水力压裂中的应力阴影效应与数值计算

从岩石的细观非均质特性出发,采用岩石破裂失稳的渗流-应力-损伤耦合分析系统,设计了一系列的数值试验揭示水力裂缝间的应力阴影效应。试验条件下的研究结果表明：①应力阴影效应受水平应力差系数、注入孔间距、岩石非均质性、压裂顺序的影响,表现为排斥和吸引2种力学行为,体现在裂缝尖端应力伞面积、裂缝宽度和长度方面;②随着岩石均质度的提高,应力阴影效应对尖端应力伞的影响变弱,裂缝尖端应力伞的面积逐渐减小;③水平应力差较小时,井孔间距对应力阴影效应的贡献要大于远场应力;高水平应力差时,远场应力对“Stress shadow”的影响要强于井孔间距;④应力阴影效应伴随着裂缝的动态扩展而不断变化,裂缝尖端的应力伞面积和缝长具有很强的相关性,二者服从幂函数分布。通过这一研究,可以为水平井多裂缝射孔间距优化提供一定的理论依据。     

基于阴影概率模型的遥感影像阴影检测方法

阴影区像素光谱响应的不一致性使得依据阈值获取的阴影检测结果与真实情况出入较大。针对这一问题,结合不透明度和亮度两种信息设计了一个全新的阴影概率模型。在此基础上,针对邻域像素信息未能充分利用的问题,提出了一个基于多尺度马尔可夫随机场(MRF)的遥感影像检测方法。首先,用所提出的模型描述多尺度影像中像素的阴影概率;然后,使用Potts模型建模多尺度标记场,同时兼顾尺度内和尺度间的邻域像素的交互关系;最后,基于最大后验(MAP)概率准则获取最终阴影检测结果。通过与色调亮度比值方法、差分双阈值方法、主成分分析法和支持向量机分类方法的对比实验证明,所提出的方法能够提高高分辨率城区遥感影像的阴影检测精度。     

一种自然环境下运动物体监测算法

提出了一种自然环境下运动物体的监测算法,该算法基于时空信息融合与特征识别,主要包括背景分析、前景提取、去除阴影、背景更新。其思想是将图像序列均转换为HSV颜色模型,并分析比较各像素点参数在某一时间段内的变化规律,通过判定公式的判定,便可区分出各像素点在某一帧中是属于背景点、运动物体点还是阴影点。该算法针对风、阳光、闪电等自然条件可能带来的影响进行了改进,并能够在光照突变、运动物体静止后融入背景、背景物体转为运动等情况下智能更新背景,适用于自然环境下运动物体的监测。     

灰度序列图像中结合互相关法与梯度特征的阴影去除算法

在视频监控场景下的目标检测中,运动的阴影会对所检测目标的准确性造成不利影响. 为了去除运动阴影的干扰,提出了一种结合灰度比值的四方向梯度与归一化互相关(NCC)特征的阴影去除算法. 首先在灰度序列图像中计算前景与其对应背景灰度的比值; 其次根据阴影区域的相邻像素灰度比值变化改变很小,通过计算灰度比值的四方向梯度均值来判断阴影并加以去除; 最后为了避免运动目标被误去除,考虑到运动目标与背景的相关性差异远远大于阴影与背景之间的相关性差异,结合归一化互相关特征来保留目标,以确保运动目标的完整性. 定性和定量的实验结果分析表明,该算法在阴影去除率和保持目标完整性方面优于其他阴影去除算法.     

高质量的三维纹理硬件体绘制

与光线投射法相比,传统的3D纹理体绘制算法通常难以产生高质量的图像。为了增强渲染图像的真实感与质量,在基于GPU（Graphics Processing Unit）的三维纹理体绘制过程中以交互的速率实现了体阴影效果,并考虑现实图像合成中的可视化感知,提出将基于GPU的高动态范围色调映射技术应用到体绘制得到的结果图片中。最后对一些体数据集进行绘制,实验表明这些技术较好地解决了传统纹理绘制方法的缺点,提高了图像的质量。     

软阴影算法及实现

提出了一个实时软阴影算法。首先以光源为视点生成包含场景深度信息的“阴影映射图”,然后从观察者视点将场景渲染到一个屏幕纹理缓冲中,进而对此纹理采用percentage closer filtering (PCF)策略进行反走样,最后采用高斯滤波对阴影进行模糊处理。该算法不仅得到了较好的软阴影效果,并且也有较好的实时性,可适应实时动态变化场景的需求。     

基于FFD算子的衰减介质地震波模拟

本文推导了基于傅里叶有限差分（FFD）算子的衰减介质地震单程波波场传播算子,通过空间-时间域与波数-频率域之间的转化实现了衰减介质地震波场数值模拟。鉴于基于接收点波场向下延拓原理的非零炮检距正演模拟计算效率低,采用基于散射波Green函数积分解求取原理得到了叠前地震炮集记录。数值模拟结果表明,由衰减介质中FFD算子所得波场比分步傅里叶（SSF）算子所得波场具有更准确和更丰富的地层信息,特别是在地层存在陡倾角时效果更明显。针对实际资料含气储层地震同相轴下拉现象,通过井、震结合建立符合实际地质构造层位特征的理论模型,通过对正演结果的处理验证了地层强吸收导致地震反射同相轴下拉现象的解释,也为低频阴影现象的产生机制提供了一定的依据。     

投影与光照方向一致性的图像篡改检测

针对在自然光照条件下拍摄的图像遭到篡改的情况,提出了一种新的篡改检测方法. 光照射到物体上在物体表面会发生漫反射现象,同时会在投影平面上产生阴影,一旦图像遭到篡改很难保持这些自然特征的一致性. 因此,根据物体表面估计出的光照方向与投射阴影得到的光源区域的一致性,不仅可以检测有多个物体的篡改图像,还可以检测出只有1个物体的图像是否被篡改.     

月球科研站多光束激光传能系统设计

针对月表阴影区的能源保障需求,提出一种基于多光束发射的激光无线能量协同传输方法,对月面激光无线传能链路效率进行了对比分析,由于808 nm半导体激光器和与之相应的GaAs光电池具有较高的转换效率,更适合距离1 km内激光传能系统。模拟了不同光束质量激光束经光学系统扩束后,发散角调节对于调焦精度的要求,以及远场光强分布,结果表明,基于多个高光束质量激光束的传能系统具有接收端光强分布可调、传输功率可扩展等优势,为面向极区阴影区探测的无线能源保障系统的实现提供理论依据。     

使用闪光灯图像对的闪光灯阴影检测

人们在光线较暗的环境拍摄照片时,经常使用闪光灯来增强光照。但闪光灯的使用会引起一些不良效应,如红眼和闪光灯阴影。检测并去除闪光灯图像中的闪光灯阴影区域,会显著提高对象检测和识别等视觉任务的性能。提出了一种使用闪光灯图像对的闪光灯阴影检测算法。它基于以下假设:闪光灯阴影边缘点只会出现在闪光灯图像中,并且闪光灯阴影区域的灰度值低于非闪光灯图像对应区域的灰度值。所提算法包括三个步骤:预处理、闪光灯阴影边缘点检测和闪光灯阴影检测。仿真结果和与已有方法的比较都验证了所提方法的有效性。