基于图像对数极坐标变换的多分辨率相关匹配算法

常规的图像相关匹配算法通常只具有平移不变性，而不具有尺度和旋转不变性，这就给存在尺度和旋转变化图像间的匹配问题设置了障碍。针对这一问题，提出了一种基于图像对数极坐标变换的相关匹配算法，并融入了高斯金字塔多分辨率机制以提高算法的效率。由于对数极坐标变换具有尺度和旋转不变性，因此该方法能够较好地克服传统图像匹配算法的缺陷，不仅可以完成存在更一般运动的图像间的匹配，而且在匹配的同时还可以对图像的尺度和旋转变化量进行估计。     

跟踪框自适应的尺度变化目标跟踪算法

为解决尺度变化的目标跟踪问题,借助于对数极坐标变换良好的尺度旋转不变性,提出一种基于椭圆对数极坐标变换域下目标跟踪算法。算法利用一种显著性加权的Mean Shift进行空间定位,进而将目标区域变换到椭圆对数极坐标系下并沿尺度轴进行积分,通过一维的最大相关匹配确定目标的尺度参数。实验结果表明,该算法不仅空间跟踪误差较低,而且能够较稳定地适应目标尺度变化,具有较好的鲁棒性。     

一种抗几何攻击的数字图像零水印算法

为加强零水印抗几何攻击的能力,该文提出一种边缘检测与对数极坐标映射相结合的零水印算法。首先利用SUSAN边缘检测法获取图像的重要边缘信息,然后将边缘图进行对数极坐标映射,再与置乱水印异或获取密图。提取水印时只需密图和置乱密钥,无需原始图像。实验结果表明该算法对于旋转、剪贴、缩放等各类几何攻击具有较好的鲁棒性,同时对于加噪、滤波以及JPEG压缩等攻击也具有良好的鲁棒性。     

一种新的宽基线图像匹配方法

在宽基线图像匹配中,图像存在3维视角、尺度、旋转和灰度差异.为此,构造了一种新的基于局部二值模式直方图傅里叶特征的特征描述符,并通过对传统宽基线图像匹配算法框架中不同部分算法的对比分析,提出了一种新的宽基线图像匹配方法.首先,提取基准图像和实时图像中具有尺度和仿射不变性的最稳定极值区域,并利用新的特征描述符对这些区域进行图像旋转和灰度不变性描述;然后,根据近邻欧氏距离比值准则提取两图像中匹配的最稳定极值特征区域对;最后,利用顺序抽样一致性算法剔除误匹配特征区域对,估计两图像的外极几何关系,得到匹配结果.仿真结果表明,新算法能够适应待匹配图像间较大的3维视角、尺度、旋转和灰度差异,实现稳定的宽基线图像匹配.     

基于相位相关的图像匹配算法

为了有效提高图像匹配算法的速度和精度,提出了一种基于相位相关的图像匹配算法。该算法先将基准图像和目标图像进行对数极坐标变换并提取变换后图像的轮廓作为特征区域;然后对两幅图像的轮廓区域分别进行距离轴和角度轴方向上的投影,最后通过比较投影分量的大小确定两者是否匹配。为了降低对整幅图像进行计算所带来的计算耗时,提出了一种分步采样的方法。实验结果表明,该算法执行速度快,抗噪声、压缩能力较强,当目标图像相对宿主图像发生旋转、缩放的变化时,仍能较准确地完成两者之间的匹配工作。     

基于图像力场理论的ORB特征优化方法

针对现有的移动机器人视觉图像ORB特征受图像尺度、光照和旋转影响比较大的问题,提出了一种基于图像力场理论转换的优化ORB算法.通过计算图像熵值确定图像金字塔尺度,构建稳定的ORB特征,以此解决ORB特征点的尺度不变性.采用ORB特征点的引力方向作为特征点描述子的主方向,优化ORB算法的旋转不变性.利用PROSAC算法剔除冗余ORB特征点.结果表明,本文方法在一定程度上提高了ORB特征点描述子的准确度和匹配正确率.     

自适应窗口和半全局立体匹配算法研究

针对区域立体匹配算法中匹配窗口的选择和在图像中视差不连续、弱纹理区域误匹配率较高的难题,提出了一种自适应窗口和半全局算法相结合的立体匹配算法.该算法先通过基于灰度的自适应窗口算法计算初始匹配代价,然后利用相邻像素之间的视差梯度作为约束,采用半全局立体匹配算法以得出视差图.最后对左右视差图进行左右一致性遮挡检测,获得精确的稠密视差图.针对不同的图像信息采用自适应窗口和半全局算法相结合的立体匹配算法,剔除、修正了视差不连续、弱纹理区域的误匹配点,得到匹配效果较好的视差图.实验结果表明:该算法有效降低了视差图在视差不连续、弱纹理区域和遮挡处的误匹配率.     

基于SIFT动态背景下的视频目标跟踪方法

提出了一种基于尺度不变性特征变换(SIFT)的视频目标跟踪方法.该方法通过提取前后两帧的SIFT特征,利用全图SIFT特征进行匹配,通过匹配的点对计算两帧的几何变换关系,再利用变换矩阵确定下一帧目标位置,实现了连续状态下的自动跟踪.实验结果表明此方法在遮挡、噪声、旋转、光照、缩放、小视角变化等方面有较好的鲁棒性.     

尺度自适应结构输出目标跟踪算法

针对目标尺度明显变化时采用固定尺度的结构输出目标跟踪算法容易出现跟踪失败的问题,提出一种改进的尺度自适应目标跟踪算法。新算法在传统结构输出跟踪算法基础上,将目标运动信息引入候选样本采集过程,通过自举滤波器的状态转移模型预测目标的当前位置和尺度,生成一组多尺度候选样本集,避免了固定尺度的密集均匀采样,实现尺度自适应的同时降低了算法的计算量。实验结果表明,所提算法在目标发生明显尺度变化、部分遮挡以及旋转等情况下具有较高的鲁棒性,且实时性相比于传统结构输出跟踪算法明显提高。     

一种抗几何变换的图像盲水印算法

为解决在几何变换时水印无法检测的问题,提出了一种抗几何变换的图像盲水印算法.该算法基于傅立叶变换和对数极坐标变换,实现了可以提取有意义字符的抗几何变换的盲水印算法.在嵌入水印过程中,通过对原始图像进行傅立叶变换,并选择中频部分进行对数极坐标转换变换,然后进行傅立叶变换,将水印嵌入幅度谱矩阵中.在提取水印过程中,结合模板矫正来降低各种积累误差,进行相应的反变换,并用局部最大检测法来提取水印.实验表明,该算法具有较强的鲁棒性,对几何变换、裁剪、压缩、锐化和涂改等抵抗性较强.     

基于自适应核时频分布的多普勒频移及多径时延估计

对修正时频相关函数多径时延估计法作了改进，提出了两种基于自适应核时频分布的LFM脉冲声纳目标回波多普勒频移及多径时延的联合估计方法。即首先利用目标回波及发射信号的先验信息，构造抑制交叉项的时频分布，再利用WVD峰值法及Radon-Wigner变换法进行参量估计。最后，仿真实验验证了该方法的有效性。     

高超声速飞行器鲁棒舵回路控制器设计

文章针对高超声速飞行器在缺少实际试飞数据的情况下,需要设计鲁棒自动驾驶仪的舵回路控制器来保证飞行器的姿态角控制精度满足超燃冲压发动机的工作条件.根据高超声速飞行器横滚通道的动态特性,针对舵回路的死区间隙等非线性不确定性因素,结合滚动通道数学模型,采用Lyapunov方法设计了横滚通道差动舵的鲁棒控制器.其鲁棒控制律对系统参数不确定性和外界干扰不确定性的补偿控制采用差动舵偏补偿算法,自动补偿不确定因素及舵回路死区、饱和的非线性影响,并完成了其鲁棒指数镇定的证明.最后通过数字仿真验证了文中控制算法的有效性.     

基于CDM的复合材料层合板插层补强强度分析

文章针对复合材料插层补强层合板损伤破坏问题,基于各向异性材料连续介质损伤力学方法,引入材料损伤状态变量对复合材料损伤情况进行描述,建立了复合材料插层补强三维非线性渐进损伤模型;利用该模型对复合材料插层补强层合板的损伤破坏进行了准确预测.重点对补强设计中插层材料铺层比例和补强半径两个设计参数进行了研究,得到了复合材料开口层合板理想的插层材料铺层比例及补强半径范围.     

高温真空阻尼测试系统的设计与性能测试

为研究高温真空下材料阻尼的变化规律,根据共振驻留法进行阻尼识别的方法,研制了一套高温真空环境下的阻尼测试系统,解决了高温真空环境下施加激励和测量试件振动信号的难题.高温真空阻尼测试系统主要包括电炉加热控制子系统、真空控制子系统、温度监视子系统、水冷子系统和阻尼测试子系统.性能测试实验表明,该系统的温度可自动控制,可控范围为室温～1100℃,最高真空度可以达到0.1Pa.具有温度和真空度稳定,操作灵活简便,读数直观清晰等特点.     

基于Haar小波的一类动态多尺度系统最优估计算法

提出一种基于状态空间投影方程的动态多尺度系统建模方法，给出了基于Haar小波的模型的具体形式。该模型满足标准卡尔曼滤波条件，执行卡尔曼滤波，可获得各个尺度上目标状态线性最小方差意义下的最优融合估计值．仿真结果令人满意，并为动态多尺度系统建立了一种新的估计理论框架。     

计算小尺度封闭空间内声传递函数的自适应有限元法

如何求解声传递函数成为实现小尺度封闭空间可听化的关键问题。基于Helmholtz方程的有限元法能够真实反映出声场内的波动现象，成为求解该问题的有效方法。文章基于SPR法对求解声传递函数的有限元法进行误差估计；在此基础上结合Helmholtz方程求解的误差理论，提出了求解该问题的自适应有限元法，使用该方法能够预测出在各求解频率段内有限元网格的划分情况，从而能够满足预先给定的误差要求；算例结果表明本文提出的方法是有效可行的。     

基于SIFT联合描述子的航拍视频图像镶嵌

针对存在明显旋转、尺度或模糊等变化的图像,文章提出了一种基于SIFT联合描述子的航拍视频图像镶嵌算法。该算法首先计算经典的SIFT特征局部描述子,然后通过引入图像的形状信息得到每个特征点的全局描述子,进而获得联合描述子;对联合描述子中的局部描述子采用欧氏距离、全局描述子采用卡方距离进行双向匹配,通过加权平均法融合得到联合描述子的匹配距离;采用RANSAC算法精确估计仿射变换模型参数。实验结果表明:该算法具有较好的鲁棒性,可获得较好的镶嵌结果。     

利用子块二维优化组合降低MIMO-OFDM系统峰均比

针对MIMO-OFDM系统高峰均比问题,文章提出一种利用频域子块在空时二维进行优化组合的方案.该方案基于时隙中存在多个OFDM符号的系统,将位于不同天线、不同时刻的多个OFDM符号在频域分成多个子块,每个子块变换到时域后,在空时二维进行优化组合,选择具有最低峰均比的组合进行发送.该方案利用空时二维自由度,同时降低MIMO-OFDM系统中多个OFDM符号的峰均比.为了降低计算复杂度,给出了2类低复杂度的次优算法.仿真表明,对于512个子载波的MIMO-OFDM系统.当峰均比降低概率为10~(-4)时,该方案能够获得3.9～4.9 dB的峰均比降低增益,比空间移位算法多获得1～2 dB的性能增益.     

基于圆判据的超空化航行器状态反馈控制研究

超空化航行器由于航行过程中大部分被空泡包裹,必然面临着航行器与空泡剧烈非线性滑行力带来的稳定控制困难.适当设计的线性控制律一般可得到航行器高频有限振幅振荡运动或阻尼振荡运动的控制结果;而在反馈中引入非线性,虽控制结果理想,但要求对滑行力精确可知,这在实际情况下很难做到.针对以上问题,文章以Dzielski提出的超空化航行器模型为研究对象,基于圆判据定理通过线性状态反馈方法,使航行器系统对所有非线性滑行力特性达到全局绝对稳定.文中首先对原模型进行变换和局部抽取,使之适用于圆判据定理的应用条件;接着给出了通过极点配置方法构建线性状态反馈控制律而达到系统绝对稳定的条件;最后结合系统参数,分析了系统局部和全局绝对稳定情况下稳定域的估计,并给出了仿真验证.     

图像多尺度配准的小波域SIFT方法

当SIFT(Scale Invariant Feature Transformation)方法应用于局部场景发生变化的图像时,在特征匹配中会产生错误匹配,文章提出了图像多尺度配准的小波域SIFT方法。该方法利用低分辨上变换参数剔除了错误匹配,提高了正确匹配率。模拟实验结果表明该方法在外点数目和正确匹配率方面优于原SIFT方法。最后,通过与原方法的对比分析,验证了该方法应用于震前震后多光谱图像的可行性。