一种新的彩色图像幸运区域融合算法

幸运区域融合是一种可以有效地恢复高分辨率的光学图像的方法。但已有的幸运区域融合算法通常依赖于固定分块选图,或者是使用多帧短曝光图像求偏微分方程以得到最终图像。这些方法需要将图像固定分块或是需要较大的计算量,无法满足实际应用场景的实时处理要求或是无法准确找到形状不规则的幸运区域。提出了一种可以不依赖于固定分块且不需要求解偏微分方程来获得融合图像的算法,即利用边缘指示函数和增益函数寻找幸运区域后进行直接融合处理。使用上述算法对实际拍摄的受到湍流影响的文字目标灰度图像以及具有景深的彩色图像进行了图像融合实验,结果表明,经算法处理得到的融合图像质量以及得到图像融合处理的速度有明显的提升,且可以实现在彩色图像上无色差地提高因大气湍流而退化的图像的分辨率。

基于COTS软件系统的包装器及其接口设计

基于COTS的软件开发(COTS-BasedSoftwareDevelopment)方法日益受到重视,文章针对COTS软件的特点,提出了一种抽象的包装器模型,并给出了这种包装器模型的接口的设计方法。这种包装器模型进一步具体化可以把COTS软件包装成COM组件、CORBA组件以及JavaBean组件,通过包装器接口的组织还可以实现COTS软件功能的增加和屏蔽。

基于权力指数的DPoS共谋攻击检测与预防

针对DPoS共识机制存在恶意节点通过共谋操纵选举,导致DPoS共识过程中区块链安全性无法保证的问题,提出基于权力指数的DPoS共谋攻击检测与预防方法。首先,借鉴博弈理论中权力指数的思想,构建DPoS的加权投票博弈模型,以分析恶意节点的行为动机。然后,通过异常的权力指数变化幅度进行攻击检测,在预防DPoS共谋攻击的过程中,加入Softsign激活函数抑制恶意节点的权力指数。最后,理论分析与实验验证了所提方法检测和预防DPoS共谋攻击的有效性。

融合翻转课堂和对分课堂的智慧教学研究与实践

从高校课堂实践出发,提出融合翻转课堂和对分课堂的智慧教学模式,对比融合两种课堂形成的智慧课堂相较于传统课堂的优势特色,总结两种课堂教学模式的融合方式,以昆明理工大学计算机科学与技术专业大一学生的限选课程Web设计技术为例,介绍融合翻转课堂和对分课堂的智慧教学实践,最后分析部分学生不适应融合教学模式的原因并提出建议和展望。

嵌入式软件算法级能耗建模与分析

针对嵌入式软件算法级能耗的优化问题,建立算法级能耗估算模型。以旅行商问题(TSP)为例,采用神经网络算法、遗传算法等进行能耗求解,对求解过程中的算法执行次数、算法复杂度以及运行时间这3个特征值进行能耗分析,通过能耗估算模型计算出算法针对TSP问题的能耗估算值,并将该估算值与使用sim-panalyzer功耗仿真平台求解得到的能耗测试值进行比较,结果表明,能耗测试值与估算值的误差在10%左右,证明该能耗估算模型具有较高的准确性。

基于激光光电池供电的脉冲电场传感器设计

为了解决脉冲电场传感器电光调制部分的供电问题,设计研制了一种基于激光光电池供电的脉冲电场传感器,该传感器由激光光电池供电电路、电光调制电路和感应天线构成。设计制作了由供能激光器、锂电池、激光光电池、锂电池充电电路、锂电池保护电路、锂电池升压放电电路构成的激光光电池供电电路。测试结果表明,供电电路输出电压精度为1.04%,纹波系数为0.3%,并且48 h持续工作输出电压波动为±0.035 V。设计制作了由单极子天线、场效应管型集成运放构成的传感器电光调制电路。实验结果表明,研制的脉冲电场传感器测量带宽在39.8 Hz~1 050 MHz,动态范围0.256 kV/m~13.79 kV/m。

微型集成光波导电场传感器的设计

针对现有测量手段对时域脉冲电场测量的不足,利用铌酸锂晶体的电光效应,设计了一种集成了光波导与锥形天线的新型电场传感器。采用退火质子交换技术与溅射法制备的集成光波导电场传感器体积为仅为70 mm×15 mm×15 mm。对该传感器的频响特性与时域动态范围进行测试,实验结果表明:传感器带宽为100 kHz至10 GHz,可测量电场范围为6.67 kV/m~133.33 kV/m,线性拟合相关系数为0.98535。与直接感应式电场传感器与电光直调电场传感器相比,集成光波导电场传感器体积更小,无需供电,无金属干扰,带宽宽,更适用于瞬态电场的测量。

一种固定选图数的实时幸运成像算法

幸运成像技术是一种从大量短曝光图像中选取少量幸运好图进行配准、叠加的高分辨率图像恢复技术,能够有效减小大气湍流对图像质量的影响,但传统的基于中央处理器(Central Processing Unit,CPU)的幸运成像算法难以实现实时化。利用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的并行性和灵活性优势,提出了一种新的基于现场可编程门阵列的幸运成像算法,并构建了一个现场可编程门阵列实验系统。该算法采用一种固定选图数且无需排序的图像选择策略和一种以行列坐标为基准的图像配准策略,能够有效节省算法处理时间和硬件资源,达到实时幸运成像的目的。实时幸运成像算法能够以简洁的方式在中小规模的现场可编程门阵列上实现,所得高分辨率图像与基于传统中央处理器算法处理的结果完全相同。实验表明,对于2000帧128×128像素的输入图像进行幸运成像,本算法的运行速度比本实验室之前提出的算法快27倍,比传统的基于CPU+MATLAB幸运成像算法速度快150多倍,处理帧率可达197帧/秒。该算法及其现场可编程门阵列实现技术可以用于构建真正实时的幸运成像系统。

集成光波导直流电场传感器设计与实现

针对集成光波导电场传感器无法直接对直流电场响应的问题,基于场磨式电场传感器的基本原理,研制了一种由直流电机、屏蔽电极、集成光波导和感应电极构成的直流电场传感器,其体积为87.5 mm×58.5 mm×17.5 mm。推导给出了集成光波导直流电场传感器的工作原理,利用COMSOL软件构建了传感器的三维仿真模型,仿真得出了感应电极上的电场强度随着屏蔽电极的旋转进行周期性的变化。建立直流电场测试系统,对研制的集成光波导直流电场传感器的动态范围进行测试。结果表明:传感器的最小可测电场为5 kV/m,最大可测电场大于140 kV/m,线性相关系数为0.995 1,适合用于直流电场测量。

一种软件定义物联网中的数据传输方法

在软件定义的物联网中主要通过减轻控制器端的请求负载和增加数据服务器数量来降低网络中数据传输的延迟,但未考虑数据转发平面上的数据传输延迟问题,导致网络整体数据传输延迟。对此,提出一种基于蚁群算法的数据传输方法。在数据转发平面上,对数据流的路径进行动态规划,实现数据流合理均衡分配到可行的多路径上。该方法能够充分利用网络资源,使网络达到负载均衡,避免网络数据传输拥塞,从而降低网络中数据传输的延迟。仿真实验结果表明该方法具有很好的效果。

Windows平台下集成COTS软件的一种方法

基于COTS(CommercialOff-The-Shelf)的软件开发是一种新的软件开发方法,这种方法强调通过集成COTS软件来开发新的软件系统。该文针对没有提供接口的COTS软件,提出了通过包装器来使用它的方法,由包装器来为COTS软件提供接口和屏蔽不需要的功能,外界通过使用包装器接口实现对COTS软件的使用。根据这一思想,该文提出了一种抽象的包装器模型,并给出了这种包装器模型接口的具体设计方法和实现方法,还制作了帮助实现包装器接口的一些COM组件。这种包装器模型可以把COTS软件包装成COM组件、CORBA组件以及JavaBeans组件。

基于FPGA的频域幸运成像算法

幸运成像技术是一种事后图像恢复技术,能够有效减小大气湍流对图像质量的影响。传统的频域幸运成像算法的效果优于空域算法,主要由图像预处理、数据选择和数据叠加3部分组成。提出了一种基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的频域幸运成像算法,并在现场可编程门阵列上构建了频域幸运成像的实验系统。本系统通过将二维转换为两个一维的处理方式对天文图像数据进行二维快速傅里叶变换(2D-FFT),采用频域数据的实部平方与虚部平方之和代替幅值进行数据选择,得到的高分辨率图像与基于中央处理器(Central Processing Unit,CPU)算法处理的结果基本相同。本实验系统能对2000帧128×128像素的图像进行频域幸运成像处理,比传统的基于中央处理器频域幸运成像算法速度快13倍多,实现了对传统频域幸运成像算法的加速,同时也为将来频域幸运成像的实时化提供了一种可行的技术方案。

基于USB2.0总线数据侦听的实时幸运成像系统

为进一步提高现有实时幸运成像系统的实时性,针对第二代通用串行总线(Universal Serial Bus 2.0,USB2.0)接口的电子倍增电荷耦合(Electron Multiplying Charge-Coupled Devices,EMCCD)相机进行幸运成像观测的情况,提出了一个基于USB2.0总线数据侦听的实时幸运成像技术方案,进行了侦听电路的硬件设计和数字逻辑设计,搭建了一个具有实时侦听、传输、处理、动态更新和显示的幸运成像系统。当相机拍摄天文图像并与个人计算机(Personal Computer,PC)进行数据交互时,系统的USB2.0总线数据侦听子系统就会对交互的USB2.0总线实现无侵入式侦听,并且加以分析处理后,只将有效的天文图像数据发送给底层现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)开发板中的幸运成像子系统,然后幸运成像子系统对接收的数据进行预处理、动态选图、实时配准和叠加处理,最后采用9个实时分割阈值水平切割高分辨率图像并对二值图像进行动态更新和显示。实验结果表明,所实现的系统能够对在USB2.0总线上连续传输的10000帧512×512像素的图像进行实时侦听、幸运成像和动态更新显示,实现了幸运成像技术的实时化。

一种改进的基于Bro的入侵检测系统研究

论文对两种主流IDS模型进行了分析,并对开放源码的Bro IDS进行了细致的研究,结合多模匹配与协议分析两种入侵检测方式,提出了基于Bro的改进模型,经多模匹配失败的数据流交给高层的协议分析从而形成一系列事件,然后这些事件被策略脚本做进一步的深入分析,从而达到实时报警、机制与策略分离和高扩展性的要求。最后通过测试表明改进模型提高了入侵检测的速度及准确性。

智能算法在剪刀石头布游戏中的应用

石头剪子布游戏作为猜拳游戏的一种,用来产生随机结果以作决策。但有时它并不随机,因为游戏者可以根据经验,判断对手的手法。将此应用于人机对战中,计算机根据"经验"来模拟人类出拳策略,使计算机具备一定的人工智能性[1]。文章通过对遗传算法和模拟退火算法的研究[2],阐述了算法的基本原理和各自特点及其实现过程,在Visual Studio编译环境下实现了应用于该游戏的这两种算法。通过两算法之间的相应参数和各自算法中不同参数的游戏胜率对比来选定更优的智能算法与设置更优的参数[3]。

基于小波变换与深度残差融合的图像增强算法

针对目前基于小波变换图像融合增强算法原始图像中的多尺度细节信息的不足,提出了一种改进的多尺度小波变换与深度残差选择相结合的图像增强算法。利用小波变换对原始图像进行分解提取得到它的多级分解系数后,再利用不同规则对不同层次的小波系数进行重构,与此同时引入深度残差算法的思想对子带系数做残差。对于高频子带系数,计算子带残差的系数与梯度特征融合方法的系数,选用两者最大值进行融合增强;而对于低频子带系数则采用梯度特征融合增强系数与子带残差系数取平均值的算法进行融合。通过在MATLAB平台上的实验对所提出算法进行验证,峰值信噪比相较于对比的方法都有所提高,且均方根误差也得到减小,结构相似度都得到提高,结果表明该算法能增强图像的多尺度细节信息,提高图像的信噪比,且具有更好的图像增强效果。

一种彩色图像幸运区域融合算法

幸运区域融合技术通过挑选、配准、拼接短曝光序列图像中具有一定概率的清晰度高的"幸运区域"获得一幅高分辨率的重构图像,目前该技术处理对象通常是单色图像。根据彩色图像成像过程及其数据特点,结合经典的幸运区域融合算法,提出了一种针对彩色短曝光图像序列的幸运区域融合算法。该算法分别对彩色图像红、绿、蓝3个通道数据进行选图、配准和拼接,最后合成一幅高分辨率的彩色图像。通过连续拍摄的2 200帧短曝光图像,对所提出的算法进行了多角度验证。红、绿、蓝三通道的选图结果表明,大气湍流确实对光学场景中不同区域、不同波段光的成像产生随机的干扰,这从一个方面证明红、绿、蓝三通道分别处理在理论上是成立的。对实测彩色图像融合结果的主观感受和客观指标也证明该算法可以提高因大气湍流而退化的图像的分辨率。