FPGA时序结构的LBT变换控制器设计

JPEG XR编码算法中重叠双正交变换(LBT)传统的FPGA实现都是基于线性提升结构,无时序约束,存在亚稳态、码流不受控等问题。为此,设计了一种基于FPGA时序结构的LBT变换控制器,该设计采用混合状态机,将LBT变换算子设计为时序控制结构的数据处理模块。数据处理模块通过握手信号与前后控制模块进行指令通信,并根据指令进行相应的数据处理。为了节省FPGA内部存储空间,该设计采用单RAM循环结构,由通道选择器来切换各个控制模块与RAM之间的通道。各个控制模块根据数据处理模块反馈的应答指令实时计算图像数据的地址,交叉对RAM进行读写操作。实验结果表明,该控制器实现了对LBT变换的FPGA时序约束,处理后的图像与MATLAB仿真图像基本一致,达到了预期目的。     

应用于JPEG XR的半脆弱数字水印技术

对JPEG XR的编解码过程、频率结构和码流结构进行分析和研究,提出一种半脆弱数字水印技术实现图像的鲁棒性认证和内容认证.提取频率模式码流的DC系数和低通系数构造基于图像的二值数字水印,置乱后嵌入到JPEG XR解码后的图像对应像素的Y分量的最低有效位中,然后再对含有水印的图像进行JPEG XR编码实现水印嵌入.对基于图像的二值信息和嵌入在图像的二值水印信息比较实现篡改定位.通过篡改定位实验及压缩、噪声、剪切等常见攻击方式实验,结果表明该半脆弱数字水印具有较好的鲁棒性和内容认证能力.     

基于U-正交变换的图像编码算法

为了更有效地进行图像编码,先用U-正交函数系构造出一类新型的U-正交变换, 并以三次U-正交变换为例,研究了基于U-正交变换的图像编码算法。该编码算法首先通过离散U-正交函数系的基函数构造U-正交变换的变换矩阵,并根据U-正交矩阵的对称性给出了U-正交变换的快速算法; 然后应用三次U-正交变换对图像实施2维变换, 再用JPEG标准中的量化矩阵、Huffman码表与熵编码方法对图像的三次U-变换系数进行量化与编码, 实现了基于三次U-正交变换的图像编码算法。实验结果表明, 三次U-正交变换的编码增益、去相关效率与DCT基本相同,而编码效果却与JPEG编码效果非常接近, 且计算复杂度与基于FFT的快速DCT算法基本一致。由此可见, 应用U-正交变换对图像进行编码压缩是一类行之有效的方法,并有望在视频编码中得到应用。     

一种基于排序的JPEG码流无损水印算法

提出了一种基于排序的直接在JPEG码流中嵌入水印的算法,该方法在保证嵌完水印后图像无失真的条件下提高了嵌入容量.根据对JPEG图像中可变长度码使用情况的统计分析,通过将一幅图像中没有使用过的可变长度码映射为使用过的可变长度码来嵌入水印.在建立映射关系之前,首先对码流中出现过的可变长度码依据其在码漉中出现的频率进行排序,然后使用排序后的结果建立映射关系,从而提高可变长度码的利用率,进而提高嵌入容量.在水印嵌入过程中,根据相应的映射关系和水印信息将码流中出现的可变长度码替换为映射的可变长度码.分析和实验结果表明,这种方法能够实现较高容量的水印嵌入,并且嵌完水印后图像无失真.     

基于输入图像内容的比特率控制

在静止图像的压缩中 ,为得到固定大小的码流文件 ,有必要根据输入图像的特点 ,自适应地控制量化器的参数 ,从而控制输出压缩图像的比特率 .JPEG标准未给出比特率控制方法 ,而一些传统的比特率控制方法为专用的压缩解压缩系统设计 ,并不适用在于开放的基于交换格式的 JPEG压缩系统 .本文提出一种和 JPEG标准完全兼容的比特率控制算法 ,按照输入图像的活动性 ,计算相应的压缩质量因子 ,自适应地为每个 8× 8的块分配比特数 ,并且在熵编码时调整各块的比特数 ,适时启动块截除 ,保证压缩文件的大小不超过预先给定值 .本算法适用于存储容量有限的静止图像压缩的场合 ,可以保证存储规定帧数的压缩文件图像     

一种基于全相位余弦双正交变换的JPEG算法

为了进一步改进JPEG算法提高编码的效率和重建图像质量,提出了一种新的变换方法即全相位余弦双正交变换(APCBOT)来替代传统的DCT变换。这种新的变换来源于离散余弦列率滤波(DCSF)的卷积算法,它在把原始图像变换到频率域的同时对各高频分量进行相应的衰减,从而简化了图像变换后的量化步骤。用M atlab进行了数据仿真,结果表明,本文提出的变换和DCT相比有很大的优势,不但量化简单(无量化或仅需一个参数的一致量化),而且使JEPG算法的压缩率和重建图像质量均有可观的优化。     

JPEG2000压缩算法研究

由于JPEG2000采用零树编码方式实现压缩,编码过程中零树的形成个数与压缩效率CE密切相关;对小波滤波器及JPEG2000零树熵编码进行研究,发现高的小波变换层数和5／3滤波器的使用有利于增加零树个数,从而提高压缩率;实现基于拼接块小波变换的JPEG2000压缩算法,结果显示图像分成拼接块会影响编码效率和解码保真度;对JPEG和JPEG2000进行比较,得出在超低码率下,JPEG2000解码图像虽然没有采用JPEG时出现的“方块”效应,但有“飞萤”效应。     

JPEG压缩编码算法应用及发展前景研究

JPEG标准主要应用于静止图像的压缩。静止图像压缩主要包括变换、量化和编码。从输入图像的统计特性出发,进行比特率控制算法、基本量化表、统计图像的活动性水平研究。软件验证表明,采用此算法进行压缩,在保证码流文件大小的同时,解压图像的可视效果好。并进一步对当前的静止图像的压缩编码领域发展前景作出展望。     

转换编码中宏块编码模式的利用及重新判断

视频转换编码是指将已压缩编码的视频流转换成较低码率、不同显示格式或不同编码模式码流的过程，但转换编码应充分利用源码流中的信息来降低再编码的复杂度和计算量。鉴于目前源码流中图像的纹理信息和运动矢量已经得到了利用，因此为进一步减少计算量，提出利用源码流中的宏块编码模式(macroblock_type)来进行转换编码的方法，即在下变换前，先提前获知宏块的状态，以便动态调整下变换的计算过程，同时准确得到下变换后宏块的编码模式。实验表明，该方法确实可以减少转换过程中的计算冗余，并可提高转换编码的效率。     

JPEG码流快速解析与研究

基于优化后的量化表、哈夫曼表编码的JPEG文件格式的码流进行快速解析研究,提出了MCU块快速定位算法,该算法通过输入MCU块号来对每个MCU块进行快速定位以及显示当前MCU块的系数情况及具体详细解码过程。     

基于以太网通信过程的实时改进方法研究

分析了以太网的通信过程、冲突处理方法、基本要求及其限制原因,指出1-坚持CSMA/CD处理过程与BEB退避算法对于实时节点具有改进空间,提出了一种以太网节点的实时改进方法.该方法允许网络中同时存在实时节点和非实时节点.分析了该方法端到端的延迟,对实时节点该延迟是有界的.介绍了用减少负荷的方法来提高节点的实时性.仿真实验表明该实时改进方法是有效的.     

BM算法中函数shift的研究

建立BM算法中函数shift及其构造算法的严格的形式理论,对于BM算法及其各种变形的研究与改进是十分必要的。给出了shift的一个清晰的形式定义,引入模式串后缀的特征集及其最小值函数,通过特征集描述了shift的构造,从而严格建立了shift及其构造算法的理论基础。根据shift的构造定理与最小值函数的迭代计算方法,给出了shift的一个新的构造算法,证明了该算法具有线性的时间与空间复杂度。理论分析和计算结果表明,该算法比已有算法更简单,计算复杂度更低,因而更适合硬件实现。     

代理服务器特性探测技术研究

从用户角度远程探测代理服务器的通信特性。对代理的功能及分类进行总结,提出了代理服务器工作模型,对其逻辑模块和影响通信的因素进行分析。在此基础上分析代理特性探测原理,以HTTP代理为例设计了探测算法并实现了探测系统原型。该系统实现了Windows域环境下特定认证机制的穿透;经过测试并分析其性能,具有一定的适用性。     

基于改进Hu矩算法的AGV字符识别研究

视觉导引AGV以识别标识符为基础实现工位转换。Hu矩算法可以提取字符的特征参数,结合机器学习分类算法,对特征值进行提取并分类,其运算速度快,但是识别准确率低。分析其原理公式,发现由于阶数高导致数值范围大,数据相近度差。基于此,对Hu矩公式进行改进,构造了新的算法。通过对UCI字符数据库进行检测,并在视觉导引AGV平台上进行在线测试,验证了改进后的Hu矩算法可以更快地提取特征值,并大大提高机器学习算法字符分类准确率,说明改进后的Hu矩算法在视觉导引AGV的字符识别上具有较好的实用性。     

基于几何映射关系的数码相机定位模型的研究

依据相机成像的几何关系,建立了相机定位的针孔模型,给出了理想状态下实物与像之间的映射关系,在此基础上,为了使模型更具实用性和有效性,对模型进行了改进,对稳定性进行了有效的分析。     

Perseus: Retrospective on a portable operating system

We describe the operating system Perseus, developed as part of a study into the issues of computer communications and their impact on operating system and programming language design. Perseus was designed to be portable by virtue of its kernel-based structure and its implementation in Pascal. In particular, machine-dependent code is limited to the kernel and most operating systems functions are provided by server processes, running in user mode. Perseus was designed to evolve into a distributed operating system by virtue of its interprocess communication facilities, based on message-passing. This paper presents an overview of the system and gives an assessment of how far it satisfied its original goals. Specifically, we evaluate its interprocess communication facilities and kernel-based structure, and discuss its portability. We close with a brief history of the project, pointing out major milestones and stumbling blocks.     

基于偏微分方程的医学图像去噪

图像去噪是图像处理的重要组成环节,近年来,偏微分方程的图像去噪方法得到了广泛的关注。本文从经典的图像去噪方法入手,引入了基于偏微分方程的正则空间模型,并结合TV滤波器的设计,给出了一种针对医学图像去噪的方法及其实现,最后通过实验对结果加以比较分析,证明这种方法应用于医学图像去噪,得到令人满意的结果。     

消极情感对agent劝说的影响研究*

由于agent的非人工智能特性,使其在模拟人类劝说的过程中经常会陷入僵局,影响合作。为解决该问题,结合其作为人工智能工具的情感特性,对agent劝说中的情感进行了分类;运用形势逻辑理论,构建了agent劝说中的消极情感影响模型,并举例阐述;基于该模型,在提出agent劝说的消极情感变化度的概念后,给出了相应的比较方法,并通过算例进行了验证。与已有研究相比,该研究能更进一步发挥agent的理性优势,减轻系统负担,同时促进agent之间更好地合作。     

基于光耦探测器显微CT的实现及其放大倍数的标定

X射线显微CT因其较高的成像分辨率,被应用于微小样品内部精细结构的检测。分辨率是显微CT最受关注的指标之一,而实现其测量功能则是当今CT研究领域的前沿方向。为了提高分辨率,本文设计实现了一种基于光耦探测器的显微CT系统,对经过几何放大的图像再进行光学放大。由于对其放大倍数的准确标定是实现其测量功能的重要前提,研究提出了基于标准栅格板和标准球的标定方法,对基于光耦探测器的显微CT的光学放大倍数和几何放大倍数分别进行了标定。这样即使在实际测试中射线源、样品和探测器的位置发生改变,亦可直接算出总放大倍数。标定过程还使用了最小二乘法以提高标定精度。二维X射线投影图像测量实验和三维重建结果测量实验显示,此种放大倍数标定方法是准确、有效的。     

基于纳米晶软磁合金的电感式应变花的研究

利用纳米晶软磁合金良好的压磁特性,设计了一种用于测量平面应力的电感式应变计。首先,介绍了这种应变计的结构和工作原理,并推导出其输出数学模型。其次,进行了可行性试验。试验表明,应变计每一测量轴的输出电压主要取决于该测量方向的应变,其灵敏度可达3.86 mV/με,线性度为1.03%F.S,重复误差与迟滞误差均小于1%F.S。在平面应力状态时,不同方向应变相互耦合对测量精度的影响,通过标定补偿灵敏度系数对应变计的输出加以修正。与传统的电阻式应变计相比,这种电感式应变计具有结构简单,工作可靠,使用寿命长,适应性强,灵敏度和测量精度较高等特点。