改进后的TLD视频目标跟踪方法

TLD(tracking-learning-detection)是近期受到广泛关注的一种有效的视频目标跟踪算法.在原始TLD的基础上,对其进行改进,改进包括:在TLD的跟踪器中对其局部跟踪器的布置和局部跟踪器的跟踪成败预测方法进行改进,提高跟踪器的跟踪精度和鲁棒性;在TLD的检测器中引入基于Kalman滤波器的当前帧目标所在区域预估,缩小了检测器的检测范围,提高了检测器处理速度;在TLD的检测器中加入基于马尔可夫模型的方向预测器,增强了检测器对相似目标的辨识能力.通过实验对原始TLD和改进后的TLD进行了比较,实验结果显示改进后的TLD算法较原始TLD算法具备更高的跟踪精度和更快的处理速度,而且增强了对场景中相似目标的辨识能力.     

一种改进的TLD动态手势跟踪算法

针对目前动态手势跟踪算法TLD(跟踪-学习-检测)算法在手势目标遮挡后易出现跟踪漂移的不足,提出了一种改进的TLD动态手势跟踪算法.在跟踪器跟踪成功后,引入遮挡窗的方法进行手势目标遮挡的判定.若出现部分遮挡,则由TLD学习器处理;若出现严重遮挡,则在TLD的跟踪器中加入卡尔曼滤波器来预测估计当前帧中手势可能存在的区域,缩小跟踪器的搜索范围,提高跟踪器的处理速度;并在TLD检测器中加入基于马尔可夫模型的方向预测器,缩小检测器的检测范围,增强检测器对相似手势轨迹的判别能力.实验结果证明,改进后的TLD算法在不同的实验环境下均有较强的鲁棒性,能够快速准确地进行动态手势运动轨迹的跟踪,并且改善了手势目标遮挡后易出现跟踪漂移的问题.     

基于双感兴趣区域判定和速度信息融合的CamShift目标跟踪算法

针对连续自适应均值偏移(CamShift)算法易受相似色的影响,从而导致跟踪发散和跟踪目标丢失后无法重新获取的现象,提出了一种基于双感兴趣区域(ROI)判定并融入速度信息的CamShift运动目标跟踪方法.算法的基本思想是将单个ROI划分为两个了ROI,其中一个为主跟踪区域,另一个为辅助跟踪区域,采用两个独立的跟踪器分别对其进行跟踪,通过两个跟踪器在跟踪中的协调解决了相似色干扰问题,增强了跟踪算法的鲁棒性,同时,将目标的速度信息引入跟踪算法.实验结果表明,即使受到相似色于扰和遮挡,这种改进后的CamShift算法仍然能够保持对目标的有效跟踪.     

基于范例集实现复杂场景下的动态手势跟踪

范例集作为近年来视觉跟踪器的一种表示方法,已应用于手势跟踪与识别。但是基于范例集的手势跟踪往往不能实现复杂场景下手部轮廓特征的精确提取,并且不能在手部位置与方向任意变化情况下实现手部轮廓的提取与跟踪,极易造成手部动作的不准确预测,从而影响手势跟踪效果与手势识别率。本文提出一种新的基于范例集的跟踪器：CEE(CAMSHIFT Embedded Exemplar)跟踪器,实现复杂场景下的动态手势跟踪。在学习阶段,利用ICAMSHIFT（Improved CAMSHIFT）算法提取手部轮廓特征并生成范例集,同时建立手势的动态HMM模型;在跟踪阶段,首先利用由ICAMSHIFT算法获取的手部特征和HMM概率模型预测手势动作,然后根据学习所得范例集获取当前手部轮廓。实验结果表明,算法能实现复杂场景下的准确手势跟踪,并能在手部位置与方向任意变化情况下实现手部轮廓的提取与跟踪。此外,在严重遮挡情况下也能取得不错的跟踪效果。     

低分辨率条件下基于TLD的鲁棒车辆跟踪算法

TLD(Tracking-Learning-Detection)算法是一种广泛应用的车辆跟踪算法,但其在低分辨率视频下易出现跟踪漂移或者丢失等问题,为此,对传统的TLD算法进行改进。针对TLD算法中金字塔光流跟踪器易受光照影响,出现跟踪失败问题,采用具有较强跟踪性能的CT跟踪器,并研究跟踪失败自检测策略,以提高算法的跟踪性能。此外,通过对2bit BP-HOG特征(形状和纹理特征)描述算子进行多特征融合,有效克服了低分辨率环境下纹理特征提取不准确造成检测器准确度低的问题。实验表明,改进算法在鲁棒性和跟踪速率方面都有所提高。     

基于粒子滤波的全方位视觉传感器实现移动机器人导航

研究了一种引导机器人沿着固定轨迹运动的实时视觉伺服系统,并提出了一种实现移动机器人导航的创新的系统架构.系统由基于鱼眼镜头的全方位视觉传感器和嵌入式图像处理单元构成,可以实时校正鱼眼镜头畸变,并利用复合的粒子滤波算法识别和跟踪自定义的航标,最终实现移动机器人的导航.实验表明,该系统能够校正鱼眼镜头畸变,实时跟踪航标并有效实现机器人的定位和导航,且结构紧凑、功耗低,容易集成到各种移动设备中实现自主导航、安防监控等功能.     

基于尺度自适应均值偏移优化的TLD跟踪算法

为解决目标在形变、遮挡和快速运动时所导致的跟踪失败,在经典TLD算法的框架下,使用尺度自适应均值偏移算法重新设计跟踪器,提出了MS-TLD算法.通过引入颜色直方图特征和尺度自适应,跟踪器能准确跟踪形变和快速运动的目标.设计跟踪-检测反馈机制,通过跟踪器和检测器相互校正,使新算法在目标被遮挡时具有很好的跟踪鲁棒性.采用TB-50标准测试集进行了实验验证与评测,结果表明所提出算法有效克服了由于目标形变、遮挡和快速运动以及背景干扰所导致的跟踪失败,比TLD等4种经典算法具有更好的跟踪准确性和鲁棒性.     

基于中心点搜索的无锚框全卷积孪生跟踪器

为解决孪生网络跟踪器鲁棒性差的问题, 重新设计了孪生网络跟踪器的分类与回归分支, 提出一种基于像素上直接预测方式的高鲁棒性跟踪算法—无锚框全卷积孪生跟踪器(Anchor-free fully convolutional siamese tracker, AFST). 目前高性能的跟踪算法, 如SiamRPN、SiamRPN++、CRPN都是基于预定义的锚框进行分类和目标框回归. 与之相反, 提出的AFST则是直接在每个像素上进行分类和预测目标框. 通过去掉锚框, 大大简化了分类任务和回归任务的复杂程度, 并消除了锚框和目标误匹配问题. 在训练中, 还进一步添加了同类不同实例的图像对, 从而引入了相似语义干扰物, 使得网络的训练更加充分. 在VOT2016、GOT-10k、OTB2015三个公开的基准数据集上的实验表明, 与现有的跟踪算法对比, AFST达到了先进的性能.     

基于异步相关判别性学习的孪生网络目标跟踪算法

现有基于孪生网络的单目标跟踪算法能够实现很高的跟踪精度,但是这些跟踪器不具备在线更新的能力,而且其在跟踪时很依赖目标的语义信息,这导致基于孪生网络的单目标跟踪算法在面对具有相似语义信息的干扰物时会跟踪失败.为了解决这个问题,提出了一种异步相关响应的计算模型,并提出一种高效利用不同帧间目标语义信息的方法.在此基础上,提出了一种新的具有判别性的跟踪算法.同时为了解决判别模型使用一阶优化算法收敛慢的问题,使用近似二阶优化的方法更新判别模型.为验证所提算法的有效性,分别在Got-10k、TC128、OTB和VOT2018数据集上做了对比实验,实验结果表明,该方法可以明显地改进基准算法的性能.     

依赖模板匹配纠错的混合跟踪算法*

经典均值漂移跟踪器(MST)和模板匹配跟踪器(TMT)在性能的许多方面具有强互补性。为利用这种互补性提高跟踪的可靠性,提出了一种混合跟踪算法(HTA)。HTA维持了颜色直方图和亮度模板两种目标模型,并分别以TMT和MST为主、辅跟踪器。当目标被遮挡或周围出现相似颜色模式的干扰物而造成主跟踪器错跟时,算法自动切换到辅跟踪器进行纠错;干扰消失或目标被重新捕获时,可自动切换到主跟踪器。实验结果表明,HTA对复杂跟踪环境适应性强且计算量不大。     

Fault-Tolerant Scheduling for Real-Time Embedded Control Systems

With the increasing complexity of industrial application, an embedded control system (ECS) requires processing a number of hard real-time tasks and needs fault-tolerance to assure high reliability. Considering the characteristics of real-time tasks in ECS, an integrated algorithm is proposed to schedule real-time tasks and to guarantee that all real-time tasks are completed before their deadlines even in the presence of faults. Based on the nonpreemptive critical-section protocol (NCSP), this paper analyzes the blocking time introduced by resource conflicts of relevancy tasks in fault-tolerant multiprocessor systems. An extended schedulability condition is presented to check the assignment feasibility of a given task to a processor. A primary/backup approach and on-line replacement of failed processors are used to tolerate processor failures. The analysis reveals that the integrated algorithm bounds the blocking time, requires limited overhead on the number of processors, and still assures good processor utilization. This is also demonstrated by simulation results. Both analysis and simulation show the effectiveness of the proposed algorithm in ECS.     

集成整车物流系统的网络规划问题研究

综合考虑运输、库存、设施、服务质量等决策因素，建立了整车物流网络规划集成优化模型，针对由工厂、集货中心和分销中心构成的基本物流网络，提出了用于运输路径优化的流预测算法，并嵌入到遗传算法，解决了适应值的计算难点，给出了基于流预测的遗传算法求解框架．通过实例分析了运输规模效应、库存控制策略、服务质量指标等因素对物流网络结构设计方案的影响。     

智能照明系统KNX与DALI协议网关的设计及实现

先进控制算法在实际应用过程中,往往伴随着算法难以实现、调试繁琐等问题。为将先进控制算法高效地部署到DCS上,提出了一种方便快捷的实现方法。首先,在MATLAB自身集成的先进控制算法与实际工业对象之间建立OPC通讯,反复调试后得到与被控对象特性相匹配的控制算法;其次,通过MATLAB RTW将该MATLAB/Simulink先进控制算法生成C++代码;最后,使用软PLC高级语言编程技术,将算法的C++代码无缝集成到DCS当中。实践中设计了一种基于双容水箱液位控制的模糊控制算法。实验结果表明,以该方式设计的控制算法具有良好的控制特性和较高的实际应用价值。该方式缩短了以往控制算法的部署周期,为先进控制算法在DCS中的实际应用提供了强有力地解决方案。     

High performance real-time scheduling of multiple mixed-criticality functions in heterogeneous distributed embedded systems

The architectures of high-end embedded system have evolved into heterogeneous distributed integrated architectures. The scheduling of multiple distributed mixed-criticality functions in heterogeneous distributed embedded systems is a considerable challenge because of the different requirements of systems and functions. Overall scheduling length (i.e., makespan) is the main concern in system performance, whereas deadlines represent the major timing constraints of functions. Most algorithms use the fairness policies to reduce the makespan in heterogeneous distributed systems. However, these fairness policies cannot meet the deadlines of most functions. Each function has different criticality levels (e.g., severity), and missing the deadlines of certain high-criticality functions may cause fatal injuries to people under this situation. This study first constructs related models for heterogeneous distributed embedded systems. Thereafter, the criticality certification, scheduling framework, and fairness of multiple heterogeneous earliest finish time (F_MHEFT) algorithm for heterogeneous distributed embedded systems are presented. Finally, this study proposes a novel algorithm called the deadline-span of multiple heterogeneous earliest finish time (D_MHEFT), which is a scheduling algorithm for multiple mixed-criticality functions. The F_MHEFT algorithm aims at improving the performance of systems, while the D_MHEFT algorithm tries to meet the deadlines of more high-criticality functions by sacrificing a certain performance. The experimental results demonstrate that the D_MHEFT algorithm can significantly reduce the deadline miss ratio (DMR) and keep satisfactory performance over existing methods.     

一种无线传感器网络数据安全免疫体系结构

LEACH协议是提出较早、较为完整的无线传感器网络协议之一。在LEACH协议的基础上,借鉴生物免疫系统的原理,提出了一种新的适用于无线传感器网络的免疫体系结构。为构建这个体系,提出了基于覆盖面的备份簇头选举算法,嵌入数字基因的免疫应答算法,以及各状态节点的转换机制。备份簇头的引入,大大降低了恶意簇头对整个簇造成的破坏,免疫应答算法通过各功能节点的相互协作,能够有效地抵御恶意节点的攻击,减小和消除恶意数据的影响。仿真验证了该体系的有效性,在提高了安全性的同时,并不影响网络的生命期。     

基于频率掩蔽效应的自适应音频数字水印技术

文章提出了一种基于频率掩蔽效应的自适应音频数字水印算法。嵌入的水印为视觉可辨的二值图像,水印能根据音频信号的频域掩蔽阈值进行自适应调整,水印的提取采用假设检验的方法。实验结果表明所嵌入的水印是不可感知的,该算法对大多数音频信号处理具有很强的鲁棒性,如重采样、MP3压缩和随机裁剪等操作。     

基于遗传算法的聚类分析在体型分析中的应用

e-MTM(e-MeasuretoMade,即电子化量身定制)是目前国际上新兴的基于三维人体扫描技术的服装生产方式。对于e-MTM中的体型分析问题,本文给出了一种基于遗传算法和K-means算法相结合的聚类算法。分析结果表明,该算法完全满足e-MTM中的体型分析的需要。     

嵌入式API测试套生成方法和技术

随着嵌入式计算机系统应用的不断扩展,嵌入式系统的可靠性引起了学术界和工业界的广泛关注,也提出了很多增进可靠性的方法和技术.然而,现有的方法和技术在测试套生成方面论述不多,所以在处理大批量嵌入式系统测试工作中遇到了挑战.讨论抽象测试套生成方法和适配技术,提出了LTS(labeled transition system)到BT(behavior tree)的转换算法,从而使TTCN(test and testing control notation)测试套可以通过转换嵌入式软件的LTS描述产生.还介绍了基于上述转换算法的嵌入式软件测试工具包,以及一个嵌入式物联网识读器测试案例研究.     

适用于嵌入式系统的QR码识别算法

针对一般情况下采集到的条码图像,提出了一种适用于嵌入式系统的自动识别算法,并在NIOS嵌入式系统上进行了验证。实验表明,该算法能够快速准确地提取条码符号信息,效果良好。     

Dynamic User Equilibrium Model for Combined Activity-Travel Choices Using Activity-Travel Supernetwork Representation

Integrated urban transportation models have several benefits over sequential models including consistent solutions, quicker convergence, and more realistic representation of behavior. Static models have been integrated using the concept of Supernetworks. However integrated dynamic transport models are less common. In this paper, activity location, time of participation, duration, and route choice decisions are jointly modeled in a single unified dynamic framework referred to as Activity-Travel Networks (ATNs). ATNs is a type of Supernetwork where virtual links representing activity choices are added to augment the travel network to represent additional choice dimensions. Each route in the augmented network represents a set of travel and activity arcs. Therefore, choosing a route is analogous to choosing an activity location, duration, time of participation, and travel route. A cell-based transmission model (CTM) is embedded to capture the traffic flow dynamics. The dynamic user equilibrium (DUE) behavior requires that all used routes (activity-travel sequences) provide equal and greater utility compared to unused routes. An equivalent variational inequality problem is obtained. A solution method based on route-swapping algorithm is tested on a hypothetical network under different demand levels and parameter assumptions.