应用雾天退化模型的低照度图像增强

目的 针对目前低照度图像增强算法存在噪声敏感、易饱和等现象,提出了一种基于雾天退化模型的低照度图像间接增强算法。方法 首先将低照度图像反转成为拟雾图;拟雾图与真实雾天图像有所不同,一是通常具有大面积明亮区域,二是大气光值较高。对于大面积明亮区域,暗原色先验理论并不适用,不容易精确估计相应透射率,因此,提出利用卷积神经网络求解透射率的方法;又针对全局大气光值易出现饱和现象,提出使用局部大气光值代替全局大气光值,从而得到大气光图;之后,利用导向滤波对透射率图和大气光图进行修正;最后基于大气散射模型还原出无雾图像,再次反转无雾图像得到低照度图像的增强结果。结果 设计了3组实验,第1组实验为各算法的主观对照,第2组实验从客观指标上对各算法进行比较分析,第3组为实验透射率与大气光值的组合对照实验。结果表明,无论是与Retinex和MSRCR（multi-scale retinex with color restoration）为代表的直接增强算法比较,还是与基于He算法的间接增强等算法相比,本文算法在平均梯度、信息熵、峰值信噪比上均表现良好,且本文算法峰值信噪比平均比次优结果高了2.6 dB,相对应的方差较小,可以有效提高视觉效果,不仅有效提升了低照度图像的亮度,又避免了明显的颜色失真、曝光过度等现象。结论 通过定性及定量的实验结果表明,本文算法不仅提高了视觉效果,且场景适应能力较强,能很好地增强室内和室外的低照度图像,且本文算法运行时间中等,若结合cuda技术,还可用于监控视频的实时增强。     

雾天室外场景光照参数估计

在雾天情况下,雾对光线的散射使得室外场景的光照发生很大变化,太阳光和天空光的参数估计变得更为复杂.结合雾天情况下的大气散射模型,提出了室外场景的雾天基图像模型,并基于该模型提出了雾天室外场景图像光照参数估计算法.在已知场景基图像的条件下,利用迭代散射系数方法,优化求解雾浓度与场景深度图像,然后通过对去雾图像进行分解,获得最佳的去雾图像以及正确的光照分解系数.算法能够得到较为精确的雾浓度与场景深度图像.实验结果表明了算法的有效性.     

CUDA编程模型

在CUDA的架构中,GPU可视为一个计算设备,是主机或者CPU的协处理器,用于处理高度并行的计算。GPU(或者称为设备,device)均具备自己的存储器(device memory,设备内存),可以并行地运行许多线程。在CUDA程序中,并行计算的部分可以被分离到一个被称为kernel (内核)的函数。在设备上许多线程执行同一个kernel。     

雾天图像增强计算模型及算法

针对雾天图像退化程度与景深呈非线性关系的特点,提出一种自适应Retinex雾天图像增强算法,根据图像像素点所处的人类视觉区域反映出的雾的厚薄程度自动调整算法的参数取值。在此基础上,构建一种新的图像增强计算模型,将自适应Retinex增强算法与CLAHE增强算法的增强结果自适应地加权融合,使得增强结果能够同时保持色彩恒常性和亮度恒常性,实现对雾天图像的清晰化。主观观测和客观评价表明,本文方法比HE和MSR算法在雾天图像细节增强及色彩保持方面具有更好的效果。     

基于CUDA的细粒度并行计算模型研究

作为应用软件模型和计算机硬件之间的桥梁,编程模型在计算机领域的重要性不言而喻.但随着具备细粒度并行计算能力的图形处理器(GPU)进入主流市场,与之相适应的编程模型发展却相对滞后.Nvidia在GeForce 8系列显卡上推出的统一计算设备架构(CUDA)技术,使得通用计算图形处理单元(GPGPU)从图形硬件流水线和高级绘制语言中解放出来,开发人员无须掌握图形学编程方法即可在单任务多数据模式(SIMD)下完成高性能并行计算.论文从特性、组成和并行架构等几个方面对CUDA并行计算模型进行了研究,充分表明基于GPU进行高性能并行计算,是适应目前大规模计算需求的一个重要发展途径.     

雾天视频图像增强与运动目标跟踪模型及方法

关于视频图像多目标检测优化问题,针对雾天视频图像目标特征和背景不断地变化,雾天图像的退化程度跟场景深度成非线性关系的问题,提出用于准确完成雾天运动目标检测的实时背景建模框架的图像清晰化方法,并创建一种新的具有增量集成学习能力的目标跟踪计算模型和相应的方法,以适应跟踪过程中目标特征和背景的不断变化,构建一种具有增量学习能力的稳健的目标跟踪算法,改进方法有效地解决了雾天条件下运动目标跟踪的稳健性.     

雾天船舶通航最优限速模型的研究与仿真

研究雾天船舶通航的最优限速问题.在雾天的时候,船舶通航面临着水流速度、驾驶员视距、驾驶员经验、以及船舶制动效果等因素的影响.上述问题具有很强的突发性和非线性.使得传统的船舶疏导模型受到非线性的影响无法获得最优解.导致雾天船舶调度的效率不高.为此,提出一种雾天船舶通航最优限速模型,以船舶突然进入雾区采取制动后的船舶运动状态为研究对象,构建了雾情限速模型,得出不同能见度下船舶间的安全距离和控制的安全速度.实验表明,优化后的模型提高雾天里三峡航道通行能力起到较好的作用,提高了通航能力.     

基于CUDA的高效IDEA加密算法设计与实现

为了实现一个高效的加密算法,本文充分利用图形处理器(GPU)的并行处理能力,提出基于CUDA实现IDEA加密算法的方法,对该方法的设计和实现进行详细的阐述,并通过实验与传统的基于CPU的实现方法进行性能比较,基于CUDA的IDEA实现速度上远远高于基于CPU的实现.     

基于CUDA的并行布谷鸟搜索算法设计与实现

布谷鸟搜索（cuckoo search,CS）算法是近几年发展起来的智能元启发式算法,已经被成功应用于多种优化问题中。针对CS算法在求解大数据、大规模复杂问题时,计算时间过长的问题,提出了一种基于统一计算设备架构（compute unified device architecture,CUDA）的并行布谷鸟搜索算法。该算法的并行实现采用任务并行与数据并行相结合的方式,利用图形处理器（graphic processing unit,GPU）线程块与线程分别映射布谷鸟个体与个体的每一维数据,并行实现CS算法中的鸟巢位置更新、个体适应度评估、鸟巢重建、寻找最优个体操作。整个CS算法的寻优迭代过程完全通过GPU实现,降低了算法计算过程中CPU与GPU的通信开销。对4个经典基准测试函数进行了仿真实验,结果表明,相比标准CS算法,基于CUDA架构的并行CS算法在求解收敛性一致的前提下,在求解速度上获得了高达110倍的计算加速比。     

模型参数估计的一类混合策略

合理融合遗传算法的并行搜索结构和模拟退火的可控性概率突跳特性,构造了一类高效的混合优化策略,并用于多种类型模型的参数估计,对典型问题的仿真结果验证了混合策略的有效性。     

图形处理器CUDA编程模型的应用研究

由于图形处理器(GPU)最近几年的快速发展,基于 GPU 的通用计算已经成为一个新的研究领域.通过对nVIDIA 公司最新的通用计算 GPU 编程模型-CUDA 的研究,阐明了 CUDA 应用程序的结构和它本身特征,讨论和分析了 CUDA 编程方法与普通 CPU 编程的差别,并以 H.264 数字视频编解码中,以消除宏块边界锯齿为主要目的的去块滤波模块为实例.详细描述了 CUDA 编程的方法和特点,最后通过与 CPU 编程实现的去块滤波模块的性能比较,揭示了 CUDA 在计算能力上的优势,为进一步优化编解码器性能和 GPU 通用计算提供了新的方法和思路.     

连续Hammerstein模型参数估计方法

本文提出一种辨识连续Hammerstein模型参数的方法,该方法利用不同幅值的M周期序列作为系统的输入,通过DFT变换,离析出线性子系统的连续模型,并由频域辨识法及时域辨识法直接估计出连续模型的参数和非线性特性的系数。数字仿真结果表明本算法是可行且有效的。     

非线性系统模型参数估计的算法模型

针对非线性系统模型的多样性,提出了适用于多种非线性模型的基于粒子群优化算法的参数估计方法。计算结果表明,粒子群优化算法是非线性系统模型参数估计的有效工具。     

潮汐河流水质的模型辨识与参数估计

本文设计统计系统辨识,其目的是利用水质参数的非平稳时间序列以及水力学参数的时间序列建立潮汐河流的水质动态模型.文章中推导了变系数的差分模型,并将变系数分解成时变和时不变两部分,以导出时不变的待辨识参数.然后通过对噪声性质的讨论,指出可以采用时间序列的分析方法,从而建立潮汐河流水质的动态模型,并应用Allen的PSS准则确定非线性的待估参数值.本文还提出了通过预报来修正非线性参数的一种方法.最后,通过实例计算,证实了本文方法是可行的.     

模型参数估计的一类混合策略

合理融合遗传算法的并行搜索结构和模拟退火的可控性概率突跳特性 ,构造了一类高效的混合优化策略 ,并用于多种类型模型的参数估计。对典型问题的仿真结果验证了混合策略的有效性     

连续Wiener模型参数估计方法

本文提出一种含随机干扰的连续 Wiener 模型参数估计的方法.该方法利用不同幅值的伪随机输入试验信号,离析出连续系统的线性子模型,用频域估计法得子模型的参数估值.再结合运用最小二乘法估计出 Wiener 模型的非线性特性系数.文中讨论了经过等效变换后的干扰信号与系统输出端原干扰信号的关系,相应地给出两个引理及其证明.仿真结果表明,该方法计算速度较快且参数估值精度较高.     

超临界机组非线性模型参数估计与平衡点分析

在现代控制理论的基础上,以超临界直流发电机组的机炉协调多变量受控系统为研究对象,借鉴系统辨识与机理建模方法,结合采集的主要过程参数给出一种600MW超临界机组协调受控对象的非线性数学模型,并对其平衡点进行计算分析与仿真研究,证明其非线性数学模型的合理性,为超临界直流炉机组的研究提供一种参考方案.