一种改进Canny算子的图像边缘检测算法

在移动机器人自主作业时,环境中往往存在障碍物,路径规划避障时要进行动态目标检测.Canny边缘检测算法可以与众多动态目标检测算法相结合,提高目标检测的效果.但是传统Canny边缘检测存在着自适应性不强,边缘检测可能不连续,或者检测虚假边缘的现象.本文提出了一种优化Canny边缘检测算法,通过改进的自适应中值滤波来预处理图像,对算法效率及对噪声点的处理做出了优化,紧接着增加梯度计算方向,最后结合改进的大津阈值分割法,提出了三阈值分割法代替原始的阈值分割法使图像边缘信息更加完整准确.仿真结果表明,该算法在边缘检测准确率上对比传统Canny边缘检测,Sobel算子与较新改进算法均有20%左右的提升,该算法优化了传统算法检测的连续性和准确率.

基于FPGA的动态目标检测与防御躲避系统设计

针对传统动态目标检测实时性差、功耗高及精度低等问题,提出了一种基于FPGA芯片的高精度、低功耗动态目标检测与防御躲避系统。该系统采集OV5640摄像头像素信息,经DDR4高速缓存后,依次对图像进行多步预处理,包括灰度化、自适应快速中值滤波、改进型三帧间差分、形态学运算及包围盒检测等,在HDMI液晶屏上实时显示目标检测结果。系统根据计算出的动态目标中心坐标,驱动电机控制摄像头进行精准的对角躲避。硬件测试结果表明,该系统在50 MHz的时钟频率下,视频帧率达到60 FPS,具有较高的实时性和鲁棒性,能够清晰并准确检测出动态目标,且防御躲避设计可行,功耗仅为0.969 W。

基于改进Canny算法的焊缝图像边缘检测

目的 针对复杂环境下焊缝图像的边缘检测问题,基于传统的Canny算法,将中值滤波替换高斯滤波,并将非极大值抑制(NMS)进行改进,得到一种面向复杂环境的改进Canny算法的焊缝图像边缘检测方法。方法 对焊缝图像进行中值滤波,保留图像的边缘信息,平滑区域内的细节,接着利用梯度方向局部均值偏差进行改进的非极大值抑制,综合考虑梯度幅值的大小和梯度方向对焊缝边缘检测的影响,最后使用双阈值法检测和连接边缘,根据焊缝图像的特点选择相应的阈值,既可以保证边缘检测的结果的准确性,也可以有效地避免一些噪声干扰。结果 与传统的Canny算法和其他一些滤波器改进的Canny算法等进行对比分析,所提出的方法的边缘保持度和边缘线性连接程度效果是最好的,边缘保持可以使检测结果保留原始焊缝图像的60%左右,同时边缘的连接程度相较于传统的Canny算法均有所提升,并且对焊缝图像中伪边缘的抑制效果也有所改善。结论 所提出的改进的Canny算法通过对滤波、NMS算法的综合优化,可以有效地检测出焊缝图像中的边缘信息,且有良好的焊缝图像边缘检测效果。

盾构管片壁后注浆缺陷地质雷达检测的时空综合中值滤波方法

盾构法进行隧道施工时,浆液注入管片壁后形成注浆层是预防地质灾害的有效手段,然而壁后注浆质量难以直观地监测和控制.为此,利用全尺寸管片环形试验平台,开展了不同地质雷达天线频率、收发形式下壁后注浆填充的缺陷测试.研究结果表明,天线为900 MHz且布置方向与测线方向平行时测试效果最佳,同时含水的缺陷更容易被探测到.此外,提出了一种基于时空中值滤波的信号处理方法,针对管片壁后检测的地质雷达信号,达到剔除多次反射、提取壁后注浆缺陷体信号以及提高信噪比的目的.其中,沿时间轴的中值滤波方法能够适用于多次波反射强烈且规律性较强的信号,沿空间轴的中值滤波能够适用于各道信号对齐好,一致性较好的信号,两种方法能够相互补充、结合使用.在数值试验、管片模型测试数据以及施工现场实测数据中,成功实践了该滤波方法.该方法具有较好的稳定性、适用性,能够有效地压制信号中的多次反射波从而提取壁后注浆缺陷的有效信号.

基于UWB的综采工作面推进度测量系统

针对目前综采工作面推进度的测量和计算方式存在费时费力、累计误差大、传感器损坏后无法重新计算等问题,提出了一种基于UWB测距技术的综采工作面推进度实时测量系统。该系统采用矿用本安型测距分站与测距标志卡组合的方式,通过无线通信实现对综采工作面巷道推进度的实时测量。在综采工作面端头液压支架布置测距分站,在回采巷道固定标志点悬挂测距标志卡,通过巷道内UWB无线信号测距,当即将开采到最近的测距标志卡位置时,撤掉该处测距标志卡,后续测距标志卡接替进行巷道推进度的测量与计算,依此循环往复,不断进行更替测量。结合采煤工艺,建立了依据采煤机位置和液压支架动作的限幅中值平均滤波模型,该模型将限幅滤波、中值滤波、算术平均滤波深度融合,以剔除海量数据中由于受到测量、遮挡等影响而造成的测量偏差较大的无效数据,同时消除有效数据中的最大和最小偏差数据,进一步保证了通过算术平均运算得到的测量值的准确性和有效性,实现了综采工作面推进度的连续测量。地面测试结果表明,测距分站1的最大误差为0.32 m,误差小于0.2 m的占比为84.62%;测距分站2的最大误差为0.48 m,误差小于0.2 m的占比为76.92%。井下工业性试验结果表明:该系统与矿方实测数据日平均推进度差值为0.13 m,证明了UWB测距技术在井下巷道条件下测距的可行性和基于采煤工艺的推进度测量模型的准确性。

压差式静力水准成果数据滤波和预测算法研究

针对静力水准监测数据精度无法满足工程需求的问题,本文提出采用滑动平均法、中位值法、中位值平均法、限幅法和3σ准则等5种滤波法剔除误差,以提高监测精度。通过数据试验,分析和比较各种方法的应用效果。通过拟合的方法,提出数据预测算法。最后将滤波和预测算法编入计算机程序,实现工程应用。

基于移动平台的三维风速风向动态测量系统

由于风速风向对帆船等移动平台的影响,需要实现对风速风向的动态测量,因此设计了一款基于时差法的正四面体非正交结构超声波阵列的动态测量系统。该系统通过测量超声波在顺风和逆风下传播的速度不同,结合测量装置的结构解析,得到风速风向和俯仰角,利用磁力计补偿方位信息数据和中值滤波算法,解决了在移动平台上实时动态采集风速风向和俯仰角的问题。经实际测试,系统风速测量误差在±1 m/s以内,风向测量偏差不超过0.8°,俯仰角测量偏差不超过1°,达到预期设计要求。

反电势中值滤波的无刷直流电机无感控制策略

针对反电动势法控制无刷直流电机低速无感运行时反电动势波形会产生严重畸变的问题,提出了一种基于中值滤波器的无刷直流电机反电动势无感控制策略。首先基于电机电压方程得出在H_PWM-L_ON这种PWM调制方式下的悬空相电压方程,得到精确的反电动势过零点;其次通过Simulink仿真对比使用中值滤波器和普通反电动势法这两种方法所取得的效果,体现了所提方法的优越性,并对中值滤波器的窗口大小给出设计依据;最后在PWM_ON调制方式下进行仿真,证明所提方法不受PWM调制方式的影响,且通过滞后超前换相进一步抑制换相转矩脉动,取得了较好的效果。一系列的仿真证明了本文所提出的无位置传感器控制方法在无刷直流电机低速运行时具有良好的换相精度和高可靠性。

基于可视化电子围栏的站场人员侵线自动报警方法

针对站场环境复杂且光照强度不均、监控视频不清晰、人员侵线报警不准确的问题,提出了基于可视化电子围栏的站场人员侵线自动报警方法。自适应加权中值滤波算法滤除监控视频中存在的噪声,融合帧间差分法和背景差法构建背景更新差分法,实时更新背景图像并补偿图像光照,用于运动人员目标检测。采用均值漂移算法跟踪受遮挡的移动人员目标,根据目标识别结果和相关阈值判定人员侵线情况,作出报警或解除报警处理。实验结果表明,所提方法的监控视频处理效果较为理想,精确率、召回率和F 1值较高,参数数量和浮点运算次数较少。

一种稳健变差函数计算方法

稳健变差函数是克里金进行有效预测的根本保证,而现有的计算方法存在以下几个问题:稳健性差、算法复杂、普适性差。为此,提出了一种以中值滤波方法为基础,兼顾邻域间相关性的高稳健、简单的变差函数计算方法。对新方法和现有方法的稳健性进行了分析和对比。最后,使用存在特异值的数据对所提出的方法进行了检验。结果表明,新方法不但具有高稳健性,还具有普适性强且实现简单的优点。

基于改进Canny的芯片图像边缘检测算法

为满足电子领域中对芯片边缘缺损情况的检测要求,针对金属材质的反光特性,提出显微视觉照明系统来获取漫反射照明条件。采用高等数学中排列组合方法改进中值滤波器,弥补高斯滤波器自适应性不强的问题。在计算梯度幅值上用3×3的窗口代替原有2×2窗口,在4个不同方向上对其进行差分,降低错检率,减少边缘丢失现象。实验结果表明,该算法能够去除图像伪边缘,图像边缘轮廓更清晰,峰值信噪比较高,有效抑制了噪声,处理速度提高约30%。

基于多方向中值滤波的各向异性扩散滤波算法

提出一种改进各向异性扩散滤波算法。现有研究方法多存在图像边缘不清,误识别多,扩散系数多凭主观选择等问题。该算法利用保留细节和边缘的能力较为突出的多方向中值滤波方法在多个方向上进行扩散,利用局部方差和图像梯度改进了扩散系数,通过多次迭代修正扩散系数,增强了算法的鲁棒性,且在滤除噪声的同时注重对边缘细节的保持。通过具体实验仿真,以峰值信噪比、均方误差、结构相似度以及图像佳数4个参数作为指标,对实验仿真结果进行了量化比较,表明该算法与传统各向异性扩散方法以及Catté_PM模型等改进方法相比,具备更好的滤除图像噪声以及保持图像边缘的能力。

子区中位数衬值滤波法在川西斑岩型铜矿区地球化学异常的筛选与查证中的应用

川西乡城—稻城—得荣地区地处川西高原,相对高差一般大于2 000 m,高山深切割现象显著。地质背景及表生地球化学环境复杂,找矿标志不明显,找矿难度大。采用传统化探方法可能漏掉部分强度不大而可能致矿的异常;或者是矿体有一定埋藏深度而异常较弱,由于未引起足够的重视而影响到找矿效果。子区中位数衬值滤波方法解决了低背景区和高背景区弱小异常的识别问题,克服了采用全区统一异常下限给异常识别带来的困难。

基于SAMCF法的攀西地区水系沉积物铂族元素异常提取

攀西地区是我国重要的铂族元素地球化学省,具良好的铂族元素(PGE)成矿地质条件;攀枝花-西昌一带有一个与峨眉山玄武岩分布范围基本吻合的Pt、Pd区域地球化学异常。本文根据不同地层单元水系沉积物中Pt、Pd元素地球化学特征,用子区中位数衬值滤波(SAMCF)法提取铂族元素异常,圈出多处Pt、Pd衬值异常区。结合有关铂族元素矿床地球化学特征,通过水系沉积物中Pt、Pd综合异常的筛选,初步优选出8个铂族元素异常找矿远景区和19个Ⅱ类异常区,为进一步开展铂族矿床找矿提供依据。

基于分层结构神经网络的数字调制方式识别

自动调制方式识别应用范围广泛,对于军用软件无线电侦察接收机更具有十分重要的意义。研究了数字调制方式识别的特征集,在此基础上针对BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、2FSK、4FSK、8FSK、2ASK、4ASK共9种调制类型识别问题,设计了一种分层结构的神经网络分类器。在SNR≥ 8dB时,该分类器的正确识别率达到97％以上,其特点是,识别无需任何先验知识,识别的数字调制类型多,识别的正确率高,达到了自动分类识别的目的,并有利于实现识别的实时化。仿真结果表明了此方法的优越性。

内容过滤中过滤模板的改进技术研究

网络安全中的内容过滤需要在过滤精度与实时性之间寻求平衡,本文首先建立了内容过滤系统的体系结构,它能够实现内容过滤功能。在此基础上,提出了一种对过滤模板进行改进的新的机器学习方法,利用马尔可夫模型可证明此方法能保证初始过滤模板在学习过程中逐渐收敛于真实模板,从而不断提高过滤精度。

子区中位数衬值滤波法及弱小异常识别

提出一种新的数据处理方法———子区中位数衬值滤波法。该法采用子区模拟背景场的空间变异，以ＥＤＡ技术计算异常临界值，用衬值为基准度量场值的起伏变化，较好地解决了弱小异常的识别问题。初步应用效果良好。

衬值滤波法在化探数据处理及找矿中的应用——以乡城—稻城—得荣地区斑岩型铜矿为例

川西乡城—稻城—得荣地区地处川西高原,相对高差一般大于2 000 m,高山深切割现象显著。地质背景以及表生地球化学环境变化复杂,找矿标志不明显,找矿难度大。采用传统化探方法可能漏掉部分异常强度不大而可能成矿的异常;或者是矿体有一定埋藏深度而异常较弱未引起足够的重视,影响找矿效果。子区中位数衬值滤波方法解决了低背景区和高背景区弱小异常的识别问题,克服了采用全区统一异常下限给异常识别带来的困难。

基于投影法和同态滤波的多模板匹配算法

半导体封装图像处理中,环境光照的变化对视频设备截取的图像影响较大。为了减少光照的影响,提出了一种基于投影法和空域同态滤波的多模版算法,该算法首先利用投影法粗略确定芯片的位置并截取包含芯片的图像,接着应用空域变换对截取图像进行同态滤波,削弱了光照变化对图像产生的影响。最后利用模板库中的模板进行传统的模板匹配并更新模板库。实验证明该算法对光照具有很强的自适应性,具有良好的应用前景。

基于LMS减噪与改进的双门限语音端点检测方法

低信噪比环境下语音的端点检测在语音处理中占有十分重要的地位。对于一个受到加性噪声污染的语音信号通常采用滤波的方式,能够抑制噪声,并使原始语音保持相对不变。提出了一种基于最小均方误差(LMS)自适应滤波减噪与改进的双门限语音端点检测算法,在进行双参数双门限法端点检测的前后进行双重中值滤波平滑处理。通过Matlab仿真,将提出的语音端点检测方法与其它的方法进行对比,在信噪比较低的噪声环境下使得语音的端点检测效果具有更优的准确率与稳健性。