面向智慧交通的图像处理与边缘计算

随着全球人口的持续增长和城市化进程的加速,道路拥挤、交通事故和污染排放增加等问题日益严重。智慧交通系统旨在借助先进的信息与通信技术建成高效安全、环保舒适的交通与运输体系,提供全方位的交通信息服务和安全高效、经济快捷的交通运输与出行服务。经过各国多年来的竭力推进与发展,智慧交通系统在交通管理、自动驾驶与车路协同等方向均得到广泛的应用。智慧交通的发展离不开通信、计算机与控制等研究方向的突破与创新。其中,图像处理作为智慧交通系统的核心技术之一,它的研究进展直接影响着智慧交通系统的部署。图像处理技术是指计算机对图像进行增强、复原、提取特征、分类和分割等技术处理,通过对交通视觉图像的处理,为智慧交通系统的感知、识别、检测、跟踪和路径规划等功能提供了最直接与重要的信息。此外,面对智慧交通系统所产生的大量数据计算任务,边缘计算技术则将中心云服务下沉至各边缘节点附近,不但能够优化算力负载分配,还能够满足智慧交通应用与服务对低时延、高响应速度的需求。本文从智慧交通系统的发展现状入手,分别围绕面向智慧交通的图像处理与边缘计算技术,阐述其研究热点与前沿进展,汇总与比较国内外的相关学术和产业成果,并对智慧交通系统中的图像处理及边缘计算技术未来的发展进行总结分析与趋势展望。     

一种卷积码维特比译码算法的软件实现

提出了数字通信系统中一种卷积码译码的软件实现方案,该方案应用软件技术实现了卷积码维特比译码器功能,在程序实现中充分利用了卷积码的特性,运用蝶形运算,周期性的回溯以得到译码输出。在程序设计上采用了一些宏定义等处理方法,可以提升运算速度,是一种软件方法的前向纠错编码技术。     

一种多媒体数据可靠传输策略

针对UDP数据报传输不可靠性这一问题,提出一种主动防止数据报丢失的策略。该策略在编码端分片传输UDP数据报,在接收端利用环形缓冲区接收并重组各数据报分片。这种策略不仅有效地避免了接收端多个数据报片冲突以及接收缓冲区溢出等现象的出现,而且减小了数据报片丢失和乱序对解码图像质量的影响,使得恢复的图像质量有明显改善。     

视觉注意原理局部特征的行人检测

在复杂背景下检测行人,具有重要的理论和应用价值。为了适应此类场景中光照的变化和行人姿态的多样性,依据人眼视觉注意原理,提出基于视觉注意的局部特征。该特征具有光照和旋转不变性,并能用于多尺度分析。采用基于特征块的行人表示模型,行人被表示为特征块的集合。每一个特征块用基于视觉注意局部特征的统计直方图和位置关系表示。用聚类的方法得到基于特征块的行人模型。依据每一个特征块在检测窗口中的最大响应训练AdBoost检测分类器,并用困难负样本和可信样本提高检测分类器的性能。用滑动窗口方法在图像和尺度空间中找到检测分类器的局部最大响应,以确定行人位置。实验结果表明,与现有方法相比,本文方法对竖直边缘不敏感,可以处理一定程度的遮挡以及姿态变化。     

H.264快速自适应帧间编码模式选择算法

提出了一种针对H．264标准的帧间编码模式快速自适应选择算法用以减少编码器的复杂度。该算法利用运动补偿后残差宏块的统计信息．将需要计算率失真代价函数的候选模式减少为一个模式组中包含的模式子集。由于该算法采用了重叠划分的模式组以及动态调整的门限．可以最大可能保证宏块的最佳编码模式处于所选择的模式组中，所以可以在编码质量下降很小的情况下，大幅度降低编码复杂度。实验表明，本算法平均可以节省编码时间52％．同时PSNR下降约为-0．05dB,不会影响主观视觉效果。     

凸多面体的快速形态和算法

在研究传统形态算法的基础上,将凸多面体的形态和算法简化为面与面的形态和,结合三维物体的法矢球模型,引入参考平面的概念.参考平面将三维空间的凸多边形分解成两部分,分别计算对应的两部分的形态和,并去掉重复边和面.提出一种凸多面体的快速形态算法,与传统方法相比,该方法简单、直观,算法效率可提高6～10倍.实验证明,该方法是可行的、有效的.     

一种改进的JSD距离的空间直方图相似度度量及目标跟踪

空间直方图是直方图的一种推广, 它能更精确地描述图像(或目标), 被应用到目标跟踪和图像检索等多个领域, 选择一种合适的度量两个空间直方图之间相似性的方法至关重要. 本文提出一种基于改进Jensen-Shannon divergence (JSD) 距离的空间直方图相似性度量, 将空间直方图中每个区间所对应像素的颜色特征和空间特征的联合分布看作一个带权重的高斯分布, 然后计算两个空间直方图对应区间之间的相似度, 即计算两个带权重的高斯分布之间的改进的JSD距离. 本文在计算JSD距离时充分利用高斯分布的权重, 从而提高了度量方法的区分能力. 理论和实验证明了本文提出的相似性度量的区分能力优于Ulges的度量方法, 视频跟踪结果也更稳定、更精确.     

基于骨架树描述符匹配的物体相似性度量方法

提出了通过匹配骨架树来度量物体相似度的新方法.该方法用一种新的物体特征-树描述符来表示一个骨架树,用搜索树描述符中最长公共子串的方法获得最大同构子树;用新的模型度量骨架枝的形状相似性,并把形状特征和拓扑特征的有机的结合起来.最后,对骨架有环和骨架上有噪声的情况进行了讨论.实验结果表明,本方法计算的相似度具有物体的旋转、大小、平移不变性,算法时间复杂度为o（n^3）,n为物体骨架枝数,对多种物体取得了令人满意的结果.     

一种程度可控的形态学多尺度梯度分水岭算法*

为解决分水岭算法中的过分割现象,提出了一种基于多尺度形态学梯度的谷底填充算法,通过调整填充阈值的方式实现对分割区域数量的控制,同时利用Canny边缘检测算子获取图像边缘信息,以此对梯度图中的边缘位置进行强化和修正,确保分割出的区域轮廓在谷底填充过程中尽可能地保持与目标边缘拟合.仿真结果表明,此算法对于改善过分割现象有明显效果,并且对分割程度具备可控能力,在适应不同场景需求方面存在一定的应用价值.     

CDN内容分发策略数学建模研究

内容分发策略是影响一个内容分发网络(CDN)性能的主要原因之一。然而最早使用的各种启发式算法已经不能满足用户对时延的要求,因此许多研究人员开始利用数学规划的手段解决这一难题。但是,目前所提出的数学模型都存在其局限性和不足之处。本文从各个实际角度出发,考虑了流媒体速率、文件维持消耗、网络拓扑等各种情况,并对各种情况建立了完善的数学模型。同时,本文还利用节点来表示一个区域内的多个服务器,从而降低变量空间。