基于一维像序列的进动目标尺寸估计研究

利用高分辨距离像估计目标尺寸是弹道导弹中段防御雷达目标特征提取和识别的重要途径。该文提出了一种在目标进动条件下,利用多幅高分辨一维距离像进行中段弹道目标真实长度估计的方法。推导了目标1维高分辨距离像长度与弹道目标真实长度、进动参数之间的函数关系,建立了1维距离像长度的观测模型,采用最大似然估计法实现了目标长度的估计。最后给出了基于仿真数据和某弹头实测数据条件下的尺寸估计仿真结果,验证了所提方法的有效性。

基于高分辨距离像的弹道目标尺寸综合估计方法

利用高分辨距离像估计目标尺寸是弹道导弹中段防御雷达目标特征提取和识别的重要途径。文中介绍了经典的谱估计方法及其实现流程,在此基础上提出了一种综合估计方法,该方法将傅里叶变换和超分辨方法相结合,充分利用两者的优点,有效解决了单个谱估计方法无法同时提高模型阶数估计精度和散射点位置估计精度的问题。最后给出了基于仿真数据的目标尺寸估计仿真结果,通过估计精度的比较,验证了文中方法的有效性。

改进的基于白化滤波器的降晰函数尺寸估计方法

给出了一种改进的降晰函数尺寸估计方法,它能为图像盲复原提供重要的先验信息,增强复原结果的可靠性。该算法首先由AR模型导出白化滤波器,然后对降质图像白化后的结果进行两种操作,以保证算法在低信噪比下的可行性:一是利用AR模型误差在边缘区域与平滑区域的差异,通过边缘提取与膨胀操作实现有效区域的快速提取;二是对有效区域通过平滑滤波进行噪声项的有效抑制。最后,对滤波后的有效区域进行相关值计算,依据取得最小值时的位移与降晰函数尺寸之间的关系估计降晰函数的尺寸。该方法经仿真实验验证:在低信噪比时,较改进前的方法能给出可靠的尺寸估计。

基于双站协同探测的一维像目标尺寸估计方法

利用多部雷达不同视角下目标的宽带投影尺寸,可以估计目标的真实尺寸。文中利用投影尺寸为目标轴线投影到雷达视线的长度,建立了多雷达投影尺寸与目标轴线向量的测量方程,并利用Kalman滤波进行迭代求解,再求轴线向量的模值,即得到真实尺寸,从而解决了目标真实尺寸的建模问题。仿真结果表明了该方法的有效性。

基于双脉冲特征的滚动轴承缺陷尺寸估计方法

根据提取的滚动轴承特征信号实现对故障缺陷尺寸的准确估计,提出了一种基于双脉冲特征的滚动轴承缺陷尺寸估计方法.采用AR模型对采集到的振动信号进行预白化处理,对预白化处理后的信号进行VMD分解,得到一系列固有模态函数.根据峭度值和互信息最大,分别选取包含有阶跃成分与冲击成分的分量,并采用平方包络增强信号的特征.根据双脉冲特征,确定滚动体进入和退出缺陷时所对应的时间,提出了故障轴承的缺陷尺寸估计方法.研究了转速和缺陷尺寸对该方法精度的影响,分析了造成误差的原因.通过实验验证该提取方法的有效性,经过估计得到的缺陷尺寸误差在5%以内,验证了该缺陷尺寸估计方法具有较高的精度.

一种双样本多分形视图尺寸估计算法

视图尺寸估计是数据仓库实化视图选择和分配预聚集视图存储空间的前提。本文提出了双样本多分形视图尺寸估计算法MDS;同时,为了研究MDS算法的有效性,本文把它与Cardenasn formula、SF 和FMS算法进行了比较。实验结果表明,MDS算法优于其它算法。

附加可变尺寸运动估计的FGS视频编码

基于增强层运动估计的精细粒度伸缩编码(FGS),可以在整体上提高常规FGS编码的效率·但在低码率段,编码效率还有待进一步提高·提出了一种基于附加可变尺寸运动估计的FGS视频编码框架,在基本层运动估计部分附加了可变尺寸运动估计来改善常规运动估计的效果·同时在FGS编码中引入了基于宏块的参考帧选择技术和增强层的目标码率比例截断法·仿真实验表明,这种编码方法提高了低码率段的编码效率,在整个增强层码率范围内都优于传统的FGS编码·

基于伪树冠的细粒度可变尺寸块运动估计

为了实现细粒度的可变尺寸块运动估计算法,构造了一个三叉和四叉结构组合的伪树冠数据结构,和细粒度四叉树森林结合成一个具有单个根节点的复合树。细粒度可变尺寸块运动估计算法同粗粒度算法一样可以利用树结构的特点快速找到具有率失真斜率极值的节点。仿真试验验证了细粒度算法和粗粒度算法的不同适用范围。通过仿真试验分析了运算量减少策略、搜索窗大小、搜索深度对算法性能的影响。

基于FPGA的可变尺寸块运动估计高效结构

针对可变尺寸块运动估计(VBSME,Variable Block-Size Motion Estimation)的硬件结构在现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)上实现时消耗资源多且速度慢的问题,提出了一种面积和速度优化的VBSME硬件结构.其中,绝对差累加和(SAD,Sum of Absolute Differences)的计算采用基于随机存储器(RAM,Random Access Memory)的累加计算方式,比基于寄存器合并的方式节省了面积并增加了速度;通过采用脉动比较链而非总线结构,增强了多个SAD值的比较能力,并能高效地实现对部分差排除算法(PDE,PartialDifference Elimination)的支持.基于Virtex-II型FPGA器件,本结构消耗了2 261个slice,时钟频率达到164 MHz,在搜索窗口为16×16时可实时处理标清格式的视频.与同类设计相比,设计的面积可减少77%,速度增加218%,FPGA的硬件效率显著提升.

基于PSF尺寸预估计的天文图像复原优化算法

地基天文观测中,对大气湍流造成的天文模糊图像进行复原时,由于缺少准确的PSF(Point spread function)信息,加之复原过程的病态性,天文图像的盲反卷积运算一直是难点。针对天文图像的稀疏特性,基于稀疏测度的PSF估计算法可有效地解决PSF信息缺省的问题,该算法受PSF尺寸参数选择的影响较大。通过基于边界测度的PSF尺寸预估计算法对稀疏测度PSF估计算法进行改进。优化算法首先对PSF尺寸有效预估计,得到精确的PSF估计值,最终提高了图像复原的精度。仿真结果表明,优化后的算法应用到天文图像复原过程中后,可以更为准确地估计出模糊图像的PSF大小,改善天文模糊图像的复原效果。

弹道导弹助推段RCS序列仿真及尺寸分类估计

从低分辨窄带雷达的助推段RCS序列中能提取出弹道导弹识别的重要信息,但由于信息量有限,只能对导弹尺寸进行大致的分类估计。为了对导弹进行聚类分析,首先采用准静态法结合弹道导弹静态RCS仿真了导弹在助推段的RCS序列,为特征提取提供了依据;之后,在其基础上,提取出与导弹弹径相关的特征信息,采用最大最小距离法进行聚类识别,将不同尺寸弹道导弹分类,构建出数据库;最后,将目标导弹的特征信息与数据库内样本的特征信息进行聚类识别,从而得出目标尺寸的大致范围。最终的实验结果表明:利用助推段RCS序列提取目标特征能够实现目标尺寸的估计。

基于二次统计CFAR处理的目标径向尺寸估计

利用雷达高分辨距离像(high resolution range profile,HRRP)实现对目标径向尺寸估计,可为目标分类识别提供重要特征判据.实际中常采用双向恒虚警(constant false alarm rate,CFAR)门限法进行目标信号支撑区和噪声区的鉴别,低信噪比条件下现有方法尺寸估计精度较低,且当目标支撑区边缘信号较弱时容易漏检.为解决上述问题,本文通过低门限多次检测对目标-噪声边界进行判决,搜索到目标-噪声边界后通过边缘优化进一步提高尺寸估计精度.实验验证和对比分析表明,本文方法平均估计误差小于10%,明显低于现有CFAR门限尺寸估计方法,且能有效避免边缘弱点漏检以及“野值”干扰,提高强噪情况下目标尺寸估计的稳健性.

采用双迭代寻优算法的舰船复HRRP估计

针对非高斯海杂波背景下线性规划和迭代最小化稀疏恢复方法中目标散射点模型建模不精确导致舰船复高分辨距离像估计和径向尺寸估计性能下降的问题,提出了一种散射点位置和距离像幅度交替迭代寻优的新算法。该算法首先利用线性规划或迭代最小化稀疏恢复方法对舰船复高分辨距离像进行估计,然后采用拟牛顿法估计目标各个散射点在距离单元内的位置微偏移,在不增加模型复杂度的情况下构造出更加精细的目标散射点模型。重复利用上述双迭代过程,直到距离像的恢复误差满足预先设定的要求。通过仿真和实测数据实验对几种稀疏恢复方法的舰船复高分辨距离像估计性能以及径向尺寸估计性能进行了分析与对比。实验结果表明,提出的双迭代寻优算法与沿距离临界采样的线性规划和迭代最小化稀疏恢复方法相比,具有更低的舰船复高分辨距离像估计误差和径向尺寸估计误差;与沿距离过采样高分辨距离像模型的线性规划稀疏恢复方法相比,该方法在保持相近复高分辨距离像估计和径向尺寸估计精度的情况下显著减少了计算时间。

基于ISAR图像的空间碎片群尺寸估计方法研究

为解决空间碎片群尺寸的估计问题,通过对空间碎片群逆合成孔径雷达(ISAR)成像机理分析,提出一种基于图像形态学处理的空间碎片群尺寸估计方法.针对ISAR图像中目标呈稀疏独立、分散分布的特点,首先对图像进行腐蚀、膨胀处理,使呈散射点分布的目标连在一起成为连续目标;接着采用自适应阈值操作将目标和背景进行分割;然后对分离出的目标区域进行几何形状识别;最后创建包围目标轮廓的多边形边界,通过求解多边形边界尺寸实现对空间碎片群尺寸的估计.仿真实验结果验证了本文方法的有效性.

基于ISAR图像的火箭目标尺寸估计方法

火箭目标尺寸估计具有重要的军事价值,可以此推测火箭型号及用途。文章提出了一种基于逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar,ISAR)图像的火箭目标尺寸估计方法。该方法通过图像增强、形态学滤波、图像分割等方法提取出火箭目标轮廓,在此基础上基于直线检测方法自动提取并估计火箭长度。采用实测数据对该方法进行了验证,结果表明,该方法可以由ISAR图像估计火箭目标的实际尺寸,具有较高的应用价值。

基于太阳相位角函数的空间碎片尺寸估计算法

从光度数据中估计碎片尺寸对碎片状态估计和分类识别有着重要的意义。本文在研究碎片光度与其尺寸关系的基础上，提出一种基于球体太阳相位角函数反演的空间碎片尺寸估计算法。该算法首先利用太阳辐射模型估计碎片的等效辐射面积，并推导球体模型的太阳相位角函数，然后利用球体模型的相位角函数反演碎片的不变面积（即真实面积），最后通过估计的面积来估算碎片的尺寸。仿真结果表明，采用球体模型的相位角函数可提高反演复杂模型的真实面积的精度，通过1000次蒙特卡洛实验，估计精度提高约20％。

基于Mean Shift点法向量分类的目标三维姿态估计

目标三维姿态信息在目标运动分析、目标识别和目标跟踪等领域的应用越来越广泛。现有的OPDVA算法采用基于距离的K-means算法对点法向量进行分类后确定目标坐标系MCS的正方向,求取目标三维姿态角。针对点法向量分类效果不理想的情况,提出了基于Mean Shift点法向量分类的目标三维姿态估计算法(PEMSPNC)。该算法利用不依赖初始参数设定、基于密度聚类的Mean Shift算法,对密度分布不同的不同平面点法向量分类,寻找密度最大处点法向量做为每类代表法向量确定MCS的正方向,然后计算目标姿态角,并根据目标姿态估计结果计算目标尺寸。采用矩形拟合法、OPDVA和PEMSPNC算法分别对仿真和实测目标距离像进行实验。实验结果表明:采用PEMSPNC算法得到的姿态估计结果误差最小,相比于OPDVA算法,平均误差降低了0.4434°,且对实测数据有较好的处理结果。

基于点线特征的通风管道建模与管内定位方法

为解决在通风管道环境下场景构型单一、传统视觉特征点稀疏的问题,利用前后两个单目相机和左右两个线阵激光雷达作为主要传感设备,提出一种基于点线特征的管道建模与管内定位方法。首先,利用LaneNet网络和改进的随机抽样一致算法提取四条管壁边线特征,再利用图像中的几何和空间约束筛选局部直线分割算法的检测结果,得到管道连接处的两条竖直线特征。接着利用线阵激光雷达计算管道宽度和机器人偏航角,恢复了管道连接处线特征的深度信息并求解得到管道高度。最后建立管道地图坐标系并推算机器人的二维坐标位置和管道长度。实验结果表明,定位的相对误差在9.8 cm以内,管道建模的相对误差在2.9 cm以内,能够满足机器人在管道内巡检作业时的建模与定位需求。

基于AVC/AVS标准高效运动估计硬件结构设计

在新一代高性能视频编码标准AVC和AVS中,为提高编码效率,运动估计采用了变尺寸块搜索、多参考帧、运动向量预测等新技术.这些技术成倍地增加了运动估计的计算复杂度.为满足运动估计高计算量需求,一个高效变尺寸块运动估计(VBSME)硬件结构被提出来.该结构采用两个时钟,慢速时钟用于I/O部件,快速时钟用于核心计算部件.并且采用细粒度级流水线实现方式,提高时钟频率和计算部件的流水线效率.针对图像尺寸为720×576的视频,在65×65搜索窗下,该结构最高每秒可以编码71幅图像.

AVC/H.264标准中高效运动估计硬件结构设计

为解决视频编码标准AVC/H.264中运动估计高计算复杂度问题,提出了一个高效运动估计硬件实现结构.该结构能够实现多尺寸块运动估计处理,并且具有高流水效率和高性价比的特点.结构灵活性强,通过改变PE单元和加法树的流水级数能够达到面积和计算能力的折中.实验表明,该结构在搜索窗为65×65时,针对图像尺寸为720×576的视频,每秒最高可以编码48幅图像.