基于二阶插值滤波的粒子滤波改进算法研究

粒子退化等问题严重制约了粒子滤波的工程应用,通过对粒子滤波的分析与总结,提出一种基于二阶插值滤波的粒子滤波改进算法,利用二阶插值滤波器计算出更优的重要性函数,从而有效抑制粒子滤波的退化,降低了计算量,通过对导弹再入时的非线性导航参数估计问题进行实例仿真分析,所得结果验证了该算法的有效性.     

随机加权粒子滤波

研究粒子滤波方法优化问题,粒子退化是传统粒子滤波存在的致命缺陷.由于粒子退化,导致滤波精度的明显下降.针对粒子退化问题,在研究随机加权估计和粒子滤波算法的基础上,提出了一种新的随机加权粒子滤波算法.算法通过对样本进行随机加权,克服了传统粒子滤波算法中的粒子退化问题,保证了粒子的多样性.仿真结果表明,在小子样条件下,随机加权粒子滤波比经典粒子滤波的精度高.在大样本下二者的性能相同.但随机加权粒子滤波不需要重采样,因而算法简单,计算量小,更适合非线性非高斯系统模型的滤波计算,可为实际应用提供参考.     

增强粒子滤波船舶组合导航算法

针对粒子滤波作为非线性/非高斯估计方法存在的粒子退化和贫化的问题,提出了一种基于集合卡尔曼滤波(Ensemble Kalman filter,EnKF)和马尔可夫蒙特卡罗(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)的增强粒子滤波算法。首先,使用EnKF分析代替先验密度对PF的建议密度进行定义,从而降低粒子退化的风险;其次,当发生粒子退化时,通过MCMC方法进行重采样,以增加粒子的多样性,从而降低了粒子贫化的可能性,提高滤波器的精度;最后,将提出的方法应用到GPS PPP/INS组合导航系统中,实验结果均表明,增强粒子滤波算法能提高估计精度,其性能优于标准粒子滤波。     

三维锥束重建中滤波器的设计

设计了几种用于CT三维锥束图像重建的滤波器,并将其对图像质量的影响进行了分析。CT是一种先进的成像技术,现已被应用于多个领域。CT图像重建算法多采用滤波反投影法,滤波是此方法的核心部分。本文介绍了三维锥束近似重建的基本原理,分析并设计了几种用于CT锥束图像重建的滤波器,并且通过投影数据的图像重建结果分析了不同滤波函数对断层图像重建质量的影响。实验结果证明：所设计的几种滤波器能较好的满足实际图像重建的要求。     

基于双通分离窗滤波算法的激光雷达数据预处理方法

地图创建是移动机器人领域一个基本且重要的方面;数据预处理环节是利用激光雷达建立环境地图的初始环节,由于环境及激光雷达自身的原因,测距数据中存在抖动和噪声,为了减弱抖动和噪声对于建立地图的影响,需要对测距数据进行滤波平滑;在分析了限幅滤波,算术平均滤波等常见的软件滤波算法之后,继而针对这几种算法的不足提出了利用TPSW进行激光雷达数据的预处理;然后通过实验对比测试了几种滤波算法对于激光雷达测距数据的滤波平滑效果,实验结果表明,经过双通分离窗滤波后,抖动和噪声的影响明显减弱,所提方法有效且可行,滤波平滑效果优于限幅滤波等方法。     

非高斯噪声中的粒子滤波算法研究

在非线性非高斯动态系统中,粒子滤波已成为解决系统参数估计和状态滤波的主流方法。然而,粒子退化是粒子滤波中不可避免的现象,粒子重采样是解决方法之一。本文针对粒子退化现象,在扩展卡尔曼滤波器的基础上研究了一种基于支持向量机粒子滤波算法,算法实现中扩展卡尔曼粒子滤波器结合支持向量机对当前时刻的重要性采样,再对粒子样本进行重采样。该算法能有效地利用量测值的最新信息,状态估计误差较小,同时避免了粒子匮乏。理论分析和仿真结果表明,新算法在双模噪声非线性系统估计的精度优于标准粒子滤波算法与扩展卡尔曼粒子滤波算法。     

一种新型的混合滤波器的设计与实现

对空间域的常用噪声滤波技术的不足进行了分析,提出了一种线性与非线性混合滤波算法。该算法充分结合了中值滤波器和均值滤波器的优点,比均值滤波器和中值滤波器具有更好的抑制噪声的能力,能较好地保持图像的边缘和几何结构细节。最后给出了几种滤波技术的滤波效果比较图,验证了文中提出的滤波新方法对椒盐噪声和高斯噪声的滤除能力。     

一种新型的混合滤波器的设计与实现

对空间域的常用噪声滤波技术的不足进行了分析,提出了一种线性与非线性混合滤波算法。该算法充分结合了中值滤波器和均值滤波器的优点,比均值滤波器和中值滤波器具有更好的抑制噪声的能力,能较好地保持图像的边缘和几何结构细节。最后给出了几种滤波技术的滤波效果比较图,验证了文中提出的滤波新方法对椒盐噪声和高斯噪声的滤除能力。     

图像噪声滤波的研究方法及进展

图像噪声滤波作为图像处理的前端,直接影响后续图像处理的各个环节。介绍的图像噪声滤波的方法主要有空间域去噪、变换域去噪及几种新兴的图像噪声滤波方法,在分析了各种算法优点和缺点的基础上,对图像降噪的最新研究方向进行了展望。     

基于人工鱼群优化的扩展卡尔曼粒子滤波算法

针对扩展卡尔曼粒子滤波算法中由于粒子退化和贫化而导致的滤波精度降低问题,提出了一种人工鱼群优化的扩展卡尔曼粒子滤波算法.通过人工鱼群优化算法中的觅食和聚群行为,对采样过程进行优化,使得粒子不断地朝高似然域移动来寻找最优位置,从而改善样本分布,加速样本集的收敛,缓解了退化现象;然后对重采样过程进行优化,以提升样本的多样性,从而克服了粒子样本贫化问题.实验结果表明,改进后算法提高了对系统状态的预估精度,更适合在对精度要求高的系统中进行滤波计算.     

基于二阶插值滤波的粒子滤波改进算法研究

粒子退化等问题严重制约了粒子滤波的工程应用.通过对粒子滤波的分析与总结,提出一种基于二阶插值滤波的粒子滤波改进算法.利用二阶插值滤波器计算出更优的重要性函数,从而有效抑制粒子滤波的退化,降低了计算量.通过对导弹再入时的非线性导航参数估计问题进行实例仿真分析,所得结果验证了该算法的有效性.

     

经典图像去噪算法比较

在图像处理过程中,噪声处理效果影响图像的后继分析处理质量。介绍了几种经典图像去噪方法算法的原理及各自的优缺点。通过仿真实验,对比几种方法去除高斯噪声和椒盐噪声的效果,结果显示均值滤波算法去除高斯噪声效果较好,而中值滤波算法去除椒盐噪声效果较好。     

图像中的高斯和脉冲混合噪声处理

通常情况下,受脉冲噪声污染的图像采用中值滤波法复原,受高斯噪声污染的图像采用均值滤波法复原.为了去除两者的混合噪声,Lee和Kassam提出了一种改进的均值滤波算法Modified Trimmed Mean(MTM),但是MTM的使用受到了阈值的限制.为了在滤除退化图像中混合噪声的同时能更好地保护图像细节,我们详细分析了MTM滤波的特点,在对MTM进行改进的同时,提出了一种改进的自适应中值滤波算法(统计滤波).该算法无需噪声的先验知识,利用Visual C++自动搜索阈值来实现图像的最佳复原.利用两种客观标准进行评价,实践证明新方法的处理结果优于传统的MTM方法.     

图像中的高斯和脉冲混合噪声处理

通常情况下,受脉冲噪声污染的图像采用中值滤波法复原,受高斯噪声污染的图像采用均值滤波法复原。为了去除两者的混合噪声,Lee和Kassam提出了一种改进的均值滤波算法ModifiedTrimmedMean(MTM),但是MTM的使用受到了阈值的限制。为了在滤除退化图像中混合噪声的同时能更好地保护图像细节,我们详细分析了MTM滤波的特点,在对MTM进行改进的同时,提出了一种改进的自适应中值滤波算法(统计滤波)。该算法无需噪声的先验知识,利用VisualC 自动搜索阈值来实现图像的最佳复原。利用两种客观标准进行评价,实践证明新方法的处理结果优于传统的MTM方法。     

运动模糊图像的恢复方法研究

分析了运动模糊图像的退化模型和恢复过程,改进了一种运动模糊图像的恢复方法。先通过图像系统辨识方法求解PSF函数,进而在频域和时域完成运动模糊图像的恢复,并就运动模糊图像进行逆滤波恢复、维纳滤波恢复和时域反卷积恢复进行了理论说明,比较了各自的优缺点。最后给出了几种恢复效果的对比实验结果。     

基于方差缩减技术的一种自适应粒子滤波器设计

退化现象是粒子滤波(PF)在非线性状态估计应用中存在的主要问题, 重采样过程一定程度上解决了粒子退化现象, 但同时带来了退化现象所导致的样本贫化问题. 本文将方差缩减技术用于PF之中, 通过给所有粒子权重赋予一个指数衰减因子来解决粒子退化现象, 该衰减因子可以根据有效粒子数进行自适应、迭代的选取, 随后通过一个定理来证明了该方法的有效性, 并基于此提出了一种自适应粒子滤波(APF)算法, 给出了算法的具体步骤, 同时对参数选取的原则和算法的局限性进行了详细的讨论. 最后, 通过一个数值例子说明了本文所提出的APF算法在计算负荷不大的条件下较采样-重要性-重采样粒子滤波(PF-SIR)、遗传粒子滤波(GPF)、粒子群优化粒子滤波(PSOPF)具有更高的估计精度.     

基于混沌的萤火虫改进粒子滤波算法研究

针对常规的粒子滤波算法存在粒子权值退化和采样粒子贫化以及需要大量粒子才能进行比较准确的状态估计的问题,提出了一种基于混沌的萤火虫改进粒子滤波算法.利用混沌系统所具有的遍历性和随机性初始化粒子群,使得初始粒子分布更加均匀,同时向常规粒子滤波算法中引进萤火虫算法的寻优机制,使得粒子能够向高似然区域运动,提高了滤波精度,并对部分权值优秀粒子进行混沌细搜索,对部分权值低的粒子进行再生,提高了种群多样性.实验表明:该方法尤其是在粒子种群数量较小的情况下,较常规粒子滤波精度更高,并有效地改善了权值退化和样本贫化问题.     

基于MatLab不同平滑处理对边缘检测效果的影响

图像进行边缘检测前需要时图像进行预处理。常用的方法是均值滤波、中值滤波和高斯滤波．不同的图像预处理对边缘检测产生不同的影响．有些甚至影响到边缘的完整性和可靠性。利用MatLab进行仿真，对不同的预处理结果进行分析比较，得出不同的图像预处理对常见几种边缘检测的影响。     

几种改进的粒子滤波算法性能比较

粒子滤波算法摆脱了解决非高斯滤波问题时随机量必须满足高斯分布的制约,近年来广泛应用于跟踪与定位研究中.与粒子滤波有关的一个普遍问题是退化现象,增加粒子个数可以部分的解决这个问题,同时马尔可夫链的引入可以使粒子分布更加合理,因此建议分布的选择是至关重要的.分析粒子滤波原理后,将马尔可夫链蒙特卡罗法方法引入粒子滤波算法的实现中,结合扩展卡尔曼滤波和不敏卡尔曼滤波两种建议分布进行仿真.仿真结果展示了改进的粒子滤波算法的良好性能,而且粒子退化现象得到有效遏制.     

一种基于选点的可变滤波窗口中值滤波算法

中值滤波是一种应用广泛的滤波方法。该文提出了一种改进的中值滤波算法。该算法对中值滤波进行了两方面的改进,一方面基于选点的方法,不对所有的点进行滤波;另一方面在对中值滤波的窗口进行可变处理。与中值滤波相比,它具有更好的平滑噪声和边缘保持功能,而且能有效地滤除图像中的随机噪声。