基于路网的GPS轨迹在线压缩方法

在传统的GPS轨迹压缩中,其压缩的结果与原始轨迹差别较大,在压缩过程中不同程度的忽略了轨迹点的速度信息、方向信息以及轨迹的形状,在本文中,在保证压缩率的前提下将保存速度、方向、轨迹形状等GPS轨迹特征信息,作为重点研究的问题.本文算法基于路网信息、OW(Opening Window,开放窗口)算法、关键点法以及停留点法之上提出了一种能够保存GPS轨迹时空特性的在线压缩算法.实验结果表明,该压缩算法较现有的压缩算法在保证压缩率的前提下,在保留轨迹时空特性的基础上有所改进.     

基于综合时空特性的混合式轨迹压缩算法

针对车辆全球卫星定位系统(GPS)中如何降低轨迹数据存储空间,提高数据分析及传送速度等问题,提出一种基于综合时空特性的混合式轨迹压缩算法.该算法一方面采用了新的综合时空特性的在线轨迹压缩策略,利用GPS数据的位置信息、时间信息、方向角、速度信息进行轨迹特征点的综合判断,以更准确地选取特征点;另一方面,采用了在线与批处理相结合的混合式轨迹压缩策略,定时采用道格拉斯批量压缩算法对在线压缩的轨迹集进行二次压缩,以提高轨迹的压缩效率.实验结果表明,较现有的时空特性压缩算法,新的综合时空特性在线轨迹压缩策略虽然在压缩率上略有下降,但压缩误差有显著减小.进一步采用混合式压缩策略后,通过选取适当的批处理时间周期,所提算法在压缩率和压缩误差上较现有的时空特性算法均有所改进.     

一种距离误差可控的DPTS-SP-Prac改进算法

移动对象的GPS轨迹常被应用于各种基于位置服务的应用当中,由于原始的轨迹包含的数据量较大,在使用这些数据前通常要进行轨迹压缩操作。相比于传统的基于位置保持的轨迹压缩算法,基于方向保持的DPTS-SP-Prac算法由于考虑到了轨迹的方向信息,因此该算法有着更广泛的应用范围。为了进一步提高DPTSSP-Prac算法的可用性,提出一种距离误差可控的DPTS-SP-Prac改进算法。该算法不仅能够捕捉轨迹的方向信息,还具有距离误差可控的优势,能够实现更加精确的轨迹压缩。真实轨迹数据集下的实验结果表明,改进的算法有效地降低了轨迹压缩的距离误差,提高了算法的可用性。     

一种加入时间维的船舶轨迹高效离线压缩算法研究

全球船舶轨迹大数据加工的一个重要步骤是对船舶轨迹进行压缩。以经典船舶轨迹离线压缩算法思路为基础,探讨了传统算法在压缩效果和压缩效率方面存在的问题。例如,经典Douglas-Peucker压缩算法没有考虑时间维,导致压缩后的数据对船舶的速度与航行状态信息的保留效果不佳。但是,动态Douglas-Peucker算法虽然考虑了时间维,却因此增加了计算量,导致压缩效率不高。在上述算法的基础上,将考虑时间维的轨迹压缩算法对应到向量空间中,利用向量的内积、外积的几何性质,对算法压缩效率和效果进行了改善,并提出了快速Douglas-Peucker算法。经过实验验证,该算法较经典算法效率提高了约30%以上,压缩效果比已有算法更优。     

自适应参数的轨迹压缩算法

随着轨迹数据量的急剧增长,数据规模变得越来越庞大、复杂,给数据的存储、传输和分析带来了一系列的难题,迫切需要对移动对象的轨迹数据进行有效地压缩。现有的轨迹数据压缩算法大都是基于固定压缩阈值,来判定轨迹点是否被保留,在算法执行过程中,用户难以确定压缩阈值。针对现有轨迹数据压缩算法压缩阈值难以确定的缺点,本文提出了自适应参数的轨迹压缩算法。该算法根据用户期望达到的压缩效果,按照优先保证压缩比的策略,在保证压缩效率和压缩效果的情况下,帮助用户自动确定压缩阈值,从而避免了用户需要根据自己的经验,进行反复实验来得到理想压缩阈值的过程。实验结果表明,本文提出的算法都具有较高的压缩效率和较好的压缩效果。     

基于动态阈值分块算法的屏幕图象压缩技术

计算机屏幕图象压缩一直是屏幕共享技术中的关键问题,而现有算法一般是直接应用传统的RLE,LZW或JPEG算法,但由于这几种算法在对计算机屏幕图象进行压缩时,均无法兼顾恢复质量与压缩比的要求.为此提出了一种基于动态阈值分块的高效压缩算法,该算法首先将屏幕图象按照某种规则划分为纯色块、文字块、图标块和图象块4种特征块,然后针对特征块特点采用相应的压缩算法,以保证压缩算法在恢复质量与压缩比上能同时达到最佳.实验结果表明,该算法图象恢复质量较好,压缩比较大,压缩速度较快,整体性能优于当前现有的屏幕压缩算法,具有广泛的应用前景.     

一种WiMAX系统PMP网络自适应ROHC压缩算法

为合理利用WiMAX系统PMP(Point to Multi-Point)网络的无线资源,提出一种自适应ROHC(Robust Header Compression)压缩算法.算法首先基于状态划分无线信道,然后结合解压缩端反馈的信噪比SNR,利用压缩端当前采用的调制方式计算BER,判断当前信道所处状态,最后根据鲁棒性和压缩率,调整W-LSB编码时的合适窗口大小,实现自适应压缩的目的.仿真结果表明,提出的算法在压缩性能和鲁棒性能上达到了满意的效果.     

路网感知的在线轨迹压缩方法

随着定位技术的高速发展,定位传感器被广泛地应用于智能手机、车载导航等各种移动设备中,用于采集移动对象位置数据并将数据上传至服务器.该技术的应用方便了位置跟踪、预测和分析,同时也带来了轨迹数据量大、数据冗余、传输和存储代价高等问题.轨迹压缩技术即是针对该问题而提出的,它通过保留关键轨迹点和去除冗余轨迹点信息,降低了轨迹数据的传输和存储开销.本文分析了近年来轨迹压缩领域的国内外研究进展,针对现有研究工作的不足,提出了一种路网感知的在线轨迹压缩方法,包括针对轨迹压缩的距离有界的隐马尔科夫地图匹配算法和误差有界的高效轨迹压缩算法等,并实现了该方法的原型系统（ROADER）.基于真实数据集的实验证明,该系统在压缩率、误差和执行时间等方面均显著优于同类算法.     

自适应的无损数据压缩算法

传统的无损压缩算法都是以追求更高的压缩率为目的,无法适应网络传输对压缩算法压缩性能的需求变化。该文提出了一种自适应可调节压缩率的压缩算法,根据参数实时调节压缩算法的压缩率,以满足不同情况对压缩性能的要求。实验证明在远程传输环境下该算法比传统的压缩算法具有更高的传输效率。     

基于三维空间面积划分的轨迹相似性度量算法

针对大部分轨迹相似性度量算法无法区分方向相反轨迹的问题,提出了一种基于三维空间面积划分的三维三角分割（3TD）算法。首先,按照3TD算法的时间转换规则将轨迹集的绝对时间序列转变为相对时间序列;然后,在由经度、纬度以及时间三要素构成的三维空间坐标系中,通过划分规则将轨迹间面积分割成若干互不重叠的三角形,累加三角形面积并计算轨迹相似度;最后,在从船舶自动识别系统（AIS）收集的随机采样轨迹数据集上,与最长公共子序列（LCSS）算法和三角分割（TD）算法等进行了对比实验。实验结果表明：3TD算法对实验数据集中异向轨迹识别精确度达到100%;同时该算法面对海量数据集以及轨迹点部分缺失的数据集时,也能维持准确的度量结果以及较高的运算效率,能更好地适应异向轨迹相似度量工作。     

基于偏移量计算的在线GPS轨迹数据压缩

针对现有基于偏移量计算的在线GPS轨迹数据压缩算法不能有效评估关键点的问题,提出基于偏移量计算的在线GPS轨迹数据压缩算法--关键点前继修正算法（KPFA）。该算法通过计算同步欧式距离（SED）累积偏移量来发现轨迹点中信息量较大的关键点,同时设置阈值对关键点之前和上一个关键点之后的轨迹点进行修正,更好地保留轨迹信息。实验结果表明,和按时间比例的开窗算法（OPW-TR）及启发式空间质量简化算法的改进算法（SQUISH-E）相比,压缩率相同时KPFA的平均SED误差最小,并且运行时间最快且维持在100 000 ms。KPFA算法对轨迹点的信息量评估准确度更高,运行时间更稳定。     

基于运动状态改变的在线全球定位系统轨迹数据压缩

针对基于偏移量计算的轨迹数据压缩算法中对于关键点的评估不足以及基于在线轨迹数据压缩算法中累积误差和对偏移量考虑不足的问题,提出一种基于运动状态改变的在线全球定位系统(GPS)轨迹数据压缩算法——限定同步欧氏距离(SED)的阈值结合算法(SLTA)。该算法通过轨迹点的转向角度大小和速度变化大小来评估轨迹点信息量的大小;同时用SED限制点的偏移量,以达到较好的信息保留度。实验结果表明,SLTA的轨迹压缩率能够达到50%左右,与阈值结合算法(TA)相比,SLTA的平均SED误差(5 m以内)可以忽略不计;相对于基于偏移量计算的轨迹数据压缩算法,SLTA的平均角度误差最小(1.5°~2.3°),运行时间最稳定。SLTA能够稳定有效地进行在线GPS轨迹数据压缩。     

基于密度核心的出租车载客轨迹聚类算法

目前常见的轨迹聚类大多基于OPTICS、DBSCAN和K-means等算法,但这些聚类方法的时间复杂度随着轨迹数量的增加会大幅上升。针对该问题,提出一种基于密度核心的轨迹聚类算法。通过引入密度核心的概念,设计轨迹密度计算函数以获取聚类簇的致密核心轨迹,同时利用出租车载客轨迹自身的方向和速度等属性提取轨迹特征点,减少轨迹数据量。在此基础上,根据聚类簇中致密核心轨迹与参与聚类轨迹的相似度距离判断轨迹的匹配程度,进而聚合相似轨迹,并将聚类结果储存在聚类节点中。实验结果表明,与TRACLUS和OPTICS聚类算法相比,该算法能够得到更准确的聚类效果,并且时间效率更高。     

三焦点张量重投影视频稳像算法

目的 目前,特征点轨迹稳像算法无法兼顾轨迹长度、鲁棒性及轨迹利用率,因此容易造成该类算法的视频稳像结果扭曲失真或者局部不稳。针对此问题,提出基于三焦点张量重投影的特征点轨迹稳像算法。方法 利用三焦点张量构建长虚拟轨迹,通过平滑虚拟轨迹定义稳定视图,然后利用三焦点张量将实特征点重投影到稳定视图,以此实现实特征点轨迹的平滑,最后利用网格变形生成稳定帧。结果 对大量不同类型的视频进行稳像效果测试,并且与典型的特征点轨迹稳像算法以及商业软件进行稳像效果对比,其中包括基于轨迹增长的稳像算法、基于对极几何点转移的稳像算法以及商业软件Warp Stabilizer。本文算法的轨迹长度要求低、轨迹利用率高以及鲁棒性好,对于92%剧烈抖动的视频,稳像效果优于基于轨迹增长的稳像算法;对于93%缺乏长轨迹的视频以及71.4%存在滚动快门失真的视频,稳像效果优于Warp Stabilizer;而与基于对极几何点转移的稳像算法相比,退化情况更少,可避免摄像机阶段性静止、摄像机纯旋转等情况带来的算法失效问题。结论 本文算法对摄像机运动模式和场景深度限制少,不仅适宜处理缺少视差、场景结构非平面、滚动快门失真等常见的视频稳像问题,而且在摄像机摇头、运动模糊、剧烈抖动等长轨迹缺乏的情况下,依然能取得较好的稳像效果,但该算法的时间性能还有所不足。     

基于密集轨迹和光流二值化图的行为识别算法

针对改进的密集轨迹算法（improved dense trajectories,iDT）提取的轨迹数量较为庞大的问题,提出了一种轨迹滤除方法。密集采样兴趣点,利用光流图计算每个兴趣点下一帧的位置进而组成轨迹,对每帧光流图进行最大值归一化以及二值化,得到光流二值化图,以此反映该点的运动是否相对显著。利用光流二值化图统计轨迹上各点的有效性从而判断轨迹是否满足有效条件,并将不满足条件的轨迹滤除,得到提纯的轨迹。为了验证算法的有效性,使用了行为识别领域的常用数据集KTH和UCF sports对算法进行验证,实验结果表明,该算法能在保证准确率的同时减少轨迹数量,并且计算量较小。     

基于自适应飞蛾扑火优化算法的三维路径规划

三维路径规划问题是在干扰环境下寻找出发点到目的地之间最优路径的组合优化问题。针对传统群智能算法在求解该问题时存在收敛精度低、易陷入局部最优等缺陷,提出了一种自适应飞蛾扑火优化算法对该问题进行优化求解。改进算法通过引入飞行方向动态调整策略和位置交叉策略,在动态调整飞蛾飞行方向的同时不断产生新个体,有效避免了算法陷入局部最优;通过自适应调整火焰的数量,在算法全局探索阶段增强了种群多样性,避免了早熟收敛。将自适应飞蛾扑火优化算法与其他群智能算法用于三维路径规划问题求解,实验结果表明,改进的自适应飞蛾扑火优化算法在所有算法中代价值最小,收敛速度最快,说明该算法在三维路径规划问题中具有更好的求解能力。     

基于分段的移动对象轨迹简化算法

GPS的高采样率使轨迹的数据规模巨大，在实际应用中难以处理，需要依赖轨迹简化算法对原始数据进行压缩。针对此问题，提出了一种新的基于速度分段的轨迹简化算法，即STS算法，在保留速度特征的同时保留了给定轨迹的时空特征。STS算法将速度值分组成若干间隔，将轨迹分割成速度保留段，计算各轨迹段的SED阈值，通过在每个子轨迹段上应用TD-TR算法导出简化的轨迹。通过真实的数据集进行广泛实验，验证所提出的算法比ATS算法具有更好的性能。