基于L0梯度平滑与图像分块聚类的海天线检测

海天线检测在海洋工程安防活动中具有重要的意义,真实海洋环境中的海天线检测易受云朵、海浪、光照变化、目标遮挡物、边界模糊等外界干扰。为了实现对真实海洋环境中海天线的检测,本研究提出一种基于L0梯度平滑和图像分块聚类的海天线检测算法。首先,对图像进行L0梯度平滑滤波,以增强海天线边缘,弱化非海天线因素干扰;接着,将图像沿着竖直方向分割成若干等宽图像块,以降低整体环境干扰,加强局部海天线检测效果;然后,通过Canny算子和霍夫变换提取每个分割图像块中的直线段;最后,采取K-means聚类算法提取每个图像块中的海天线段,拟合生成完整海天线。实验结果表明,在真实的海天线数据集中,本研究方法获取的矩形框重叠率平均精度为93.22%,角度差平均精度为7.66%,均高于文中选取的近年典型对比算法。满足实际海天线检测抗干扰强、准确率高、适应性广等要求。

基于梯度自适应优化的入库流量数据平滑算法研究

为了解决入库流量等时序数据跳变而影响对数据变化趋势规律判断的问题,结合水量平衡原理计算入库流量现实存在“跳变”的局限性,提出了梯度自适应迭代平滑算法,设计了数据序列光滑度评价计算方法,并阐述了其详细的计算原理和计算步骤。以三峡水库实际计算入库流量为例,将梯度自适应迭代平滑算法的平滑过程分别与3点、5点、7点线性平滑,5点、7点二次函数拟合平滑,5点、7点三次函数拟合平滑的结果进行对比。结果表明:该算法在入库流量平滑计算中具有较好的表现;三峡水库两段比较具有代表性的2月份和4月份小时计算入库流量数据序列经平滑计算后,数据序列的平均光滑度分别达到了0.9584和0.9803。该算法能够很好地适应原始数据光滑度较差的序列平滑计算,具有很好的实际应用推广价值。

散焦图像边缘振铃抑制算法

针对编码孔径成像在图像复原过程中产生的振铃效应,提出了一种改进梯度平滑边界算法。首先对模糊图像进行均值滤波,计算出梯度平滑图像;然后对该图像进行反射插值延拓,延拓的图像经最优窗处理得到预处理图像;最后经改进维纳滤波算法恢复出原图像。实验表明,改进算法能有效抑制振铃同时保留图像细节信息,与梯度平滑边界算法相比复原图像的结构相似度提高了27%,图像质量指数提高了19%。

基于Kalman滤波的过程调节与质量监控方法

针对加工过程质量监控问题,提出了基于Kalman滤波原理的过程质量调节方法,推导了Grubbs调节模型和扩展Grubbs调节模型.应用能量原理和信噪比概念,给出了评定过程质量的平滑梯度指标函数及平滑处理方法,并利用该指标函数建立了过程调节与质量监控策略,解决了控制图不能直接参与过程质量调节的局限性.根据给出的过程调节准则,通过监控指标函数所处的阈值区间来确定是否介入或退出过程调节活动,从而避免可能出现的过调节或欠调节现象,实现与统计过程控制(SPC)方法的有效集成.模拟试验和实际应用结果表明,平滑梯度指标函数具有较高的过程质量评定能力,调节模型与质量监控方法是行之有效的.

基于稳健特征点的平稳小波域数字水印算法

基于目前绝大多数数字音频水印方案仅仅能够对抗简单的常规信号处理,尚无法有效抵抗破坏性较强的局部去同步攻击,提出了一种基于稳健特征点的平稳小波域数字音频水印算法。首先利用高斯滤波技术计算出平稳小波域低频子带的一阶平滑梯度响应并确定基准阈值,进而提取出分布均匀且性能稳定的音频特征点;然后结合短时能量自适应确定适合于水印嵌入的局部特征音频段;最后利用扩展抖动调制方法将水印信息嵌入局部特征音频段中。仿真实验结果证明,所提算法具有较好的不可感知性,并且对常规信号处理(MP3压缩等)和去同步攻击(音调伸缩等)均具有较好的稳健性。利用描述能力强且性能稳定的平滑梯度刻画局部数字音频性质,提出一种基于平滑梯度的平稳小波域音频特征点提取方法,有效解决音频特征点稳定性差且分布极不均匀的缺点,提高了数字音频水印对幅度伸缩、局部变调、随机剪切等去同步攻击的抵抗能力。

基于视觉模型的车型动态定位

车型识别系统(VehicleRecognitionSystem简称VRS)是智能交通的一个重要课题,文章根据实时提供的汽车图像进行了大量的研究,采用了基于视觉模型的自适应的汽车车体定位算法。该算法采用的是HSI彩色图像空间,HSI彩色空间更适合人的视觉。同时根据基于人眼分辨率的视觉模型自适应地进行汽车彩色图像的边缘检测,根据边缘的垂直投影图和水平投影图来定位车体的左右边界和上下边界,实验结果表明该算法具有较快的速度,完全能满足适时的车型识别系统的要求。

FY-3B红外分光计亮温资料的云检测算法研究

结合风云三号B星(FY-3B)载红外分光计(InfraRed Atmospheric Sounder,IRAS)资料的通道特性,分析了云在不同波段的光谱特性。与通道亮温偏差阈值法不同,利用通道多光谱信息以及基于平滑梯度和通道信噪比的方法对FY-3B/IRAS资料进行云检测方法研究,更有效地识别出了有云视场点。对2013年1月9日00时至1月14日00时共5天的IRAS资料数据进行了偏差订正,然后采用以上方法进行了IRAS资料云检测。结果表明,经过云检测后的通道亮温偏差服从高斯分布,满足后期变分同化IRAS通道亮温的要求。

一种改进的BSCB图像修补算法

针对传统BSCB算法对颜色复杂度高或缺损区域较大的图像修补效果较差的问题,提出一种改进的BSCB图像修补算法。考虑传统算法中初始化、光滑算子和修补扩散等步骤中存在的缺陷,分别对其进行了改进。改进的BSCB算法进行图像修补时,采用随机初始化方法,引入平滑和梯度算子代替原拉普拉斯图像平滑算子,并采用加权平均算法选择所有邻点进行异向性扩散,从而得到最终修补结果。实验表明,新方法修补图像,特别是修补颜色复杂度高、缺损区域较大的图像具有较好的效果。

基于图像空间的高质量三维线绘制算法

线绘制是一种用来简洁地表达物体形状的技术。有两类常用来生成线条的方法:物体空间和图像空间。图像空间与物体空间法相比有较高的效率并且不依赖于三维物体本身,但是渲染图像中出现的一些小噪声会影响到线绘制的最终效果。本文针对图像空间法提出一种新的线绘制算法,在线条提取前预先对渲染出的图像进行保留边缘的L0梯度平滑处理。实验证明本文算法能够有效地去除多余线条,使得图像空间法的处理效果接近物体空间。

抑制视场光源干扰的水下图像复原方法研究

针对视场中光源对成像的影响问题,提出了一种新的抑制光源干扰的水下图像复原方法。建立了考虑光源干扰的水下成像模型,利用光源辐射图像和无光源影响图像的梯度分布不同的特点来分离光源辐射,在获得的抑制光源影响的水下图像中,利用最大值滤波和中值滤波分别估计出全局背景光和水下透射率,有效地降低了视场光源对参数估计的影响。实验结果验证了抑制光源干扰的水下图像复原方法的有效性,能够显著提升水下场景的可视性。此外,该方法在无光源影响的水下图像中也取得了良好的复原效果。

基于复原结构与增强纹理融合的水下图像清晰化

针对水体对光的吸收与散射作用,导致水下拍摄图像存在雾化现象、色彩失真等问题,提出一种基于复原结构与增强纹理融合的水下图像清晰化算法.首先,通过相对总变差模型将图像分解为结构层与纹理层;其次,基于背景光的高亮度与平坦特性及颜色信息计算背景光值,利用红色暗通道先验优化透射率,通过逆求解成像模型得到复原结构层;然后,提出将梯度平滑方法用于纹理层,在抑制噪声的同时有效增强纹理细节;最后,融合复原结构层与增强纹理层,得到清晰的水下图像.实验结果表明,所提出算法将复原与增强技术相结合,清晰化处理后的图像较好地去除了雾化现象,且色彩鲜明、细节丰富.相对于各比较算法,水下彩色图像质量评价指标提高16.09%,为水下机器人等工程实践提供了可行的参考.

稳健局部特征非下采样小波域数字水印

目的基于数字水印技术的音乐作品版权保护是学术界的研究热点之一,多数数字音频水印方案仅仅能够对抗简单的常规信号处理,无法有效抵抗破坏性较强的一般性去同步攻击。为此,提出了一种基于稳健局部特征的非下采样小波域数字水印算法。方法利用非下采样小波域平滑梯度检测算子从载体音频中提取稳定的音频特征点,结合数字音频样本响应确定局部特征音频段,采用量化调制策略将数字水印信号重复嵌入局部特征音频段中。结果选取4段典型的采样频率为44.1 kHz、量化精度为16 bit、长度为15 s的单声道数字音频信号作为原始载体进行测试,并与经典算法在不可感知性和鲁棒性两方面进行对比。结果表明,本文算法在含水印音频与原始载体音频间的信噪比平均提升了5.7 dB,同时常规攻击和去同步攻击下的平均检测率分别保持在0.925和0.913,高于大多数传统算法,表明了本文算法具有较好的不可感知性。在常规信号处理(MP3压缩、重新量化、重新采样等)和去同步攻击(幅度缩放、随机剪切、音调伸缩、DA/AD转换、抖动等)方面均具有较好的鲁棒性。结论本文利用描述能力强且性能稳定的平滑梯度刻画局部数字音频性质,提出一种基于平滑梯度的非下采样小波域音频特征点提取方法,有效解决了音频特征点稳定性差且分布极不均匀的缺点,提高了数字音频水印对音调伸缩、随机剪切、抖动等攻击的抵抗能力。