基于人眼视觉系统的H.264/AVC码率控制算法

提出了一种基于人眼视觉系统（HVS）特性的H.264/AVC码率控制方案以解决传统的H.264/AVC码率控制算法中由于码率分配不当造成视频质量较差的问题。该方案利用人眼视觉系统对视频场景感知的选择性设计了一种新的基于区域的码率控制算法。首先,利用当前帧和前一帧的信息快速地检测出运动区域和非运动区域。其次,根据宏块所在区域的复杂度进一步将非运动区域细分为平坦区域和复杂区域。最后,对这3种区域依据不同的视觉敏感度权重分配适当的比特数。基于不同区域峰值信噪比（PSNR）、连续帧PSNR、主观评价以及缓冲器充盈度综合评价了本文算法的性能,结果表明,提出的基于区域的码率控制方案对不同视觉特性区域的比特分配有较高的鲁棒性,与JVT-G012的码率控制算法相比能获得较好的主观和客观编码质量。     

一种视频质量检测系统的实现

本文提出了一种快速检测视频的质量的算法,可应用于档案收集过程中对视频的质量的快速检测。由于传统的检测方法基本基于人对视觉图像的主观判断,所以存在效率低,对跳帧、缺帧、失真等质量缺陷不能有效的检测,对视频质量的判断没有客观标准等缺陷,针对以上缺陷,本文提出的算法基于视频图像的国际检测标准建立视频资料的客观评价体系,并可以对黑场、静帧、跳帧、马赛克、模糊等视频缺陷做出快速判断。     

结合HVS和相似特征的图像质量评估方法

图像质量的客观评价方法研究在实现图像质量评价仪器化的过程中起到决定性的作用.在分析最新全参考图像质量评价算法:特征相似法(feature similarity,FSIM)的基础上,利用对比敏感度函数(contrast sensitivity function,CSF)算子以及离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)域的对比度掩盖效应,提出了一种改进的FSIM图像质量评价方法.该方法具有FSIM算法简单、高效等特性,同时又充分体现人眼视觉特性,更好地反映了人的主观感受.LIVE(laboratory for image and video engi-neering)测试数据集的实验结果证明,该方法在非线性回归后相关系数、斯皮尔曼相关系数、线外率等指标方面均优于传统的其他图像质量评价算法.     

一种基于三维小波变换的图像编码算法

提出了一种新的基于三维小波变换的图像序列压缩算法.该算法在量化编码时,着眼于"体",采用平面与纵向相结合的形式组织系数,并对运动程度不同的区域以及帧内不同特性的区域加以区分.以QCIF格式的标准序列图像Miss American作为测试图像进行实验,实验结果表明该算法有效可行,主观质量较好,无方块效应.     

基于双目视觉特性的立体视频编码码率控制算法

为了使立体视频中的比特分配更加符合人眼视觉感知特性,提出了一种非对称质量的立体视频编码码率控制算法。首先,建立了左右帧的码率分配比例与量化参数差值之间的立体指数RRQ(Rate-ratio Quantization)模型。然后,将码率控制算法分为SGOP(Stereoscopic Group of Pictures)层、立体图像对层和帧层等3个码率控制层。在SGOP层计算每个SGOP的目标码率和关键帧的量化参数;在立体图像对层根据剩余比特数和缓冲区饱和度计算每个立体图像对的目标比特;在帧层则通过分析双目视觉掩蔽效应,用一种适合于立体视频的率失真优化方法合理分配左右帧的目标码率。实验结果表明,本文算法的码率控制偏差平均值为0.21%;立体视频客观质量比对称质量算法和Wang的算法分别提高了0.23dB和0.06dB,且质量波动较为稳定。因此,该算法基本满足网络带宽传输要求。由于充分利用了人眼双目视觉特性,可满足人们对立体视频的视觉需求。     

结合人眼对比度敏感视觉特性的视频质量客观评价

结合人眼对亮度、色度、对比度以及运动目标的感知特性,提出了一种基于人眼对视频内容感知的视频质量客观评价方法。该方法将视频分为空域和时域信息分别描述,并利用人眼感知特性,从视频的亮度、色度、对比度以及目标运动4个方面提取特征,计算其强度。然后以人眼对比度敏感值作为强度的权重因子求和,构建人眼感知视频内容模型。最后,分别以此模型模拟人眼感知源视频和失真后的视频,计算每对应单元的所有像素之间和运动矢量之间的强度差;以强度差作为视频质量评价的分数,构建视频质量客观评价模型。采用LIVE数据库中的6个源视频和48个测试视频进行了质量评价实验,并与视频质量专家组(VQEG)推荐的5个较好的视频质量客观评价模型进行了对比分析。结果表明:提出模型的视频质量评价结果与主观评价结果之间的线性相关性系数达到0.8705,显示了较好的一致性,评价效果优于5个典型的模型。     

基于质量可伸缩增强层的快速帧内预测算法

提高可伸缩视频帧内编码速度的有效方法是降低帧内预测的复杂度,分析量化系数Qp对预测模式的影响,以及全零残差块与预测值之间的关系,可以得到一种新的基于质量可伸缩增强层快速帧内预测算法。实验结果表明,在保持视频图像质量基本不变的前提下,该算法能降低18%～90%的帧内预测计算量。     

广义平均的全参考型图像质量评价池化策略

为了设计与人的主观评价相吻合的全参考型客观图像质量评价(IQA)算法。针对不同算法提取的局部特征,利用广义平均的非线性性质,提出了2种池化策略,以提高结构相似度(SSIM),梯度结构相似度(GSSIM),特征相似度指标(FSIM)的评价能力。在TID2008和TID2013数据库中进行数值实验,讨论了所有失真类型非线性参数的选择以及不同失真类型之间非线性参数的变化。结果表明,采用广义平均池化策略能提高IQA算法的有效性。4种客观评价指标Spearman等级相关系数(SROCC)、Kendall等级相关系数(KROCC)、Pearson线性相关系数(PLCC)和均方误差根(RMSE)表明所提算法性能优于已有的算法,与人的视觉系统具有一致性。     

保留结构特征的稀疏性正则化图像修复

以压缩传感和稀疏表示为理论依据,提出了一种基于剪切波变换的稀疏性正则化的图像修复模型,以便更好地保留图像的结构特征.该模型用剪切波作为图像的稀疏表示,以稀疏性作为正则化项;同时基于变量分裂法,采用增广Lagrange优化方法求解最优化问题.另外,通过交替最小化方式来降低计算复杂性.从峰值信噪比(PSNR)、结构相似度(SSIM)、收敛速度和视觉效果等4个方面验证了算法的有效性.结果显示:利用本文算法修复图像的质量明显优于其他算法,获得了更优的PSNR和SSIM值.新的模型无论是在客观还是视觉主观方面都具有更好的性能,同时算法具有更快的收敛速度.得到的结果表明本文算法能够更好地修复图像,获得较好的视觉效果.     

H.264/AVC码率控制中初始量化参数的估计

由于H.264/AVC采用的码率控制模型忽略了视频特性对初始帧量化参数（Initial Quantization Parameter,QP₀）选择的影响,本文提出了一种新的基于视频特性的QP₀估计算法来提高H.264/AVC的码率控制精度。首先,分析影响QP₀的视频特性,包括每像素比特数（bpp）、视频序列的复杂度和图像组（GOP）长度;然后,通过大量的测试仿真建立了QP₀与bpp和视频序列复杂度之间的函数关系;最后,结合GOP长度对QP₀的影响,修正了QP₀模型。实验结果表明：相比JM12.2中的算法,提出的算法使四分之一通用中间格式（QCIF）和通用中间格式序列重建帧的平均峰值信噪比（PSNR）分别提高了0.185 dB和0.144 dB;码率控制误差的控制幅度分别提高了37.3%和11.2%;序列中每帧图像间的质量波动均降低了约50%。该方法在提高重建帧质量的同时,大幅度降低了码率控制误差,有效地抑制了序列间每帧图像的质量波动,获得了更优质、平稳的编码视频流,并能很好地适应不同特性的视频序列。     

Quantum Cooperative Robotics and Autonomy

The intersection of Quantum Technologies and Robotics Autonomy is explored in the present paper.The two areas are brought together in establishing an interdisci...     

考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解

针对具有进油孔的有限长滑动轴承油膜力求解问题,采用变分原理和分离变量法,求得了有限长滑动轴承油膜压力分布的近似解析表达式。将油膜压力分布的近似解析表达式在油膜存在区域上进行积分,即得到了油膜力。将提出的计算有限长滑动轴承油膜力方法与无限长轴承模型、有限元方法的计算结果进行了比较,发现了提出的方法与有限元方法的计算结果很接近。最后,研究了进油孔位置和进油压力对油膜存在区域、油膜力等的影响,研究结果表明进油孔位置和进油压力对油膜存在区域和油膜力有较大的影响。     

基于多目标非支配解提取法的电力系统无功优化

针对传统的电力系统多目标粒子群优化算法采用权重系数法将多目标转化为单目标,从而忽视了各目标函数间的竞争关系这一问题,提出将非支配解提取法运用到电力系统多目标无功优化中,并设定了一套提取规则,以电力系统中的有功网损、电压偏差和电压稳定裕度为目标,使目标在充分竞争的情况下得出Pareto最优解,利用IEEE-14节点系统对多目标非支配解提取法的电力系统无功优化进行了仿真测试。研究结果表明,该算法一次运行可以得出多组非支配解,既有偏向单个目标的解也有兼顾所有目标的解,克服了权重系数法的盲目性和单一性,可使电力决策者根据实际问题选择最优解,具有较好的灵活性与多样性。     

Hybrid inversion method for equivalent electric charge of thunder cloud based on multi-station atmospheric electric field

This article proposes the hybrid method to inverse the equivalent electric charge of thunder cloud based on the data of multi-station atmospheric electric field. Firstly,the method combines the genetic algorithm( GA) and New ton method through the mosaic hybrid structure. In addition,the thunder cloud equivalent charge is inversed based on the forw ard modeling results by giving the parameters of the thunder cloud charge structure. Then an ideal model is built to examine the performance compared to the nonlinear least squares method. Finally,a typical thunderstorms process in Nanjing is analyzed by Genetic-New ton algorithm with the help of weather radar. The results show the proposed method has the strong global searching capability so that the problem of initial value selection can be solved effectively,as well as gets the better inversion results. Furthermore,the mosaic hybrid structure can absorb the advantages of tw o algorithms better,and the inversion position is consistent with the strongest radar echo.The inversion results find the upper negative charge is small and can be ignored,w hich means the triple-polarity charge structure is relatively scientific,w hich could give some references to the research like lightning forecasting,location tracking.     

虚拟式流体参量集成测试系统及其实现

为了实现对流体参量的自动测量,运用虚拟仪器设计思想,采用组件技术、海量数据存储技术及仪器通用化设计方法,设计并实现了虚拟式流体参量集成测试系统.该系统能同时对流体的温度、压力和流量等进行动态测试.实验室演示表明,该集成测试系统性能稳定,操作简单,功能较强大.     

COMPUTER SIMULATION OF CONTINUOUS ELECTROMAGNETIC STIRRING FOR MAKING RHEOLOGIC SEMI-SOLID SLURRY OF ZL112Y ALUMINUM ALLOY

To realize the technology of fabricating the rheologic semi-solid slurry of ZL112Y aluminum alloy via continues electromagnetic stirring process, ANSYS software was used to simulate electromagnetic force field and fluid velocity field in the alloy melt in a crucible tube in three coils. In the first section of the paper, eletromagnetic force field and fluid velocity field caused by single coil were simulated. The result of this simulation gives an average velocity of 3.2 cm/s and it is called critical velocity because a fluid velocity over it will cause a fine and spherical structure of solid primary a in a semi-solid melt. And, from this result, a reasonable temperature of semi-solid of the alloy and an electrical current intensity were established. The electrical current intensity of the result of this simulation corresponded to the current intensity used in a practice experiment, in which the primary α was obviously refined and sphericized. Based on this simulation of single coil electromagnetic stirring, in the second section of the paper, eletromagnetic force field and fluid velocity field caused by three coils were simulated. The result of the simulation shows that, 1） there is a semi-solid zone of 32 mm from bottom of the crucible tube to the upper; 2） the electrical current intensities of three coils of 400 A, 600 A, and 400 A, which were set to top range, middle range and bottom range of the tube, respectively, were the optimum parameters of electromagnetic current intensity under the condition of this investigation; and 3） under effect of these electromagnetic current intensity, the fluid velocities of the melt in the tube were 6.3 cm/s in top range, 3.75 cm/s in middle range, and 3.9 cm/s in bottom range of it, respectively.     

运用EMD和GA SVM的齿轮故障特征提取与选择

针对齿轮故障特征提取,首先将齿轮箱振动信号进行经验模态分解,得到一组固有模态函数.计算各固有模态函数的能量和矩阵的奇异值,采用Shannon熵和Renyi熵度量能量和奇异值分布,构成原始特征子集.再采用遗传算法和最小二乘支持向量机的Wrapper方法选择最优特征子集.该方法能够利用较少的特征参数集准确判别齿轮故障,提高了齿轮故障诊断的精度与效率.     

基于有限脉冲响应模型的飞机磁场补偿方法

通过分析飞机磁场数学模型,将飞机磁场表示成方向余弦与其乘积项的函数.鉴于模型参数之间存在很强的复共线性,提出了基于有限脉冲响应模型飞机磁场补偿方法.该方法将光泵磁强计和三轴磁强计的输出作为有限脉冲响应模型的输入,由带通滤波器提取信号中的变化成分,再用最小方差估计有限脉冲响应模型参数,并利用有限脉冲响应模型参数计算飞机磁场.从测量总磁场中减去飞机磁场,可得到目标信号磁场数据.最后,通过计算机仿真验证了该磁场补偿方法的有效性.