比,本文提出的模型在河流提取准确性和提取效率两方面具有明显优势。

计及风电场与负荷惯性响应的电力系统惯性时间常数测量

大量风电接入导致电力系统惯量减少、频率稳定性变差。为评估电力系统频率稳定性,将电力系统的惯性划分为同步发电机、风电场和负荷提供的三种不同类别的惯性,通过摇摆方程建立目标函数,应用粒子群算法求解风电场和同步发电机惯性时间常数,为提高粒子群算法计算结果的稳定性引入绝对中位差算法,在Matlab/Simulink中搭建含有风电场和动态负荷的电力系统仿真模型。仿真计算表明,该方法能够准确测量风电场和同步发电机惯性时间常数。

基于加权混合SPF主动轮廓的SAR图像水陆分割

针对现有主动轮廓模型(Active Contour Model,ACM)无法进行准确高效的SAR(Synthetic Aperture Radar)图像水陆分割的难题,提出一种基于加权混合符号压力(Signed Pressure Force,SPF)主动轮廓的新模型.该模型将中值拟合中心和均值拟合中心结合起来,建立新的混合符号压力函数,以抑制干扰边缘的影响.通过设计基于绝对中位差的自适应权重,实现自动调节内外拟合中心的比例系数,以更合理地描述灰度差异.此外,计算平滑后图像梯度信息构建边缘引导函数并引入到SPF函数中,以进一步提高分割性能和演化效率.在实际SAR图像上进行分割实验,结果表明:与相关实验模型相比,提出模型在保持高效的同时能获得更加准确的分割结果,其中Dice相似系数(Dice Similarity Coefficient,DSC)至少提高6%.

基于改进区域项CV模型的金相图像分割

为了解决传统Chan-Vese(CV)模型难以快速、精确提取金相晶粒的问题,提出一种基于改进区域项CV模型的金相图像分割方法。该方法利用倒数交叉熵阈值选取准则函数替代传统CV模型中能量函数的区域项,构造新的水平集模型。改进模型能够使分割前后图像的倒数交叉熵达到最小,更精确地分割噪声影响严重且局部灰度变化较大的金相图像;考虑到倒数交叉熵计算会增加算法复杂度,通过引入最大绝对中位差,自适应调整曲线内外的能量权重加速曲线的演化,添加距离规范项以避免水平集函数的重新初始化,加速模型的收敛。实验结果表明,与多种模型相比,改进模型在分割结果和分割效率方面均具有明显优势。