基于隶属比的聚类有效性指标

针对模糊聚类需要预知最佳聚类个数的问题,提出了一种新的基于隶属比的聚类有效性指标V_new,首先根据经典有效性指标的设计思路,充分考虑数据集合的隶属度矩阵特征和几何空间分布,通过重新定义类内距和类间距的方式,推导出基本的有效性指标;其次,定义隶属比的概念,放大基本有效性指标的计算值;最后,为了避免隶属比对有效性指标造成过分影响而失去意义,引入分类个数进行抑制. 理论分析和仿真实验表明,通过对相同数据集进行分析处理,与经典的XB指标相比V_xb,新指标V_new具有更高的准确率和可靠性,在类间有重叠数据的情况下也能够做出正确的划分,具有一定的推广价值.     

具有模态词□φ=□1V□2φ且可靠与完备的公理系统

提出具有模态词□φ=□₁V□₂φ的命题模态逻辑,给出其语言、语法与语义,其公理化系统是可靠与完备的,其中,□₁与□₂是给定的模态词.该逻辑的公理化系统具有与公理系统S5相似的语言,但具有不同的语法与语义.对于任意的公式φ,□φ=□₁V□₂φ;框架定义为三元组W,R₁,R₂,模型定义为四元组W,R₁,R₂,I;在完备性定理证明过程中,需要在由所有极大协调集所构成的集合上构造出两个等价关系,其典型模型的构建方法与经典典型模型的构建方法不同.如果□₁的可达关系R₁等于□₂的可达关系R₂,那么该逻辑的公理化系统变成S5.     

不同通信模型下的全光树环网波长分配算法

研究了波分复用全光树环网在不同通信模型下的波长分配算法及其最坏性能分析.对于静态模型,证明了5L/2是树环网所需波长数的紧界.对于动态模型,提出了一种近似比为∑_i=1^hmax_r∈Ri[log|V(r)|]+h的波长分配算法,其中h为树环网的基树的层数,R_i为树环网中处于第i层的环的集合,|V(r)|为环r上的节点数.对于增量模型,提出了一种近似度为O[log₂(t+1)]的波长分配算法,其中t为树环网中的环数.     

利用MODIS数据估计中国黄东海区域测深参数

目的 现有关于漫衰减系数的研究大多是在490 nm波段建立反演模型,且未将相关研究与机载激光雷达测深能力建立联系,本文尝试获取测深参数532 nm漫衰减系数K_d(532)和透明度SD(Secchi disk depth),为机载双色激光雷达测深能力的评估和飞行方案的制定提供了重要技术参数。方法 首先分析了测深参数532 nm漫衰减系数K_d(532)和透明度SD对于评估机载双色激光系统测深能力的重要性。利用2003年春季中国黄东海区域的实测光学数据,对现有的漫衰减系数反演模式进行改进,建立了K_d(532)和K_d(490)=的线性关系以及SD和K_d(532)的幂函数关系。结果 根据2003年春季MODIS的490 nm漫衰减系数产品和上述函数关系获取了K_d(532)和SD参数。结论 本文获取测深参数K_d(532)和SD的方法能够用来有效评估该区域机载激光雷达的测深能力,准确性和精度依赖于实测光学数据的精度、分布和数量以及MODIS的K_d(490)产品的准确性。     

公交网络下的一种费用限制最小时态路径查询索引

私人交通网络下的最短路径查询主要考虑路径长度、行驶时间等因素,而公共交通网络下的路径查询需要考虑路径上相邻的边的时间顺序约束以及路径的费用.研究了公共交通网络下3种查询：给定起点、终点、时间区间和费用上限,查找在时间区间内不超过费用上限的最早到达路径、最晚出发路径和最短耗时路径.首先给出一种Dijkstra变种算法Dijk-CCMTP,在此基础上给出3类查询的查询算法.然后提出一种高效的索引结构ACCTL（approximate cost constrained time labelling）.ACCTL采用Dijk-CCMTP对图中的每个顶点预先计算部分从该顶点出发的和到达该顶点的基本路径.对于任意从起点s到终点d的查询,可以采用类似数据库表连接的方式从ACCTL中连接从a出发的和到达d的路径生成近似解,避免遍历原图搜索路径.ACCTL建立索引的时间复杂度是O（|V|·△_max·|E|·（log|E|+△_max））,其中,|V|表示顶点数,|E|表示边数,△_max表示顶点的最大度数.实验验证ACCTL索引支持的查询速度比Dijkstra的变种算法的查询速度快2~3个数量级,并分析了影响建立索引时间和空间大小的因素.     

实时视觉目标跟踪与视频对象分割多任务框架

目的 针对视觉目标跟踪（video object tracking,VOT）和视频对象分割（video object segmentation,VOS）问题,研究人员提出了多个多任务处理框架,但是该类框架的精确度和鲁棒性较差。针对此问题,本文提出一个融合多尺度上下文信息和视频帧间信息的实时视觉目标跟踪与视频对象分割多任务的端到端框架。方法 文中提出的架构使用了由空洞深度可分离卷积组成的更加多尺度的空洞空间金字塔池化模块,以及具备帧间信息的帧间掩模传播模块,使得网络对多尺度目标对象分割能力更强,同时具备更好的鲁棒性。结果 本文方法在视觉目标跟踪VOT-2016和VOT-2018数据集上的期望平均重叠率（expected average overlap,EAO）分别达到了0.462和0.408,分别比SiamMask高了0.029和0.028,达到了最先进的结果,并且表现出更好的鲁棒性。在视频对象分割DAVIS（densely annotated video segmentation）-2016和DAVIS-2017数据集上也取得了有竞争力的结果。其中,在多目标对象分割DAVIS-2017数据集上,本文方法比SiamMask有更好的性能表现,区域相似度的杰卡德系数的平均值J_M和轮廓精确度的F度量的平均值F_M分别达到了56.0和59.0,并且区域和轮廓的衰变值J_D和F_D都比SiamMask中的低,分别为17.9和19.8。同时运行速度为45帧/s,达到了实时的运行速度。结论 文中提出的融合多尺度上下文信息和视频帧间信息的实时视觉目标跟踪与视频对象分割多任务的端到端框架,充分捕捉了多尺度上下文信息并且利用了视频帧间的信息,使得网络对多尺度目标对象分割能力更强的同时具备更好的鲁棒性。     

基于文件粒度的多目标软件缺陷预测方法实证研究

软件缺陷预测技术通过挖掘和分析软件库训练出软件缺陷预测模型,随后利用该模型来预测出被测软件项目内的缺陷程序模块,因此可以有效地优化测试资源的分配.在基于代价感知的评测指标下,有监督学习方法与无监督学习方法之间的预测性能比较是最近的一个热门研究话题.其中在基于文件粒度的缺陷预测问题中,Yan等人最近对Yang等人考虑的无监督学习方法和有监督学习方法展开了大规模实证研究,结果表明存在一些无监督学习方法,其性能要优于有监督方法.基于来自开源社区的10个项目展开了实证研究.结果表明：在同项目缺陷预测场景中,若基于ACC评测指标,MULTI方法与最好的无监督方法和有监督方法相比,其预测性能平均有105.81%和123.84%的提高;若基于P_OPT评测指标,MULTI方法与最好的无监督方法和有监督方法相比,其预测性能平均有35.61%和38.70%的提高.在跨项目缺陷预测场景中,若基于ACC评测指标,MULTI方法与最好的无监督方法和有监督方法相比,其预测性能平均有22.42%和34.95%的提高.若基于P_OPT评测指标,MULTI方法与最好的无监督方法和有监督方法相比,其预测性能平均有11.45%和17.92%的提高.同时,基于Huang等人提出的PMI和IFA评测指标,MULTI方法的表现与代价感知的指标相比存在一定的折衷问题,但仍好于在ACC和P_OPT评测指标下表现最好的两种无监督学习方法.除此之外,将MULTI方法与最新提出的OneWay和CBS方法进行了比较,结果表明,MULTI方法在性能上仍然可以显著优于这两种方法.同时,基于F1评测指标的结果也验证了MULTI方法在预测性能上的显著优越性.最后,通过分析模型构建的时间开销,表明MULTI方法的模型构建开销对开发人员来说处于可接受的范围之内.     

理想投影椭圆约束下的鱼眼镜头内部参数标定

目的 鱼眼镜头是发展轻、小型全方位视觉系统的理想光学传感器,但由于镜头焦距短、视场大及光学原理约束,鱼眼图像存在严重畸变,为此提出一种高精度、应用方式灵活的鱼眼镜头内部参数标定方法,以期将鱼眼图像转换成符合人眼视觉习惯的平面透视投影图像。方法 从球面透视投影模型出发,首先分析给出空间直线在水平面上的理想投影椭圆约束,进而结合椭圆严格几何特性建立误差方程对鱼眼相机等效焦距f,纵横比A及径向畸变参数k₁,k₂进行最小二乘估计,最后利用估计参数对鱼眼图像进行立方盒展开实现平面透视纠正目的。结果 对某型号定焦鱼眼相机的棋盘格影像多视标定及网上鱼眼图像单视自标定结果表明,本文方法标定参数对鱼眼图像不同区域的平面透视纠正效果稳健、精度高。多视标定参数均方根误差（RMSE）约0.1像素,纠正影像上直线拟合误差RMSE约0.2像素,总体效果略优于对比文献方法;单视自标定参数误差RMSE约0.3像素,影像纠正范围、直线透视特性保持明显优于对比文献方法及商业软件DXO（DXO Optics Pro）。结论 本文方法标定参数少、计算过程简单且对标定参照物要求不高,对于具有大量直线的人工场景理论上可实现自标定,应用价值较高。     

数字式晶体管特性图示仪的设计

利用SPCE061A单片机与LabVIEW软件相结合,设计了一种数字式晶体管特性图示仪。由SPCE061A为核心构成数控电压（电流）驱动与测量的下位机,测量数据由PC机采集并进行图示处理。图示仪设计采用功能集成的思路,能精确地测试常见类型晶体管（场效应管）集电极电流I/_c（漏极电流）与集射极电压V_ce（漏源电压）的变化曲线以及放大倍数（跨导系数）与集电极电流（漏极电流）的变化曲线等。实测表明,仪器精度好,方便易用,且性价比高。     

PUMA机器人运动学逆解新算法

6R串联机器人的逆解求解复杂,使用传统的D-H算法求解该问题计算量大且无法避免奇异点.将PUMA机器人的逆运动学的求解分为位置求解和姿态求解两个过程.首先使用D-H方法进行位置求解得到关节角θ₁,θ₂,θ₃,然后使用单位四元数的方法求解出θ₄,θ₅,θ₆.最后,在PUMA机器上进行验证,新的方法能够正确求解出所有解析解.对比新方法、D-H方法和倍四元数的方法,新方法较D-H方法速度提高了15%左右.     

基于立体视觉的目标检测与轨迹预测研究综述

目前基于立体视觉信息的运动目标识别定位、跟踪及轨迹预测是机器视觉领域的研究热点.通过归纳整理相关文献,从双目立体视觉技术、运动目标检测技术、运动目标轨迹预测技术三个方面对基于立体视觉的运动目标检测及轨迹预测进行了概述,分别阐述了相机标定的常见方法、图像特征提取及立体匹配不同算法的适用场景、各运动目标检测方法的优缺点、常...     

栅格法视觉传感集成及机器人实时避障

研究移动机器人在室内环境下集成双目视觉和激光测距仪信息进行障碍物实时检测。由双目视觉系统检测环境获取视差信息,通过直接对视差信息进行地平面拟合的方法快速检测障碍物;拟合过程中采用了随机采样一致性估计算法去除干扰点的影响,提高了障碍物检测的鲁棒性。用栅格地图表示基于机器人坐标系的地平面障碍物信息并对栅格信息进行提取,最后把双目视觉与激光测距得到的栅格信息进行集成。实验表明,通过传感信息集成,移动机器人既得到了充分的障碍物信息,又保证了检测的实时性、准确性。     

星球漫游车超广角实时立体视觉系统

给出了一种用于星球漫游车障碍检测和定位的超大视场立体视觉系统的实现方法.该系统采用具有超广角镜头(对角视场角约160度)的双目或三目摄像机获取场景立体图像对,利用摄像机标定参数对大变形图像进行修正等预处理,然后在外极线、连续性等约束条件下,基于查找表和Intel MMx指令集,使用SAD算法快速进行对应点匹配计算.实验表明,该系统在图像分辨率为320×120像素、视差为64级时,利用普通工控机恢复稠密深度图的速度为10帧/秒,并能使机器人以1米/秒的速度行走.     

基于图像处理的汽车安全气囊外形边缘检测装置研究

针对使用千分表检测汽车安全气囊外形边缘检测点数有限、检测速度慢、同一夹具检测品种单一的缺点,研究了一种基于图像处理的气囊外形边缘检测方法。经过图像采集、处理及与模板对比,给出检测结果。检测装置硬件由计算机、CCD相机、经图像采集器、环形灯及检测台架组成。检测装置软件由两部分组成,图像处理软件采用VC语言编程实现,人机接口显示用VB语言实现。实验结果表明该检测方法可行有效。该方法丰富了检测信息,提高了检测速度。通过软件更换模板,可实现不同种类气囊边缘检测。     

Velocity-Guided Tracking of Deformable Contours in Three Dimensional Space

This paper presents a 3D active contour model for boundary detection and tracking of non-rigid objects, which applies stereo vision and motion analysis to the class of energy-minimizing deformable contour models, known as snakes. The proposed contour evolves in three-dimensional space in reaction to a 3D potential function, which is derived by projecting the contour onto the 2D stereo images. The potential function is augmented by a kinetic term, which is related to the velocity field along the contour. This term is used to guide the inter-image contour displacement. The incorporation of inter-frame velocity estimates in the tracking algorithm is especially important for contours which evolve in 3D space, where the added freedom of motion can easily result in loss of tracking. The proposed scheme incorporates local velocity information seamlessly in the snake model, with little computational overhead, and does not require exogenous computation of the optical flow or related quantities in each image. The resulting algorithm is shown to provide good tracking performance with only one iteration per frame, which provides a considerable advantage for real time operation.     

Experimental combination of intensity and stereo edges for improved snake segmentation

In this paper, we present an algorithm to combine edge information from stereo-derived disparity maps with edges from the original intensity/color image to improve the contour detection in images of natural scenes. After computing the disparity map, we generate a so-called “edge-combination image,” which relies on those edges of the original image that are also present in the stereo map. We describe an algorithm to identify corresponding intensity and disparity edges, which are usually not perfectly aligned due to errors in the stereo reconstruction. Our experiments show that the proposed edge-combination approach can significantly improve the segmentation results of an active contour algorithm. The text was submitted by the authors in English. Danijela Markovic graduated from the Faculty of Electronic Engineering, University of Nis, Serbia in 1997. She is currently a PhD student at the Institute for Software Technology and Interactive Systems, Vienna University of Technology. Her research interests are in computer vision and computer graphics, including stereo vision and curve/surface modeling. Particularly, she is interested in object segmentation, feature extraction, and tracking. Margrit Gelautz received her PhD degree in computer science from Graz University of Technology, Austria. She worked on stereo and interferometric image processing for radar remote sensing applications during a postdoctoral stay at Stanford University. Her current research interests include image and video processing for multimedia applications, with a focus on 3D vision and rendering techniques.     

Fast Relative Depth Computation for an Active Stereo Vision System

Real-time computation of exact depth is not feasible in an active vision setup. Instead, reliable relative depth information which can be rapidly computed is preferred. In this paper, a stereo cue for computing relative depth obtained from an active stereo vision system is proposed. The proposed stereo cue can be computed purely from the coordinates of points in the stereo pair. The computational cost required is very low. No camera calibration or prior knowledge of the parameters of the stereo vision system is required. We show that the relationship between the relative depth cue and the actual depth in the three-dimensional (3D) space is monotonic. Such a relation is maintained even when the focal length and the vergence angle are changed, so long as the focal lengths of the two cameras are similar. Therefore, real-time implementation in an active vision setup can be realized. Stability analysis shows that the proposed method will be stable in practical situations, unless the stereo camera diverges. Experimental results are presented to highlight the properties and advantages of the proposed method.     

增强现实中基于轮廓深度恢复的虚实遮挡方法研究

针对增强现实系统中的虚实场景遮挡问题,提出一种基于立体视觉与前景轮廓深度重建的虚实遮挡恢复新方法.首先设计了一种基于色彩与亮度相结合的前景物体轮廓提取方法,以避免阴影对轮廓提取所造成的负面影响,系统随后利用立体视觉原理与插值技术恢复出前景轮廓以及轮廓内部的深度信息,为恢复虚拟与真实场景之间的正确遮挡关系提供依据.实验结...     

双目视觉测量系统摄像机外部参数标定研究

针对双目立体视觉测量系统中摄像机标定问题,讨论了基于标准长度的外部参数标定方法,选定了摄像机透视投影模型,采用双摄像机同时对放置于视场内的十字靶标拍摄多幅图像,得出了基于LabVIEW开发的摄像机标定方法.该方法利用了LabVIEW的开发环境,使用了数学工具包,将遗传算法与LM算法相结合,优化迭代获得摄像机外部参数,运算速度和精度大大提高.开发的模块可用于基于LabVIEW开发的工程软件进行高精度尺寸现场测量.在双目立体视觉测量系统标定结果基础上对标准靶进行测量,测量结果标准差达到0.1.     

空间编码与外极线斜率约束相结合的立体精匹配方法

三维型面非接触测量在工业领域有着广泛的应用前景。双目视觉是一种有效获取三维轮廓信息的方法，其中立体匹配是关键的一个步骤。本文提出了结合空间二进制编码与外极线斜率约束来实现立体精匹配的方案。首先利用空间编码将被测物空间划分成众多的不同编码区域．然后结合外极线斜率约束在左右两幅图像中具有相同编码的区城内寻找匹配点。该方法能够实现亚像素级的立体精匹配，改善了交向摆放姿态双目立体视觉系统的匹配质量。