基于混合双立方法的MPMAP超分辨力图像插值处理算法

对超分辨力插值获得高分辨力图像的方法进行了研究,分析了通常的插值方法和超分辨力插值算法,并根据对MPMAP算法理论的研究提出了一种新的结合传统线性插值和MPMAP理论的插值算法.通过在初始高分辨力图像预处理和MPMAP迭代过程中分别运用双立方插值代替原成像过程的逆过程运算,相对于双线性插值算法可提高图像的峰值信噪比2 dB以上.结果表明,运用此算法对红外热图像进行处理,同样可以有效地提高峰值信噪比,并可获得很好的图像复原效果.

基于MAP的高光谱图像超分辨率方法

高光谱图像得到了越来越广泛的应用,但较低的空间分辨率严重地影响着它的应用效果;其超分辨率方法受到学术界的高度重视,但一直没有得到很好的解决。为此重点研究了建立低分辨率资源图像与高分辨率目标图像之间的关系模型;引入关联感兴趣光谱端元的算子进行空间变换;应用最大后验概率(MAP)算法实现超分辨率复原。实验表明,该超分辨率方法具有超分辨率效果好、复杂度低、抗噪声性能强和保护感兴趣类别等优点。

一种基于MAP的超分辨率图像重建的快速算法

超分辨率图像重建技术就是通过融合多幅变形、模糊、有噪、频谱混叠的低分辨率降质图像(或视频序列)来重建一幅高质量高分辨率图像.MAP估计算法是一种广泛使用的统计重建方法.针对标准MAP估计算法运算量大的问题提出了两点改进.第1点是当计算梯度时直接计算目标函数的增量,避免了函数值的冗余计算;第2点是采用非精确一维搜索确定步长,避免了运算量庞大的海塞矩阵的计算.实验结果表明,提出的改进在保持重建效果基本不变的前提下,在很大程度上提高了MAP超分辨率图像重建方法的速率,与此同时保证了算法的收敛性.

基于改进MAP方法的气象雷达风电场杂波抑制

雷达波束覆盖区域内风电场后向散射引起的杂波与气象目标回波具有类似的特性,进而影响气象目标参数估计的稳健性,导致气象雷达产生误检测与误识别。利用气象雷达二次产品(Level-Ⅱ)实测数据,基于最大后验概率(maximum a posteriori,MAP)算法实现风电场杂波抑制。在传统MAP算法基础上,考虑气象雷达和风电场位置、地形等因素对雷达波束的影响,并将其作为先验信息来选取有效的气象雷达高仰角扫描数据,以此来改善风电场杂波的抑制效果。针对高扫及低扫区域内径向速度变化较为剧烈所导致的MAP杂波抑制算法性能下降的问题,基于气象目标参数随距离均匀分布特性,用风电场周围未污染气象目标的径向速度作为先验信息,对传统MAP算法抑制后的径向速度进行修正。为定量评价风电场抑制算法的性能,给出了定量评价风电场杂波抑制效果的性能指标,并利用气象雷达不同体扫模式VCP(volume cover pattern)下的Level-Ⅱ数据对本文提出算法的有效性进行了验证。

耦合光度配准的双边全变差正则化MAP超分辨率重建算法

针对曝光量不同的序列图像超分辨率重建问题,提出一种耦合光度配准的双边全变差正则化MAP超分辨率重建算法。首先计算感兴趣区域图像的方向梯度直方图(HOG)并以此为匹配的特征,其次采用直方图匹配的方法估算序列图像之间的光度映射函数,最后采用双边全变差正则化的超分辨率重建算法进行重建。通过计算重建图像的平均梯度、标准差及图像对比度发现,该算法能够有效提高重建图像的细节信息,并能有效减小重建图像间的亮度差异,提高图像对比度。

一种有效的MIMO-OFDM系统MAP信道估计

对于MIMO-OFDM系统,最大后验概率(MAP)信道估计算法可通过期望最大化(EM)算法降低计算复杂度,但将产生误差平底(errorfloor)现象。并且,系统的数据传输效率受限于发送端天线的数目。针对这些问题,该文提出了一种有效的MAP信道估计算法,并分析了算法的性能。所提算法在利用EM算法减小MAP算法计算复杂度的基础上,利用角域内信道间的独立性降低估计误差。为改善系统数据传输效率及估计性能,通过多个OFDM符号进行联合的信道估计。仿真实验验证了所提算法拥有更好的估计性能和数据传输效率。

异步多传感器的MAP航迹融合

异步航迹融合是多传感器跟踪系统的一个重要问题。针对实际应用中多传感器采样速率的不同步性,提出了多传感器系统存在反馈情况下异步多传感器的极大验后(MAP)航迹融合估计算法,分析表明,同步多传感器MAP航迹融合算法是该算法的一个特例;仿真计算也表明,该融合算法具有良好的估计精度。

Iterative Decoding of Parallel Concatenated Block Codes and Coset Based MAP Decoding Algorithm for F24 Code

A multi dimensional concatenation scheme for block codes is introduced, in which information symbols are interleaved and re encoded for more than once. It provides a convenient platform to design high performance codes with flexible interleaver size. Coset based MAP soft in/soft out decoding algorithms are presented for the F24 code. Simulation results show that the proposed coding scheme can achieve high coding gain with flexible interleaver length and very low decoding complexity.

一种适用于TD-LTE系统的MAP信道估计算法

传统的信道估计方法无法估计出虚拟子载波处的信道传输函数，从而逆傅里叶变换到时域后导致信道能量的泄露，使得时域滤波不能直接使用。提出了一种适合TD-LTE系统的MAP信道估计算法。利用信道冲激响应的有限性推导了以最小二乘算法（LeastSquare，LS）来估计虚拟子载波处的信道传输函数，进一步观察了信号子空间和噪声子空间中噪声的相关性，使用最大后验概率准则估计出信号子空间的噪声并消除其影响。仿真结果表明，该算法较传统的Ls算法有较大的改进，算法复杂度也较低，具有一定的应用价值。

基于最大后验概率准则的天基星座网络多用户检测方法

天基星座网络中用户可以随意进出自由组网,活动用户的数量、身份和发送的数据随机变化,对接收用户的性能造成很大影响。多用户检测是指识别每个活动用户的身份并检测每个活动用户发送的数据。传统方法假设活动用户数等于网络可以容纳的最大用户数,这种方法模型比较简单且误码率性能不够理想。提出了一种基于最大后验概率准则的多用户检测方法,该方法将用户的活动状态建模为马尔科夫链,并将多用户检测转换为在网格图中使用BCJR算法搜索最优路径。仿真结果表明,当活动状态错误概率和符号错误概率达到10^(-3)时,本文所提方法与对照方法相比分别获得2.6 dB和1 dB信噪比增益。

ISAR高分辨成像算法正则化系数的优化

以稀疏约束最优化逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)信号模型为基础,基于最大后验概率估计的误差精度和ISAR图像的稀疏性,提出了一种正则化系数优化方法。该方法结合压缩感知理论,基于L1范数建立了稀疏约束的ISAR最优化信号模型。该模型可在任意正信噪比情况下根据每次迭代结果的稀疏度实现正则化系数的自适应调整,且只需少数迭代循环就能确定比较稳定的系数,实现图像的高分辨重建。该方法避免了因无法直接确定最佳系数而重复尝试的复杂过程,提高了算法的实现效率。在求解该最优化模型时,对傅里叶矩阵相乘进行了算法简化并结合共轭梯度下降法降低了算法运算的复杂度。

基于最大后验概率的图像匹配相似性指标研究

图像匹配是视觉跟踪领域中的重要环节,利用巴氏(Bhattacharyya)系数度量模板与待匹配区域之间的统计特征相似性是图像匹配中最有效的方法之一.但是由于背景特征的影响,有时应用巴氏指标进行匹配得到的最优解的位置并不一定是目标特征的实际位置,因而在视觉跟踪过程中目标定位可能出现偏差,甚至跟踪错误.本文提出了一种基于后验概率的图像匹配相似性指标,该指标利用搜索区域的统计特征,能有效抑制待匹配区域特征中背景因素的影响,同时突出了目标特征的权重,与巴氏指标相比明显改善了匹配函数的峰值特性.这种指标的另一突出优点是计算复杂度很低,容易得到全局最优解.与巴氏系数指标的匹配结果进行的比较表明,本文所提出的匹配指标在复杂背景下具有更强的目标识别与分辨能力.

基于小波域层次Markov模型的图像分割

针对两个状态的有限高斯混合模型逼近小波系数的不足和小波域隐马尔可夫树标号场相互独立的缺点,提出了一种基于小波域层次马尔可夫模型的图像分割算法,这种模型用有限通用混合模型逼近小波系数的分布,使有限高斯混合模型只是其一种特殊情况;在标号场的先验模型确定上,利用马尔可夫模型描述标号场的局部作用关系,给出标号场的具体表达式,克服了小波域马尔可夫树模型标号场相互独立的不足,然后利用贝叶斯准则,给出相应的分割因果算法。该模型不仅具有空域马尔可夫模型有效的递归算法的优点,同时具有小波域隐马尔可夫树模型中的马尔可夫参数变尺度行为。最后用真实的图像和合成图像同几种分割方法进行了对比实验,实验结果表明了本文算法的有效性和优异性。

基于ML和L2范数的视频目标跟踪算法

目标跟踪是计算机视觉领域的一个具有挑战性的问题,本文提出了一种基于ML(最大似然)估计和L2范数的视频目标跟踪算法.建立基于稀疏限制的ML模型,给样本中的异常像素分配较小的权值,减少异常像素对跟踪算法的影响.利用L2范数最小化进行稀疏编码求解.采用贝叶斯估计得出目标跟踪结果.与其他典型算法相比,本算法降低了计算的复杂度,对遮挡,旋转,尺度变化,光照变化等异常变化具有较强的鲁棒性.

基于人脸运动单元及表情关系模型的自动表情识别

面部表情是人们表达情感和意向最有效、自然、快捷的方式.表情的发生主体不同,程度不同,导致了表情的自发性.基于这一难点,建立了一种人脸运动单元(action units,AUs)及面部表情间的概率关系模型,该模型将人脸分为眉眼区域和嘴巴区域两部分,采用Gabor小波提取区域特征,通过K临近(K nearest neighbor,KNN)与贝叶斯网络(Bayesian network,BN)相结合的机器学习算法进行自动AUs表情识别.这种改进的机器学习算法,通过训练数据以及主观的先验知识进行模型学习,为AUs配以不同的权重,并且根据极大后验概率(maximum a posteriori probability,MAP)选取最优表情.实验表明,本文所提出的模型对不同主体、不同程度的表情都表现出了较高的识别率,是一种高效且鲁棒性强的自动表情识别系统.

基于马尔可夫随机场的低分辨率车牌图像复原算法

由于采集到的车牌图像分辨率较小,为获取高分辨率的图像,提出基于马尔可夫随机场模型的车牌图像超分辨率复原算法。首先对图像进行分块;然后利用马尔可夫随机场对这些分块进行建模,通过模型学习训练库中高低分辨率图像的关系,预测待复原的低分辨率车牌图像的高频细节信息。实验结果表明,本算法对车牌图像取得较好的复原效果,算法复原的超分辨率车牌图像更接近于真实图像,具有更高的峰值信噪比。

基于小波收缩和正逆扩散结合的优质中值先验图像重建算法

针对最大后验(MAP)法对重建图像造成的过度平滑或出现阶梯状边缘伪影等问题,提出了一种基于混合模型的中值先验图像重建算法。首先在中值先验分布的MAP重建的基础上,在每次中值滤波之前引入结合小波收缩和正逆各向异性扩散的滤波器。另外,对于背景区域仍残留有少量噪声的情况下,可以在迭代间的最后,选择加入只针对图像较小梯度阈值区域进行非线性扩散平滑的优良滤波器,从而进一步优化图像。仿真结果表明,该算法在抑制噪声和保持边缘效果方面具有很好的表现,与其他经典传统算法相比,信噪比(SNR)可提高0.9 dB～3.8 dB。

基于变分辨率的自适应窗口目标跟踪方法研究

针对视觉跟踪中运动目标的大小也随之改变这一问题,提出一种基于变分辨率的自适应窗口目标跟踪方法。在最大后验概率视觉跟踪算法基础上,分析了运动目标窗口内外框上的后验概率贡献指标,建立了自适应窗口调整目标尺度的数学模型。当运动目标尺寸变化时,其分辨率也相应变化,为了保证跟踪的实时性和效率,采用变分辨率的特征统计采样方法。在对运动目标实现自适应窗口的跟踪时,特征统计的分辨率也随之改变,对尺寸越大的运动目标尺度赋予更低的分辨率,从而实现基于变分辨率的自适应窗口目标跟踪。

基于序列图像的超分辨率重建

提出一种从序列低分辨率欠采样图像中重建出一幅高分辨率图像的重建方法。该方法基于MAP算法,通过利用梯度投影的方法对重建结果不断进行迭代优化得到最终的理想高分辨率影像。实验结果证明,该方法有效,它不仅能够非常容易的引入各种先验条件进行约束从而提高解的收敛速度,并且能够得到质量较好的高分辨率重建图像。在取得相同质量图像的前提下,该算法所需时间明显降低。

基于极大后验估计和指数加权的自适应UKF滤波算法

针对传统Unscented卡尔曼滤波器(Unscented Kalman filter,UKF)在噪声先验统计未知时变情况下非线性滤波精度下降甚至发散的问题,设计了一种带噪声统计估计器的自适应UKF滤波算法.首先根据极大后验(Maximum a posterior,MAP)估计原理,推导出一种次优无偏MAP常值噪声统计估计器;接着在此基础之上,采用指数加权的方法,给出了时变噪声统计估计器的递推公式;最后对自适应UKF算法进行了性能分析.相比于传统UKF,该自适应UKF算法在噪声统计未知时变情况下不仅滤波依然收敛,滤波精度及稳定性显著提高,而且其具有应对噪声变化的自适应能力.仿真实例验证了其有效性.