基于非线性各向异性滤波的图像特征匹配算法

图像特征匹配是增强现实系统中的关键技术,匹配精度是提升特征匹配性能的关键。提出了一种多尺度特征匹配加强算法(I-AKAZE),通过对非线性各向异性滤波过程中传导函数的改进,减缓图像梯度值大的区域非线性扩散速度,极大程度地保留了匹配图像的边缘特征;同时,结合改进的非线性量化加速稳健特征描述符(NLG-SURF),提高了描述符的识别率。实验结果表明I-AKAZE算法在Mikolajczyk数据集上的可重复性得分相比目前先进的AKAZE算法有着大幅度提升,对应的特征描述符的平均识别率提升8.4%,并且运行速度比经典的SIFT算法快约19%,算法整体在检测和描述阶段上的性能都有提升。

提高地震图像信噪比的非线性各向异性扩散算法模型

原始地震图像属于线形纹理图像 ,地震同相轴表现为线条结构。选取基于偏微分方程的非线性各向异性扩散 (即一致增强性扩散 )算法模型 ,通过结构张量的特征向量控制扩散方向 ,利用扩散张量的特征值控制特征方向上的扩散量 ,对原始地震图像进行图像处理 ,增强具有一致性的同相轴及其所反映的重要地质结构。利用能谱分析设计了地震剖面图像信噪比的计算公式 ,确定了扩散参数的选择范围。处理实际地震剖面图像的结果表明 ,在信号结构关系不变及其能量保持 80 %～ 90 %的条件下 ,原高信噪比地震图像的信噪比可增加约 9dB ,原低信噪比地震图像的信噪比增加大约 15dB ,并且不会出现假像 ,增强了同相轴及重要的地质结构。图 1表 1参

数字破损图像的非线性各向异性扩散修补算法

首先从局部坐标角度分析整体变分(TV)模型与p-Laplace算子的物理意义,从本质上说明p-Laplace算子的扩散性能优于TV模型,进而提出一种基于p-Laplace算子的图像修补算法.该算法利用p-Laplace算子的非线性各向异性扩散的性能来填充受损区域.与TV修补算法相比,文中算法能快速收敛,并达到更好的修补效果,其综合性能优于TV修补算法.

基于非线性小波阈值的各向异性扩散方程

本文给出了林石算子定义的扩散方程的小波阈值等价形式,并在此基础上对林石算子定义的扩散系数计算公式进行了修改,将其中估计各阶导数时所用的高斯线性滤波图像改成平移不变小波非线性阈值图像,这样避免了高斯滤波引起的过度光滑和边界移动.实验结果表明新的扩散方程在保持边缘位置的同时能更有效地去除噪声.

非线性各向异性扩散滤波器用于三维地震资料噪声衰减与结构特征增强

消除地震资料中的干扰噪声,增强地质沉积特征,对地震资料的后继处理和解释都有重要的意义.本文重点论述一种基于偏微分方程的非线性各向异性扩散滤波技术.采用梯度结构张量估计局部地层方向,度量地质特征的规则程度,以此约束扩散滤波器沿着地层方向作扩散滤波,并且通过控制在断层和河道等不连续性区域的滤波程度,使得扩散滤波器具有优异的保持边缘特性.对大庆油田的一块实际地震资料的处理结果表明,该方法可有效消除非相干噪声,增强地震反射同相轴的连续性,突出地质沉积特征,提高资料的信噪比,整体改善地震资料的品质.

基于复数域非线性各向异性扩散滤波的裂缝检测方法

针对P-M模型易产生集块效应,边缘保持效果不理想,无法滤除边缘噪声,且P-M方程是病态的等缺点,本文提出了基于复数域非线性各向异性扩散滤波的储层裂缝检测方法。该方法通过将传统各向异性扩散方程拓展到复数域,将复数域扩散项加入Shock滤波器,克服了扩散滤波边缘保持能力差和Shock滤波器对噪声敏感的缺点,在压制噪声的同时保持了地震资料同相轴的边缘信息,从而增强了地震同相轴的横向连续性,使断点更加清晰。理论和实际资料试算结果表明,本文提出的基于复数域非线性各向异性扩散滤波方法具有较强的噪声压制能力,能够精确检测储层裂缝发育带分布特征。

对地震图像进行保边滤波的非线性各向异性扩散算法

地震资料的噪音消除是地震资料处理的一个重要步骤,以往的地震资料滤波,都容易伤害地震资料的高频信号.原始地震图像属于线形纹理图像,地震同相轴表现为线条结构.基于偏微分方程的非线性各向异性扩散技术通过结构张量的特征向量控制扩散方向,利用扩散张量的特征值控制特征方向上的扩散量,对原始地震图像进行图像平滑处理,增强具有一致性的同向轴及其所反映的重要地质结构.

各向异性非线性扩散的自适应隐写方法

针对信息隐写抗检测性问题,将张量引入隐写领域,提出了一种基于各向异性非线性扩散的自适应图像隐写方法.首先,从热传导的视域出发,将信息隐写过程看成热量传递过程,分析信息隐写过程中的“传导系数”与图像局部特性之间的内在联系;其次,基于Weickert局部结构张量,构造隐写空间;然后设计加性失真函数.通过上述过程最终在高保真度条件下,将消息安全地隐写到载体图像中.本研究以含有10000张图像的BOSSBase数据库进行实验,以经典隐写算法作为测试基准,实验结果表明:本研究算法的抗检测性能在隐写率为0.4 bpp时平均提高43.58%,其他隐写率(如0.2 bpp,0.3 bpp,0.5 bpp)时也有较好的表现,本隐写方法具有较好的抗检测性和图像保真性.

一种基于非线性各向异性扩散PDE的矢量图像放大方法

根据矢量图像像素值特点,利用偏微分方程理论中的热传导数学模型,提出了一种基于非线性各向异性扩散PDE的矢量图像放大法。实验结果表明:文中所提出的算法对灰度图像和彩色图像进行放大均有较好的视觉效果。与传统插值放大算法相比,放大后图像减轻了模糊化,锯齿化以及振铃化效应;与已有的基于偏微分方程的图像放大算法相比,该算法能够较好地保持图像的边缘特征和细节信息。

基于分数阶非线性各向异性扩散的图像去雾算法

针对大多数各向异性扩散方程在去雾过程中容易模糊边缘细节的问题,提出一种基于分数阶非线性各向异性扩散的去雾算法。使用从模糊图像中提取的大气光作为各向异性扩散过程中的初始值,通过迭代扩散过程计算精细的大气光传输图。使用分数阶导数的Riemann-Liouville模型,将各向异性扩散过程推广到1~2之间的任何实数阶数,而且在空间域中执行迭代过程使得算法在计算方面能够简单快速的实现。实验结果表明,该算法能够有效地突出去雾图像的细节,而且在多个评价指标上比其他算法都有更优的性能体现。

换流变压器阀侧绕组非线性各向异性直流电场分析

由于绝缘材料的电阻率具有非线性和各向异性,故在计算换流变压器阀侧绕组直流电场时需要考虑到绝缘材料的非线性和正交各向异性。笔者采用ANSYS二次开发技术,计算了在考虑绝缘材料电阻率随场强和温度变化情况下的非线性直流电场及非线性各向异性直流电场。计算结果表明,在考虑绝缘材料电阻率非线性和各向异性的情况下,电场分布与不考虑这些条件下的分布有很大的不同。因此,换流变压器阀侧绕组的直流电场应该按非线性各向异性场计算。

半花菁LB多层膜的光学非线性各向异性研究

用偏振紫外-可见吸收及旋转样品二次谐波（SHG）测量法研究了半花菁／花生酸Y型交替多层膜中分子在基极平面内分布的各向异性．拉膜过程引发的半花菁分子在平面内沿提拉方向的规则取向具有镜面对称性，并随着拉膜速度或层数的增大而增强．

基于各向异性的Galfenol复合悬臂梁三维非线性耦合模型

通过Maxwell方程研究动态条件下三维驱动磁场的非线性分布,利用弱解式方程将Galfenol合金本征非线性模型与复合悬臂梁结构模型进行耦合,得到基于各向异性的悬臂梁磁机耦合非线性模型。模型仿真结果表明,磁感应强度最大的位置出现在靠近悬臂梁固定端的一侧,悬臂梁机械应变的分布结果与磁感应强度类似。分别利用非周期阶跃信号和周期正弦信号对复合悬臂梁进行试验研究。结果表明,所建立的三维非线性耦合模型可以较好地预测试验数据中的死区部分、线性区间以及饱和区间,由于柔性结构中存在的次谐波扰动,阶跃响应中试验曲线出现小幅波动现象,模型可以较好捕捉试验结果中出现的次谐波扰动特征。

非均质非线性各向异性岩石破坏准则研究

本文对非均质非线性各向异性岩石破坏准则,作了理论和试验方面的研究。文中建立的准则考虑了中主应力对破坏的影响,能够反映岩石强度各向异性、岩石内摩擦性、莫尔破坏包线非线性、岩石非均质性,以及非均匀温度场对岩石强度的影响。本文准则是一综合性强度准则,在塑性力学和岩土力学中已经广泛采用的许多经典准则可以归为其特例。准则中共有13个物性参数,可由常规的岩石力学试验确定出来。安康水电站大坝基岩的强度试验分析,给出了本文准则一个较好的应用实例。

非线性各向异性波形反演方法

本文以经典的最优化理论为基础，将反演声波介质和各向同性弹性介质的弹性常数、波阻抗和密度等参数的非线性波形庆演方法．推广于弹性各向异性介质弹性参数和密度的反演。详细地推导了反演上述参数的迭代公式。为了有效地利用与各模型参数对应的目标函数的梯度分量，文中给出了子空间法修改模型参数的方法，使每个模型参数修正量的修正系统都能用最优化方法确定，从而有利于加快迭代的收敛速度。

三边夹紧一边铰支正交各向异性矩形薄板的几何非线性分析

利用Galerkin方法分析了von-Karman型三边夹紧一边铰支正交各向异性矩形板。所设的位移函数为梁的主振型函数，它不仅能精确地满足边界条件，而且具有正交的特性，从而把复杂的非齐次非线性偏微分方程组化为一组非线性代数方程组，通过非线性方程组的线性化，用稳定化双共轭梯度法求解稀疏矩阵线性方程组以及可调节参数的修正迭代法求解非线性代数方程组。实践证明，梁的主振型函数收敛很快，只须取出级数的前几项即可满足精度要求。最后求出了不同复合材料的挠度和应力值。

立方晶粒各向异性集合金属的非线性弹性本构关系

在Voigt模型下,Barsch(1968)和Johnson(1985)分别给出了立方晶粒各向同性集合和正交集合的非线性弹性本构关系.本文推导出基于Voigt模型的、比Barsch和Johnson结果更一般的、立方晶粒各向异性集合的非线性弹性本构关系,这里金属的各向异性通过织构系数来描述.

各向异性非线性强度条件下的边坡稳定性

解释了土体强度各向异性、非线性的物理本质,结合常规直剪试验、三轴试验结果,在前人工作基础上建立了边坡稳定性分析中强度各向异性、非线性的描述方法,其中特别提出了一个各向异性函数.基于Janbu普遍条分法(GPS),运用SPREADSHEET模板程序,提出了一个能将各向异性、非线性强度准则逐点等效到Mohr-(Coulomb直线强度准则处理上的迭代方法,准确方便地获得了非线性强度下的边坡稳定性分析.最后的算例展示了方法的使用过程.

基于各向异性和非线性正则化的湍流退化图像复原

提出了一种基于各向异性和非线性正则化的湍流退化图像复原新算法。为了有效地从湍流退化图像中估计出退化模型 ,在湍流点扩展函数的优化估计过程中合理地融合了有关湍流点扩展函数的一些基本的先验知识。首先 ,将点扩展函数的非负性和光滑性约束加入到目标函数中。再针对湍流点扩展函数的衰减性质 ,建立了一个具有非线性和空间各向异性的正则化函数 ,使其在重建点扩展函数时能适当地进行空间梯度平滑。由此通过迭代极小化目标函数来优化估计湍流点扩展函数值 ,进而恢复图像。对各种噪声条件下的湍流退化图像进行了恢复实验 ,实验结果表明本文算法具有较强的稳定性和抗噪能力。

全谱方法求解平行平板间非线性各向异性散射介质内辐射换热

提出采用全谱方法求解平行平板内,充满非线性各向异性散射参与性介质的辐射换热问题。在求解过程中,辐射传递方程中的非线性各向异性散射相函数采用Legendre多项式展开,空间微分项和散射积分项均采用Chebyshev多项式展开,在空间和角度上的辐射强度均采用谱方法进行离散,将原本复杂的微积分形式的辐射传递方程转化为矩阵形式的代数方程。选取边界为半透明边界,散射函数为空间函数的经典算例,检验全谱方法求解非线性各向异性散射介质内辐射换热的性能,并将其计算结果与解析解、最小二乘有限元和基于离散坐标的配置点谱方法的计算结果进行比较,表明全谱方法的计算结果与它们吻合得很好,且具有很高的计算精度。同时,全谱方法的计算误差随着节点数的增加呈指数降低;在较少计算节点的条件下,仍然可以获得较为满意的计算结果。