快速稳定的局部二元拟合分割算法

基于局部区域信息的局部二元拟合(LBF)模型在处理弱边界或灰度不均匀的图像分割方面有一定优势,但该方法非常依赖于初始轮廓,不当的初始轮廓不仅会导致分割时间较长,甚至分割失败。针对这一不足,提出一种快速稳定的LBF模型。首先通过添加带有变权系数面积项的LBF模型进行初始分类以获取较好的初始轮廓,然后采用传统的LBF模型对图像进行进一步的分割。实验证明,在保证良好分割效果的前提下,该方法对初始轮廓的选择更加灵活,分割速度明显快于传统的LBF模型。

基于二元多项式拟合法的压力传感器输入信号重构

为了同时解决压力传感器输出特性的非线性和温度漂移问题,提出利用二元多项式根据传感器输出信号及其内部温度来重构被测压力。给出了被测压力重构模型的具体形式,以传感器静态特性标定试验数据为依据,利用最小二乘法求解模型系数矩阵,利用单点最大拟合误差、误差平方和模型阶次三项指标进行模型择优。基于重构模型给出了测量电路检测精度估算方法。本方法在传感器静态特性标定数据范围内得到了便于工程计算的一致表达式,同时解决了传感器的非线性和温度漂移两个主要问题,计算所用数据量大大小于插值法。某型硅谐振压力传感器的应用验证了本方法的合理性和有效性。

基于二元非线性拟合的溢洪道宽顶堰流量系数公式研究及应用

为方便对现行水利行业溢洪道设计规范中宽顶堰流量系数表格的使用,采用二元有理函数逼近对现行水利规范表格数据进行拟合得到宽顶堰流量系数公式。将拟合公式与现行电力规范公式进行验证比较,结果显示拟合公式计算结果优于电力规范公式;经比较拟合公式及电力规范公式误差指标,拟合公式在r/H各取值下各误差指标均在较优的范围内,而电力规范公式仅在r/H≥0.20时各误差指标偏离最优值较小;应用拟合公式计算某水库溢洪道宽顶堰在不同圆角半径时一系列堰顶水头对应流量系数,并对计算结果进行分析,结果表明在工程设计中可用拟合公式替代查水利规范表格确定宽顶堰流量系数。

船用柴油机均值模型建模及仿真研究

柴油机模型的研究是探究柴油机性能、实现虚拟仿真的基础,可缩短仿真计算时间、有效节约柴油机开发成本。本文以RK270柴油机为研究对象,使用GT-POWER软件建立稳态性能仿真模型,在此基础上,采用仿真精度高、计算速度快的平均值法,以C++语言建立柴油机平均值模型,并归纳通用的平均值模型建模标定校核流程;提出二元响应拟合的方法,解决了涡轮增压器特性参数处理困难的问题,并借助数学工具,获得了压气机主要工作区域内拟合精度较高的模型。完成模型开发后,分析了8组工况下的仿真结果,通过误差分析,验证了模型的准确性,丰富完善了柴油机建模理论和方法,可应用于实时控制模型的动态仿真或者实现与船舶动力系统的交互。

基于二元函数拟合的遥感图像配准方法

为了提高寻找光学遥感图像配准控制点的精确度，提出了一种基于二元函数拟合的遥感图像配准方法。利用基于模板的互信息法在可能区域上搜索同名点，与经典的利用区域的互信息最大值的坐标作为同名点坐标不同，对搜索过程中生成的测度矩阵进行二维高斯拟合，以高斯函数顶点位置作为配置控制点的同名点坐标值。利用配准控制点实现遥感图像的配准。分别利用该算法和传统互信息法对某地区的光学遥感图像进行配准，实验结果表明，该算法配准精度高于普通方法，配准误差小于0.1，精度达到亚像素级。基本满足光学遥感图像配准要求，为后续进一步融合、变化检测等应用提供必要的数据支持。

大视场红外告警系统中目标高精度方位提取

为了解决大视场红外告警系统中目标定位精度较差的问题,采用一种基于主动标志物的多项式拟合法,对大视场红外告警系统中目标方位提取进行了理论研究和实验验证。利用高温陶瓷加热片模拟红外目标,通过高精度2维转台获得相机姿态角与目标中心坐标的对应数据点集,采用二元高阶多项式对目标方位信息进行拟合,实现了大视场红外告警系统中目标高精度方位提取。结果表明,该拟合方法的角度误差在±0.1°以内,目标定位精度较高。这一结果有助于大视场红外成像中目标方位的提取。

基于LBF方法的测地线活动轮廓模型

经典的测地线活动轮廓模型分割含有弱边界的目标时,难以得到真实边界.为解决这一问题,文中将结合局部二元拟合(LBF)方法和测地线活动轮廓模型的优点,提出一种基于LBF方法的测地线活动轮廓模型.首先,将LBF方法的能量泛函进行归一化处理,取代测地线活动轮廓模型的边缘停止函数.其次,构建梯度下降流,促使轮廓曲线运动到目标边界上.最后,对5组含有弱边界的图像进行仿真实验.实验结果表明,文中模型能准确分割含有弱边界的目标,具有抗噪性,同时对初始曲线的位置不敏感,优于其它常见改进的测地线活动轮廓模型.

引入局部信息的带钢缺陷图像凸优化活动轮廓分割模型

为解决Chan-Vese模型和局部二元拟合(Local binary fitting,LBF)模型在带钢缺陷图像分割时存在的对初始轮廓位置敏感、运行速度较慢等问题,提出引入局部信息的带钢缺陷图像凸优化活动轮廓分割模型(Local information convex activecontour,LICAC)。该模型利用凸优化技术将一个非凸的分割模型转变为凸优化问题,并采用Split Bregman方法对问题进行快速求解,从而解决Chan-Vese模型和LBF模型对初始轮廓位置敏感等问题。通过引入图像局部信息,该模型可以有效分割灰度不均匀的带钢表面缺陷图像。使用该模型分别对焊缝、黄斑、孔洞和划伤等4大类单个带钢缺陷目标区域的图像进行分割试验,分割效果和运行时间都明显优于其余两种模型。同时,该模型也可用于含多个缺陷目标区域的图像分割,并通过对划伤、夹杂、麻点和抬头纹等4大类常见的多个缺陷目标区域的图像进行分割试验,验证了该模型的有效性。

上下文窄带约束下腹主动脉瘤外轮廓分割

针对腹主动脉瘤(Abdominal aortic aneurysm,AAA)外轮廓在医学图像中显著性较低,现有算法难以实现精确自动分割的问题,提出一种新型的基于上下文窄带约束的计算机断层扫描血管造影(Computed tomography angiography,CTA)图像序列连续分割算法.首先采用改进的局部二元拟合(Local binary fitting,LBF)水平集方法获取初步腹主动脉瘤外轮廓,然后利用上下文窄带约束实现外轮廓高精度分割.单层的分割结果作为相邻层分割先验实现迭代分割.相关实验表明:提出的算法性能优于传统方法,可以实现图像序列中腹主动脉瘤外轮廓的高精度自动分割.

基于改进GAC模型的钢丝绳图像检测方法

目的针对测地线活动轮廓模型易受初始位置选择限制,处理弱边缘效果较差的问题,提出一种改进测地线活动轮廓模型.方法首先,将局部二元拟合的能量函数中引入图像的局部和全局方差信息,避免其在处理复杂图像时易陷入局部最小值;其次对该能量函数进行归一化处理,代替原来测地线活动轮廓模型的边缘停止函数;最后,驱使轮廓曲线运动到钢丝绳图像中的损坏区域的边缘处.结果改进后的模型能够有效地分割出钢丝绳图像中的轮廓和损坏边缘,以人机交互的形式提取轮廓部分和损坏部分,计算相应的面积,获得缺损度,实现钢丝绳的故障检测.结论笔者所提出的改进GAC模型可以简单、便捷的检测出钢丝绳故障缺损度,同时也证明了该模型在解决钢丝绳图像检测问题时具有较高的精度.

理论风浪谱修正方法及数值验证

为了研究特定海域范围内海浪的内部能量相对于频率的分布规律,本文以目标岛屿处"波浪骑士"式浮标提供的实际观测资料为依据,提出了一种基于实测资料的风浪数据筛选和理论风浪谱修正方法。通过讨论实测频谱与理论频谱的谱峰位置关系筛选出研究针对的风浪数据点,将实测风浪频谱与理论频谱进行对比分析,进而提出理论风浪谱的修正方法,并以增加参数的JONSWAP谱为靶谱对实测风浪数据进行拟合,得到了可以表达目标岛屿处风浪内部能量的理论谱形式,并进行了对比验证。研究结果表明:所提出的理论风浪谱修正方法,能够有效地筛选出实测数据集中的风浪数据,并完成对特定海域处风浪频谱的描述表达。

水轮机效率曲面和等效率线在三维坐标下生成及显示方法

讨论了由二元函数拟合描述效率曲面的方法，阐述了利用计算机用Ｔ－Ｎ算法来求取等效率线，探讨了由正等轴测变换实现三维及二维显示的方法．

长期水驱后强非均质性油藏动态相渗曲线计算方法研究

国内大部分油田相渗资料多为油藏初始状态时岩心测量获得,随着油田不断开发,长期冲刷的岩石孔吼结构发生变化,油水相对运动关系也必然出现不同程度改变,但油田开发中后期重新取样测试相渗的甚少。本文基于强非均质性油藏某生产井中后期实际生产动态数据,根据相对渗透率函数表达式进行推导,而后利用二元拟合最终计算得到长期水驱后的动态相渗曲线。将本文所提方法应用于某一海相底水驱砂岩油藏生产井,得出结果符合油田实际,并指出该方法适用性和局限性。本文提出的方法应用于实际油田不仅节约油田开发成本,还能有效反映储层动态变化规律,为油田的开发设计、开发调整及开发分析提供重要依据。

利用可见光测量近红外单模光纤的模场

光纤的模场分布是光纤最基本的特性,它包含了很多光纤的有关信息,单模光纤都工作在不可见的近红外波长范围内,且在可见光范围并非单模工作。提出了一种利用可见光测量近红外单模光纤模场直径的新方法,导出了一个考虑光纤材料色散的更精确地计算不同V值时模场直径的公式,设计了利用可见光直接拍摄模斑的系统,采用缠绕法提取基模,消除了高阶模对测量结果的影响,利用二元非线性曲面拟合,测得了光纤在近红外工作波长下的模场直径。由于无需红外光源、红外探测器以及精密的扫描装置,该方法具有成本低廉、测量速度快、调整容易等优点。

沉积物埋藏深度和碳酸钙含量对南海沉积物干密度的影响

在古海洋学研究中,质量堆积速率是反映地质历史时期某种物质沉积通量变化趋势的重要指标。计算质量堆积速率的一个必要参数是沉积物的干密度(DBD)。但是,很多钻孔沉积物的干密度数据往往因采样间隔稀疏而分辨率太低,甚至没有实测数据,为后续研究带来一定限制。前人研究中曾经发现深海沉积物的DBD可以用沉积物中的CaCO_(3)含量进行估算,但这一方法在南海是否可行尚缺乏研究。笔者根据前人经验,对南海ODP184,IODP 349、367、368共4个航次17个站位的DBD、CaCO_(3)含量与样品埋藏深度数据进行了分析,发现沉积物埋藏深度是影响DBD的重要因素,DBD和CaCO_(3)含量仅在南海南部的ODP1143站位表现出良好的关系。而在南海北部及中部可能由于受到不同程度深层流活动的影响,导致沉积环境极不稳定,非碳酸钙组分来源复杂多变,故DBD与CaCO_(3)%的相关性差。在南海南部,以沉积物埋藏深度和CaCO_(3)%为变量,对ODP1143站位用二元多项式拟合出一经验公式,该公式适用于南海南部海域与1143站位有相似沉积环境的沉积物样品干密度的估算。