基于光流场理论测量物体变形相位的新方法

基于光流场理论,提出一种由两幅条纹图像解调出 物体变形相位的新方法。首先根据光流场理论,获 得两帧连续图像之间的光流矢量场;然后运用双幅图像中初始图像的条纹频率与矢量场进行 计算,获得 物体的全场变形相位分布。模拟结果和实 验结果表明,本文算法将直观的运动矢量场和变形相位的提取相联系,能够解调出物体变形 相位信息, 不需要相位解包络运算,过程简单方便,并且在条纹越密集处提取的变形相位信息越准确。 本文方法为计算 物体全场变形相位分布和动态测量提供了新的途径。     

一种基于改进块匹配算法的运动车辆检测

针对传统块匹配算法计算量大、光照变化较敏感和实时性差的缺陷,本文对块匹配算法进行了相关研究,提出了改进算法。首先把两幅彩色图像转化为灰度图像,并通过概率松弛标记算法获得边缘图像,计算相邻两幅图像的差分图像得到运动区域,然后将差分图像与边缘检测图像相与得到运动区域的边缘信息,再进行匹配得到位移矢量场并对其进行矢量中值滤波,最后通过顺序区域增长将运动车辆分割出来。实验结果表明:本文方法相对于传统方法平均检测时间降低约58ms,而平均检测率提高了约6.7%。这种算法鲁棒性强、实时性好。     

强对流临近预报业务平台的设计研制及应用

本文介绍了哈尔滨机场基于多普勒天气雷达、进行雷达回波自动外推的强对流临近预报业务平台。该业务平台充分利用多普勒天气雷达、局域网络等设备资源,采用交叉相关算法,通过分析回波在连续时次的空间最优相关,计算回波的移动矢量特征,根据移动矢量特征推算回波未来0-1h位置和形状,进而发布强对流临近预报预警。经应用表明,该平台外推的回波图像与实际状况接近,对雷雨季节开展航空气象服务工作具有较高的应用价值。     

时域积分方程MOT算法的推迟位时间卷积数值积分新方法

通过变量代换平滑三角形上推迟位（标量位函数和矢量位函数）并消除推迟矢量位旋度的奇异性,使得采用数值积分法就能够精确快速地计算任意正则时间基函数与推迟位函数及推迟矢量位旋度之间的时间卷积运算,可用于基于任意类型时间基函数的时域电场、时域磁场及其混合场积分方程时间步进（MOT ）算法。与时间卷积运算的解析法对比分析表明,该时间卷积数值积分方法能够精确快速地计算基于任意类型时间基函数和不同时间步长条件下时域积分方程MOT算法的阻抗矩阵元素;而具体的计算实例也表明,阻抗矩阵的精确计算显著地提升了时域积分方程MOT算法的后时稳定性和求解精度。     

基于灰度投影的快速电子稳像算法

提出的基于灰度投影的快速电子稳像算法是将两维图像转化为一维投影曲线,然后进行一维相关运算求出运动矢量,因此计算量小速度快,且算法是对灰度图像进行直接处理,处理的信息反映了图像的整体特征并有效地抑制了噪声,因此具有较高的稳像精度.该算法经试验证明具有较好的稳像效果,并已进行了基于FPGA的硬件实现.     

实现图像稳定的快速算法

从舰载光电系统的图像稳定的要求出发,介绍了稳像技术的种类;分析了电子稳像的原理、算法。提出一种新算法,实现了电子图像稳定。该算法利用最小均方误差和块间运动矢量的空间相关性作为匹配函数,采用四步搜索法计算运动矢量,并和全搜索算法得到的运动矢量进行比较。实验表明,该算法能较好地实现图像序列的稳定。     

图像视觉条状纹理矢量方向场检测技术

方向场是条纹图像的重要特征量。本文提出了条纹图像矢量方向场模型，相比于通常的标量方向场，更符合方向的角度特性，并能通过矢量的模携带方向估计的锐度系数，使得对方向场的运算具有加权特性。同时，在矢量方向场的检测中，提出基元检测的概念。实验表明，通过建立矢量方向场，能够更准确地描述条纹图像的方向特征，并且有利于图像的后续处理。     

基于CUDA架构的混合测向算法研究

采用数字波束形成算法与合成导向矢量算法相结合的测高算法,提高了测角精度和测角速率。另外,为了进一步满足系统实时性要求,提出采用基于计算统一设备架构为平台完成雷达测角的方案,该方案利用并行计算平台和异构编程模型,首先在通用处理计算机上用CPU完成预处理,并控制信号处理的任务调度和负载分配,图形处理器实现数字波束形成算法和合成导向矢量算法,并与CPU进行比较。实验结果表明,利用计算统一设备架构技术实现的测高算法取得了比CPU算法更高的运算效率。     

创新的高效方向性菱形-弧形快速块匹配运动估计算法

针对传统运动估计算法的缺点,本文提出了一种采用弧形、小十字、大菱形模板进行快速块匹配运动估计的新算法.该算法(NOADS)充分利用序列图像中运动矢量场中心偏置分布特性,使用小十字模板,进一步搜索根据情况自适应调整扩展为水平菱形或是垂直菱形模板,处理中心区域小运动矢量和静止运动矢量的搜索.使用大菱形-弧形模板处理大运动矢量的搜索.实验结果表明NOADS有效减少了搜索点数,提高了搜索速度,能同时适应于小运动块和大运动块的搜索,速度上比DS提高约20%,比3SS提高30% ～60%.     

基于MRF的自适应帧差运动目标检测

为克服传统的运动目标检测算法容易受到显露遮挡,空洞以及噪声现象的影响,构造了一种基于MRF的自适应帧差运动目标检测算法。采用最大类间方差法自适应确定序列图像的初始标记场;通过帧差及“与”运算处理,消除伪运动信息;结合马尔可夫随机场理论构建了自适应马尔可夫随机场模型系统能量函数;并利用迭代条件模式算法完成标记场的优化过程,准确的提取出运动目标。实验结果表明,该算法能够有效地实现运动目标检测,效果理想。     

基于CNN的机载气象雷达气象目标检测方法

机载气象雷达系统进行气象探测时易受到强地杂波的干扰,从而导致目标信息丢失。为准确检测地杂波中的气象目标,获取完整的目标信息,本文提出了一种基于卷积神经网络(Convolution Neural Networks, CNN)的机载气象雷达目标检测方法。该方法联合时域、多普勒域和俯仰维空域信息,将杂波相位对准指标、多普勒速度和干涉相位作为CNN的输入,并给出详细的网络结构。本文通过模拟雷达回波仿真产生训练集和测试集,并对所提网络进行训练和测试。仿真结果表明,与目前的气象目标检测方法相比,该方法具有较高的检测概率,而且在谱矩信息变化的情况下仍可维持较好的检测性能,具有很好的鲁棒性。此外,仿真结果表明CNN比传统的贝叶斯分类器和支持向量机等分类网络具有更好的分类性能。     

利用尺度空间下特征点进行匹配的电子稳像方法

在电子稳像过程中,获取准确的图像运动矢量是稳像的关键,而尺度不变特征转换（SIFT）算法可以较准确地提取运动矢量。为此给出了一种基于尺度不变特征变换的特征提取和匹配的电子稳像方法。SIFT算法是一种在不同尺度空间下提取特征点的方法,该方法首先进行尺度空间极值点检测,然后对特征点定位,最后进行特征向量生成与匹配。实验结果表明,该方法具有多量性,提取特征点数较多且特征匹配点对具有较高的准确率,可以获取较理想的稳像效果。     

X波段双基站多普勒天气雷达系统设计

X波段双基站多普勒天气雷达系统是一种新型气象探测雷达系统，主要用于测量降雨回波的三维风场。根据x波段天气雷达的功能要求及设备组成特点，采用波导缝隙天线及GPS系统解决了空间、相位、时间的三大同步问题，具有结构简单、价格低廉、工作可靠、灵敏度高等特点。还分析了确定系统性能指标的算法，并给出了基于GPs的具体工程实施方法，该系统有很好的推广价值。     

基于改进的level set方法的雷达图像跟踪

对多普勒雷达图像中的风暴进行准确的识别和跟踪,是下一步进行天气预报的前提.目前雷达图像的主要跟踪方法是进行相邻时刻图像中风暴的匹配,这些匹配方法会产生一定的误差,特别是在风暴分裂与合并的时候.基于这一问题,将一种改进的level set方法用于雷达图像中风暴的跟踪.首先在第一幅雷达图像中识别出风暴的初始轮廓,利用改进的...     

基于数据链的空战目标运动参数的转换

为了解决多机协同空战中数据链延时对空战态势判断带来的影响,本文应用了一种极坐标系下的卡尔曼滤波算法,对数据链的传输延时误差进行补偿,并在此基础上进行目标运动参数的转换,计算工程技术人员感兴趣但机载测量设备无法测量的目标信息,比如目标进入角。仿真结果表明,该算法对数据链延时的补偿误差较小,并能对数据链提供的目标数据进行比较精确的处理。     

B／S模式雷达远程监控系统设计

X波段小型天气雷达在防雹,人工增雨以及短时天气预报中起着重要作用,冰雹强度、位置信息以及雨量信息可以从雷达的回波图像中解析得到。针对雷达运行系统的网络化控制需求,这里以ASP．NET为开发平台,结合Windows Server2003自带的Internet信息服务器（IIS）,使用SVG显示技术完成了基于Web的B／S模式的雷达远程实时监控系统的设计。实践结果表明,该雷达监控系统具有较好的交互性、扩展性和实时性。     

基于全卷积网络的遥感图像自动云检测

气象卫星图像云检测是气象预报领域中的一项重要任务。包含降水预测,气象灾害预测在内的若干气象预报任务都依赖精确的云检测结果。依据气象卫星遥感图像数据,本文提出了一种基于全卷积网络模型的遥感图像云分割算法,实现了高分辨率、大尺度、多通道遥感图像的云分割。我们的算法包含: 1)图像分块;2)块状图像分割;3)分割图像拼接三个主要步骤,实现了像素级精度的云分割。相比传统算法,我们的算法不依赖人工经验,完全由数据驱动,并在极端数据情形下具有更好的鲁棒性。测试数据结果显示,我们的算法能够满足气象预报的需要,且具有商业应用的潜力。      

一种基于阵风锋时空变化特征的大风识别算法研究

本文根据易引发大风的阵风锋在天气雷达反射率因子图像空间上呈现高度较低、形态呈弧线结构和时间上具有移动特点这3个特征，在低仰角反射率因子、时间差分反射率因子、空间差分反射率因子这3种不同反射率因子图像上，采用模板匹配技术分别对其进行阵风锋图像特征匹配分值处理。融合3种特征匹配结果后，采用区域增长法提取阵风锋弧线图像结构，排除虚假图像。在处理3种得分值结果的过程中，同时采用了风暴抑制模板和放射状回波抑制模板技术来降低非阵风锋回波得分值。结果表明，算法能够有效识别易引发大风的阵风锋图像特征，且识别结果与原阵风锋位置和形状较为一致。本文所设计的阵风锋模板匹配技术为能准确地监测和预警阵风锋灾害性天气过程提供多一种可能。     

符合人眼视觉特征的H.263编码方案

在研究视觉阈值效应和视觉掩盖效应的基础上,提出了一个符合人眼视觉特征的失真判断准则,并将其应用到Ｈ．２６３视频编码中,以达到提高编码速度的目的。实验结果表明,这种基于人眼视觉特性的失真判断方法能在保证恢复图像主观质量和压缩效率的前提下,有效地提高编码速率。     

气象雷达风电场杂波抑制的匹配追踪算法

风电场作为一种高大运动障碍物会导致气象雷达产生探测盲区,并影响气象目标参数估计算法的稳健性,风电场杂波抑制对于提高气象雷达气象预报准确性,降低风电场选址要求等具有重要意义。本文首先将传统匹配追踪算法应用于扫描模式的气象雷达风电场杂波抑制中,同时针对传统匹配追踪算法运算效率较低问题,利用雷达与风轮机位置等先验信息,基于白塞尔大地主题反解估计雷达与目标方位角等相关参数,只对雷达扫描到目标区域的数据进行处理,从而在保证算法性能的基础上,有效地减少了运算量,提高运算效率,即同样条件下运行时间降低到原来的3%左右。