基于Himawari-8静止卫星多通道资料的重庆地区短时强降水反演研究

收集了2021年重庆地区8次区域性暴雨天气过程中地面降水强度大于等于20 mm/h的数据,匹配了相应时间空间范围的Himawari-8静止气象卫星多通道资料,建立了降水强度与辐射特征一一对应的数据集。在此基础上采用单位特征空间归类分析法,选择0.64 μm、1.6 μm、3.9 μm、6.2 μm、7.3 μm、10.4 μm等多个通道组成二维光谱空间,反演了强降水像素点的分布范围和集群特征,并基于反演结果开展了重庆地区短时强降水识别研究。提出了一种基于卫星多通道资料的强降水落区阈值判识方案,并利用该方案对2021~2022年重庆地区的16个强对流天气个例进行了检验。结果表明,该方案能够实现全天24 h、逐10 min的强降水落区连续动态监测,整点及整点前10 min、前30 min的卫星资料对降水落区的反演准确率达到70%~80%。     

基于Python语言的Himawari-8资料在沙尘暴 移动轨迹分析中的作用研究

近年来,沙尘暴给我国北方人民生活生产造成了非常大的负面影响,这引起了研究人员和公众的注意。针对沙尘暴,国内外许多学者使用了不同的方法,现在使用卫星对沙尘暴进行监控成为主流,并且使用卫星资料对发生过的沙尘事件进行了研究,其中,使用较多的是Himawari-8卫星资料。文章采用Python语言解析Himawari-8的L1资料,通过选定亮温通道生成批量沙尘产品图,观察沙尘暴移动轨迹更直观便利。     

Himawari-8气溶胶变分同化对PM2.5污染模拟的改进

利用地球静止轨道卫星Himawari-8 气溶胶光学厚度 (AOD) 产品能够估算空间覆盖范围广、时间分辨率高的 近地表 PM2.5 浓度。基于三维变分同化系统将AOD估算得到的 PM2.5 资料同化进入WRF-Chem大气化学模式中, 通过 控制实验与同化实验的对比与分析, 探讨了AOD估算得到的PM2.5资料同化对 PM2.5 污染模拟的改进作用。实验结果 表明： (1) AOD估算得到的 PM2.5 资料同化能够改进 PM2.5 污染模拟效果;(2) PM2.5 污染模拟改进效果存在时空差异。 此外, 与其他研究中使用AOD观测算子直接同化AOD的方法相比, 该方法的操作更加简单。     

基于改进小波阈值法的语音去噪算法

针对数字助听器在接收和处理过程中,容易受到背景噪声干扰的问题,在传统小波阈值去噪的基础上提出了一种改进的阚值函数.该函数具有高阶连续可导,克服了传统小波阚值函数不可导的问题.利用该阈值函数对含噪语音的小波系数进行分帧实时阈值处理,以获得数字助听器中语音增强的效果.仿真结果表明:利用新阈值函数得到的语音去噪信号,其信噪比、均方误差和语音可懂度均优于其他非连续可导的阈值函数算法.     

一种基于TV模型的快速图像修复算法

在研究TV修复算法的基础上,提出了一种快速修复算法.利用图像梯度的大小与方向信息对损坏像素直接加权合成,同时按照待修复点邻域内已知像素的梯度方差确定修复次序.实验证明快速修复算法显著减小了运算时间,并且修复后图像纹理更加清晰,达到了较好效果.     

基于时域的视频去噪算法研究

论述了两种基于时域的视频去噪算法。首先介绍基于菱形运动估计的时域滤波,先进行菱形运动估计计算寻找最佳匹配块,之后在两个块之间进行均值滤波,整合匹配块输出滤波过的图像;其次介绍了BM3D视频去噪技术,详细地描述了BM3D去噪技术的去噪主要过程,分别解释了去噪过程中块匹配、三维变换域滤波、权值计算、重构四个主要步骤的原理与过程。最后通过实验,证明了这两种方法在去噪方面均能取得良好的效果。     

修正阈值的经验模态分解去噪算法研究

针对传统的经验模态分解(EMD)降噪方法容易丢失高频部分有用信号的不足,提出了一种修正阈值的EMD去噪方法。通过考察每个IMF的平滑度来判断其中噪声强度并以此修正用传统方法求得的阈值,再用修正的阈值对IMF进行阈值处理,实现对每个IMF的降噪,进而实现信号去噪的目的。在Matlab构造的超声信号的模型中分别添加3种不同强度的噪声模拟实际的噪声干扰,并进行去噪实验,结果表明修正阈值的EMD去噪方法对不同噪声环境下超声信号均有理想的去噪效果。     

基于查表法的非等步相移误差修正算法研究

在相移式轮廓测量（PMP）技术中，提出了一种基于查表法的相移校正算法，使传统的N步计算方法要以适用于任何相移值（非等步相移）的情况，从而降低了对相移器的精度要求。利用计算机传真技术验证了该修正算法的正确性。     

基于LabVIEW的小波去噪算法的研究

近年来,小波理论得到了迅速的发展。小波分析是目前国际公认的信号信息获取与处理领域的高新技术,是多学科关注的热点,是信号处理的前沿课题。由于小波变换具有低熵性、多分辨性、去相关性、选基灵活性等特性,使它成为在信号去噪领域内的有力工具。本文应用小波变换算法,并将其结合LabVIEW虚拟仪器开发平台、MATLAB中小波去噪工具箱的小波去噪函数进行仿真,用模拟信号验证了其去噪算法的有效性。     

基于改进阈值函数的小波域去噪算法的研究

在D.L.Dohono和I.M.Johnstone提出的多分辨分析小波阈值去噪算法的基础上,提出了一种新的阈值函数。与传统的硬阈值和软阈值比,此函数不仅易计算,且具有优越的数学特性和清晰的物理意义。试验结果表明,该方法可有效地去除白噪声干扰,无论在视觉效果还是在信噪比和均方误差定量指标上均明显优于常用的软、硬阈值及改进的软硬阈值折中算法,充分体现出小波阈值去噪方法的优越性。     

基于融合改进RANSAC光流法的无人机视觉SLAM研究

针对同时定位与建图(SLAM)中存在定位精度不足、匹配特征点误差累积和特征匹配时间较长,提出了一种融合改进RANSAC光流法的优化算法。该方法基于传统RANSAC算法,加入最小二乘法对模型进行迭代优化来估计最优模型,对光流法的误匹配点进行剔除,大量减少图像误匹配特征点;把融合改进后的RANSAC光流法与特征点通过卡尔曼滤波进行融合,最后使用改进后的算法在公开的EuRoC MAV数据集中进行SLAM定位精度实验。实验结果表明：该改进算法能够有效减小光流法特征匹配的误差,从而提高无人机视觉SLAM的定位精度。     

基于云模型的电力光纤通信线路安全评估

基于云模型提出了一种综合指标风险评估算法,并根据科学性和适用性、完备性和简要性、操作性和独立性等原则,确立了电力光纤通信线路的安全风险评估指标体系,对目标系统使用matlab建模仿真,进行了评估分析。     

深度学习光流计算技术研究进展

图像序列光流计算是图像处理与计算机视觉等领域的重要研究方向.随着深度学习技术的快速发展,以卷积神经网络为代表的深度学习理论与方法成为光流计算技术研究的热点.本文主要对深度学习光流计算技术研究进行综述,首先介绍了有监督学习、无监督学习和半监督学习的光流计算网络模型与训练策略,然后重点阐述并分析了不同网络模型优化方法.针对光流计算模型的评估问题,分别介绍了Middlebury、MPI-Sintel和KITTI等数据库及评价基准,并对不同类型深度学习和传统变分光流模型进行对比与分析.最后,总结了深度学习光流计算技术在模型复杂度与泛化性、光流估计鲁棒性、小样本训练准确性等方面的关键技术问题,并指出了可能的解决方案与研究思路.     

基于改进光流场模型的脑部多模医学图像配准

 基于光流场模型的配准其常亮假设的光流场约束要求待配准的源图像和目标图像具有一致的灰度,因而只适用于单模态图像之间的配准,为此使用基于排序的精确直方图规定化对脑部MR-PD图像进行模态变换,完成与MR-T2图像之间的灰度映射.由于此配准方法主要用来寻找时间序列图像中的细小形变,当待配准的两图像差异较大时就不能取得满意的配准效果,为此使用能反映图像结构的标记点构造附加的外力对光流场模型加以改进,以获得更理想的配准参数.实验证明,本文方法能够实现具有较大差异的脑部MR多模序列图像之间的准确配准.     

融合特征光流与角点特征的图像特征匹配算法研究

图像特征匹配是视觉里程计的重要环节,针对视觉图像序列特征点匹配中存在的匹配精度低问题,提出一种融合金字塔特征光流与角点特征的精确快速图像特征匹配算法。算法首先利用ORB(二进制定向简单描述符)算法快速提取图像特征点,然后融合金字塔Lucas-Kanade特征光流的追踪特性,使用局部特征窗口计算图像特征点位移矢量。接着针对图像特征的匹配对齐问题以及特征丢失问题,算法采用K最近邻半径搜索作为特征滤波器移除混淆的匹配,最后使用RANSAC(Random Sample Consensus)算法剔除冗余误匹配点对,提高匹配率。通过多组实验数据对比,该算法的图像特征匹配率可达到98%。对比传统的ORB特征匹配算法,该算法在实时性和图像特征匹配精度上均有显著提高。     

一种基于光流的GVF主动轮廓线模型在颈动脉超声动态图像序列边缘提取中的运用

颈动脉超声图像边缘的提取对冠状动脉疾病的诊断和治疗有着重要的意义。本文提出了一种针对颈动脉超声动态图像序列的边缘跟踪方法。根据前一帧图像的边界轮廓,通过计算当前帧与前一帧之间的光流场来预测当前帧图像的初始轮廓,再使用GVF主动轮廓线方法进行分割。然后依次处理图像序列的每一帧图像。实验证明,这种方法相对与独立的分割每帧图像更有效率,并且由于使用了光流来进行预测,具有很好的动态跟踪能力。     

基于内模的萃取釜溶剂流量控制系统研究

针对超临界萃取技术中的萃取釜溶剂流量补偿问题,常规的PID控制无法达到理想控制,将内模控制(IMC控制)应用到萃取釜CO₂流量补偿的控制过程中,可克服扰动不可测的现象,从而提高了CO₂流量补偿系统的稳定性。此外,使用Matlab/Simulink对IMC控制进行建模与仿真,其结果表明,内模控制可较好地控制流量补偿精度,作为该系统的控制器是可行的。     

基于有限元法对海底光缆抗锚害的研究

随着海底光缆敷设数量的增加,海底光缆的维护工作越来越紧迫。因船锚造成的海底光缆故障达到了海底光缆故障总数的80％以上,它已经成为海底光缆维护工作的重点。为了保证海底光缆的通信畅通,对海底光缆锚害的研究非常有必要。通过建克海底光缆的有限元模型,并进行船锚钩挂海底光缆的仿真,分析了海底光缆各组成部分的抗船锚钩挂能力。通过对比各类型海底光缆受到的应变,研究了海底光缆结构与抗船锚钩挂能力之间的关系,并得出了相关的结论。     

基于光流场分割和Canny边缘提取 融合算法的运动目标检测

在摄像机运动的情况下,提出了一种基于光流场分割和Canny边缘算子融合技术的运动目标检测方法.这种方法可分为三步:第一步利用运动的内极线约束和C-均值聚类算法完成目标区域的分割,并获得分割图;第二步在分割图中利用Canny边缘算子获得细化的目标区域边缘图;第三步根据光流场中的流速值完成分割图和边缘图的融合,并检测出完整的运动目标.实验表明,这种方法可以有效地从复杂自然场景的图像序列中检测出完整的运动目标.