归一化互相关系数在图像序列目标检测中的应用

提出一种基于归一化互相关系数的图像序列运动目标检测方法。该方法以基于模板的归一化互相关系数作为度量函数,可以有效地检测出运动阴影和运动目标,而且不需要对背景进行实时维护。实验表明,该方法对光照变化具有一定的鲁棒性。

一种采用随机归一化相关系数调制的量化水印

该文提出了一种新颖的量化水印.该方案通过调制由宿主信号变换产生的特征信号嵌入水印信息.特征信号由源宿主信号与一个随机信号的归一化相关系数构成.对该信号的调制方法是从水印信息对应的码本中选择一个码字,码本设计使用了均匀量化器并考虑了多进制的情况.加水印的宿主信号在最小化嵌入失真的意义下产生,并使其与随机信号具有调制后的归一化相关系数.同时,该文给出了嵌入失真与可移除水印信息的最小通道失真的表达式,根据它们可以在码本中搜索最优的码字以提高水印性能.该文方案对幅值缩放攻击具有不变性,而且抗噪能力优于著名的扩展变换抖动调制水印.图像仿真结果表明,该方案具有良好的不可感知性以及能抵抗广泛的攻击,和几种典型的水印方案相比具有显著的性能优势.

归一化互相关系数与迭代最近曲面片点云配准方法

针对无附加信息的激光点云数据,基于匹配点对衡量准则与迭代最近曲面片(ICS)算法提出一种新的配准方法。引入归一化零均值互相关系数衡量点的邻域曲率相似度,构造一一对应的初始匹配点对有效数组,利用四元素和线性最小二乘法计算初始配准参数。通过局部曲面片代替离散点,建立参与ICS算法的有效点集,并用一次近似距离代替点到对应曲面片的几何距离,建立配准的非线性最小二乘优化模型和求解策略。实例结果表明,与迭代拼接算法相比,该方法具有多视角普适性,且高效精确。

基于归一化互相关系数的图像匹配的连续消算法

归一化互相关系数因其对信号强度线性变化不敏感以及在匹配精度方面的优点,在恶劣环境图像匹配方面有较广泛的应用。文章提出了一种在图像匹配中,采用归一化互相关系数作为匹配准则时的快速穷尽搜索算法。基本思想是在搜索窗口中利用连续消除搜索点来降低匹配的计算量。实验结果表明,该算法在获得和穷尽搜索算法相同性能的情况下提高了20～30倍左右的速度。

基于频谱特征和归一化互相关系数的3D视频格式自动识别算法

根据不同格式的3D视频图像像素排列的不同,用傅里叶变换将图像从空间域转换到频率域,通过对傅里叶幅度谱的分析,并结合图像宽高比值及3D视频图像左、右眼画面相近等特点,提出一种采用3个层次的分析判定对3D视频格式进行识别的算法。通过该算法可以快速识别出3D视频格式,准确率高。

基于误差可控的转换变换心电信号去噪方法

针对心电信号在去除噪声时不可控误差引起的幅值和形态变形问题,提出一种基于误差可控的转换变换心电信号去噪方法。通过转换变换可以获取心电信号的低频分量和高频分量:通过对特征波形和高频噪声处设置不同的误差界可有效滤除高频噪声,并将特征波的重构误差控制在较小的范围内;对低频分量进行cubic插值可以获得更加光滑的基线漂移。从而可改善去噪引起的形态改变。在MIT-BIH数据库的心电图上进行实验,结果表明:提出的方法可以有效滤除基线漂移和高频噪声,同时特征波形的幅值和形状得到了很好的保持。与对比方法相比,去噪后心电信号的信噪比、均方根误差、归一化相关系数均得到改善。

基于区域结构性关系的改进相关滤波跟踪

针对相关滤波系列跟踪算法无法适应目标发生较大形变的缺陷,提出一种基于区域间结构性关系的相关滤波算法来提高跟踪算法的适应能力。首先,将目标图像块按照结构上的上下和左右关系平均分成4个子块,对图像块和每一子块分别使用相关滤波的思想预测出目标图像块4个子块的响应值和中心位置。然后,根据算法预测后的子块中心位置与整个目标块中心位置的距离和预测前的距离估计前后帧最佳尺度变化的比例。最后将所得比例用于模型和目标图像块大小的更新,同时对每一子块的位置进行更新。将所提算法在大量视频序列上进行了跟踪实验,跟踪精度比Struck算法增加了16%,理论与实验均表明所提算法在提升精确度的同时满足不同场景对跟踪目标的形变的跟踪要求。

营口地区软土固结不排水剪切应力-应变归一化性状研究

通过对营口地区粘土三轴固结不排水剪切试验,得出在不同的固结压力下营口地区软土应力-应变曲线呈现硬化型特性,且土体中存在一种胶结构造直接影响软粘土的强度.同时对比分析了以(σ3)n、主应力差渐进值(σ1-σ3)ult为归一化因子的两种归一化方法的研究,并建立了相应的归一化方程可以对不同围压下的应力-应变曲线做出较好的预测.

纳秒脉冲电场联合多壁碳纳米管对皮肤癌细胞活性的剂量效应研究

为了研究多壁碳纳米管(MWCNTs)联合纳秒脉冲电场(nsPEF)影响离体细胞活性的剂量效应,采用CCK-8检测法对比分析皮肤癌A375细胞活性随电场强度E、脉宽t、脉冲个数N等单因素的变化规律。研究表明,细胞活性随电场强度和脉宽的变化具有阈值效应(S形变化),而随脉冲个数的变化无明显的阈值效应(指数型变化)。细胞活性随脉冲注入能量E(tN)0.5的增加呈现S形下降。基于logistic模型利用一元非线性回归分析方法分别拟合得到细胞活性与三个脉冲参数间的函数关系。同时,建立细胞活性与多因素之间的归一化关系。结果表明,MWCNTs的加入不影响细胞活性与脉冲参数间的变化规律,但却明显降低了nsPEF杀伤肿瘤细胞所需要的幅值,从而可以有效提高nsPEF在肿瘤治疗中的电气安全性。

含水率对青海地区原状黄土力学性能的影响

为了研究青海地区原状黄土在不同含水率下的力学特性,利用英国GDS标准应力路径试验系统对原状黄土进行了不排水三轴试验,并且对偏应力-应变关系进行了归一化分析。建立了考虑含水率和围压影响的归一化偏应力-应变关系,通过计算结果和试验结果对比得出归一化的偏应力-应变关系,预测原状黄土的偏应力-应变关系。结果表明:试样偏应力-应变曲线呈应变硬化型。而且,在相同的围压下,试样最大偏应力随着含水率的增加而减小;弹性模量随着围压的增大而增大,随着含水率的增大而减小;黏聚力随着含水率的增加降幅比较大,内摩擦角变化很小。通过拟合黏聚力与内摩擦角随含水率变化曲线得到以含水率为变量的库仑抗剪强度公式,对青海地区实际工程设计以及地基处理具有一定的参考意义。

模板图像匹配中互相关的一种快速算法

基于归一化互相关系数的算法在模板匹配和特征跟踪中运用十分广泛,但缺点是其计算量很大.为此提出了一种在空间域利用盒形基简化互相关的快速算法,在不修改归一化互相关匹配原理的前提下,用原模板图像在一组正交盒形基张成的子空间上的投影取代原图像来进行互相关计算,以降低图像精度来缩减计算复杂度.实验说明,当搜索窗口大小较小时,此快速算法计算量明显小于传统的频域快速归一化互相关算法.

基于SIFT的宽基线立体影像最小二乘匹配方法

提出基于对极几何和单应映射双重约束的SIFT特征多尺度加权最小二乘匹配算法。算法首先基于特征点的空间分布和信息熵选取一定数量的最优SIFT特征点集,并采用基于奇异值分解(SVD)的SIFT特征匹配、基于SIFT特征尺度和方位信息的自适应归一化互相关(NCC)匹配获得精度较高的初始匹配点用于立体像对的基本矩阵和单应矩阵估计。然后在对极几何和单应映射的双重约束下,基于自适应NCC及距离加权的多尺度最小二乘匹配算法进行扩展匹配并同时保留匹配定位精度较高的原始SIFT特征点对。算法综合应用基于积分影像的NCC快速计算、金字塔影像匹配等方法和策略。最后选取实际的宽基线序列立体影像进行试验并同原始的SIFT特征匹配算法、基于SVD的SIFT算法进行了综合对比分析。结果表明当影像间无显著亮度变化时该方法的匹配性能明显优于现有的方法。

地理因子与空间人口分布的相关性研究

通过建立包括居民地、公路、铁路、水系、高程带、坡度带、坡向带、土地覆盖等要素内容的地理因子库 ,以及包括国民经济和社会发展主要指标的经济因子库 ,提取在一定区域内与人口分布密切相关的因子组成 ,并以其归一化相关系数作为定量分析的权重系数。本文提出的是实现人口在空间单元内遵循人口分布规律的空间化分布的一种尝试。

单频干扰的高精度自动识别和自适应压制方法

根据原始地震资料中工业电干扰的单频特点,提出了基于归一化互相关系数自动识别含单频干扰地震道并进行自适应压制的方法。选择深部位时窗,采用正弦函数和余弦函数的组合形式来表征单频干扰,以此逼近实际地震数据中可能含有的单频干扰,并使目标函数(实际地震数据与单频干扰的平方残差)达到极小值,由此求得单频干扰的振幅、相位和频率;再将该单频干扰与实际地震数据进行归一化互相关系数计算,归一化互相关系数越大,则该实际地震数据中含有单频干扰的可能性越大,反之则不含有单频干扰或含有的单频干扰能量较弱,可以忽略;对归一化互相关系数设置单频干扰的识别门槛值来分选含有单频干扰的实际地震道,并将单频干扰从实际地震数据中减掉,由此实现地震数据中单频干扰的自动识别和自适应压制。实际地震资料验证了所提方法的准确性和有效性,在单频干扰识别精度和压制效果方面均优于常规带通滤波均方根能量单频识别方法和某工业化软件,为实际地震资料保幅处理提供了一种有效的方法。

干涉型成像光谱仪仿真及评价系统的实现

针对星载的干涉型成像光谱仪提出了一种基于归一化互相关系数的光谱数据立方体重建质量的量化评价方法,并以工程化的要求作为仿真背景条件,建立了一个通用仿真系统。通过仿真,证实了基于归一化互相关系数的成像光谱仪数据立方体重建质量量化评价方法是可行的。

基于噪声模板与互相关计算的涡街流量计抗强振动方法

根据涡街流量计在工作现场受强振动噪声干扰的情况，搭建振动实验平台，进行振动实验。对采集的数据进行功率谱分析和带宽特征分析，建立噪声模板，并量化描述噪声的带宽特性。进行噪声模板与传感器输出信号功率谱的互相关计算，提出利用噪声和涡街信号归一化互相关系数曲线进行噪声判别的抗强振动干扰的方法。对振动实验中采集的传感器数据进行处理，验证了该方法的有效性。

多基线机载合成孔径雷达影像匹配的SANCC法

为了有效利用合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)多基线影像的几何信息和辐射信息,提高匹配精度,提出了一种适用于多基线SAR幅度影像的自适应归一化互相关系数和(sum of adaptive normalized cross-correlation,SANCC)影像匹配方法。该方法首先利用SAR成像参数、平台参数和物方高程范围构建匹配方向线;然后引入Gestalt原理的接近性和相似性原则对窗口内的像素加权,计算获得沿匹配方向线的SANCC值;最后采用winner-take-all(WTA)优化策略获取多基线影像的匹配结果和物方三维信息。利用国产机载SAR系统获取的多基线影像进行匹配试验,结果表明与常规的相关匹配方法相比,该方法可以获得更为密集、精确的匹配点,有效减少了由重复纹理造成的误匹配,并能较好地解决由纹理匮乏导致的匹配难题。

胶囊内窥镜冗余图像数据自动筛除方法

针对胶囊内窥镜检查的海量图像数据,提出基于归一化互信息量及归一化互相关系数的冗余图像数据筛除方法。将图像在HSV色彩空间量化聚类;然后计算相邻图像的相似度系数,最后根据相似筛除比例进行迭代筛除。针对49例病例,按照70%的筛除比率,实验结果得到100%的病灶数量保留率和较低的图像误删率。基于归一化互信息量冗余图像数据筛除方法能够高效准确地筛除冗余图像数据并极大地缩短阅片时间;在该算法的基础上,开发了胶囊内窥镜图像自动筛查系统,为医生判诊提供辅助和支持。

影像信息驱动的三角网格模型优化方法

提出一种基于影像信息驱动的三角网格优化方法,以解决现有利用三角网格实现三维重建出现的问题。根据影像信息,将影像利用物方三角面片重投影至其他可视影像上,利用梯度下降法,通过影像归一化互相关系数对物方顶点坐标进行求导,得到其梯度变化值。根据该变化值在法向量方向上调整物方三角网的顶点,使得区域的匹配代价最小,实现三角网格模型的优化,进而达到改善三维重建的目的。试验结果表明,本文方法可有效地提高物方三角网的结果精度,从而有效地改善重建三维模型的效果。

基于新模板匹配的运动目标跟踪算法

针对运动目标跟踪过程中存在的目标被遮挡和环境易变性问题,提出了一种基于仿射变换状态转移与粒子滤波的新模板匹配目标跟踪算法。该算法以归一化互相关系数作为隶属度选出最佳仿射变换参数,依据特定的状态转移方法确定出目标位置,同时利用粒子滤波算法学习目标的运动状态,对遮挡中的目标位置进行预测。实验结果表明,该算法不仅可实现有效的运动目标跟踪,而且在光照适应性、抗噪性、背景适应性以及抗遮挡方面的跟踪效果明显优于超平面逼近跟踪算法、均值平移跟踪算法以及协方差跟踪算法。