基于距离信息的Mean-Shift跟踪算法

针对图像制导目标跟踪系统在跟踪过程中,成像视角和距离的变化带来的跟踪漂移问题,提出了利用距离信息动态更改Mean-Shift算法跟踪窗口尺度的算法。依据初始跟踪时选定的目标模板,建立目标的灰度特征模型,确定初始跟踪窗口尺度;在跟踪过程中依据距离信息来动态更新跟踪窗口尺度,保证在跟踪系统逐渐接近目标的过程中跟踪窗口能够完全包括或者绝大部分包含目标;在每一帧跟踪收敛后利用Bhattacharyya相关系数对目标模板进行非线性更新。以Vega产生的模拟飞行视频数据进行了算法仿真,结果表明：该算法能够适应目标不断膨胀的情况,在很大程度上降低跟踪漂移。     

面向光电图像目标检测跟踪的距离信息处理

针对复杂背景下,光电图像目标检测跟踪的难题,分析了基于光电图像目标检测跟踪的基本模型。依据距离信息的空间维度和包含的信息量,提出将距离信息划分为标量距离信息、矢量距离信息以及阵列距离信息的分类方法;系统地研究了面向光电图像目标检测跟踪的距离信息处理方法。通过分析研究得出光电图像目标尺寸与标量距离信息的关系;提出将图像高层特征匹配模型从平面扩展到三维立体空间的图像匹配方法;总结了阵列距离信息在目标检测识别中的应用价值。通过面向光电目标检测跟踪的距离信息处理方法的分析研究,为融合距离信息的光电图像目标尺度分析、图像匹配以及目标种类辨识提供了理论依据。     

基于猴王遗传算法的演化硬件

演化硬件作为新的硬件载体,具有自组织、自适应、自修复的能力。本文设计了一种由查找表(LUT)和D触发器构成的基本演化硬件单元,能够满足组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计要求。同时设计了兼容组合逻辑电路和时序逻辑电路的适应度评估函数。利用该模型对基于遗传算法的演化硬件和基于猴王遗传算法的演化硬件参数进行了优化设计。分析表明遗传算法的变异概率 取值应在0~0.01之间,交叉概率对算法的性能影响可以忽略;猴王遗传算法的保留概率 取值应在0~0.85之间,变异概率 应在0~0.01之间。对比分析了遗传算法和猴王遗传算法的性能：基于猴王遗传算法演化硬件的运算量只有基于遗传算法演化硬件的1/4,且能得到更接近目标电路的电路结构。     

一种基于FPGA的图像观瞄系统消像旋设计

针对现代武器观瞄系统显示图像旋转干扰操作手瞄准的问题,提出了一种基于FPGA的消像旋设计方案。该方案根据从平台姿态传感器获得的旋转姿态信息,对显示图像进行反向旋转,从而消除显示图像的旋转,方便操作手瞄准。该方案同时扩展了无极变焦功能,解决了操杆与显示分辨力不一致的问题,提高了武器观瞄系统的瞄准精确度。     

实时多波门图像归一化相关算法的设计与实现

大模板、多波门的相关算法在图像信噪比低、重复模式较多的情况下具有稳定性好、解算精度高的优点,因此其在视场运动分析应用中倍受关注。本文针对大模板、多波门相关运算实时性的问题,提出了一种并行流水运算结构。该结构能够完成对ITU656数字视频码流进行32×32的模板实时归一化相关运算,依据当前码流在图像中的位置信息,实时切换模板,实现多波门搜索。实验结果表明,该结构相关运算仅延迟1.04μs,有效地解决了运算实时性问题。     

适合光纤通信的一种准循环LDPC编码器的实现

针对光纤通信系统中对传输速率和误码率要求的不断提高,研究了一种具有特殊结构的、适合光纤通信中高速率实现的低密度奇偶校验码(LDPC)。仿真结果表明,该LDPC码与RS(255,239)编码方式相比,可以获得约2dB的编码增益。同时,针对该LDPC码的准循环结构,该编码器结构可以有效地降低编码复杂度,并在编码实现方面采用流水线并行结构保证编码的实时性。该编码器结构已在现场可编程门阵列(FPGA)上得到了验证。实验结果表明,采用Stratix GX片内集成的高速发送端口,在单片FPGA上完成了整个编码系统的设计,该编码系统可以2.4Gbps的编码速率稳定工作。     

基于忆阻器边缘计算的图像分类电路设计

针对边缘智能设备低功耗、轻算力的要求,采用新型存算一体器件—–忆阻器作为基础电路元件,设计低功耗图像识别电路.该电路采用多个忆阻卷积层和忆阻全连接网络串联的方式,获得较高的识别精度.为了减小忆阻卷积层计算所需的忆阻交叉阵列的行尺寸与列尺寸的不平衡,同时降低输入电压方向电路的功耗,将输入电压反相器置于忆阻交叉阵列之后.所设计电路可以将完成忆阻卷积网络运算所需的忆阻交叉阵列的行大小从2M+1减少至M+1,同时将单个卷积核计算所需的反相器的数量降至1,大幅度降低忆阻卷积网络的体积和功耗.利用数学近似,将BN层和dropout层计算合并到CNN层中,减小网络层数同时降低电路的功耗.通过在CIFAR-10数据集上的实验表明,所设计电路可以有效地对图像进行分类,同时具备推理速度快(136 ns)和功耗低的优点(单个神经元功耗小于3.5 uW).     

融合摄像机位姿信息的模板匹配跟踪算法

针对图像制导目标跟踪系统在跟踪过程中,由于图像旋转、成像视角和目标尺度的变化带来的跟踪漂移问题,提出一种利用摄像机的位姿信息的匹配模板校正和更新方法。根据摄像机与目标的相对位姿信息,建立目标透视成像模型以及不同摄像机位姿情况下的模板校正方程;将校正方程分解为实时图像旋转和模板仿射变换两部分减小模板变换的误差;通过设计与相关系数和距离信息相关的模板更新策略达到适应跟踪系统逐渐接近目标过程中目标的变化。采用基于视景仿真软件Vega Prime产生的模拟飞行视频对算法进行了验证。实验表明所提算法能够适应图像制导跟踪系统在跟踪过程中目标尺度、成像视角以及图像旋转的变化,减小跟踪漂移。