单站目标被动跟踪的滤波器方法研究

为了实现对单站目标的被动跟踪,分析并比较了扩展Kalman滤波器和粒子滤波器在非线性估计方面的性能,并且针对粒子滤波器存在的粒子退化现象,引入改进的重采样算法和基于无迹变换的滤波算法.仿真实验分别比较了几种滤波器在目标做匀速、匀加速、变加速情况下距离和速度滤波的均方根误差,结果表明粒子滤波器滤波性能优于扩展的Kalman滤波器,改进的重采样算法和基于无迹变换的粒子滤波器可以有效改善估计精度.     

数字化变电站同期功能的实现

同期合闸功能是变电站自动化系统的重要功能。随着电子式互感器的应用和IEC 61850标准的推广,在数字化变电站自动化系统中,同期功能的实现方法有较大变化。文中介绍了数字化变电站自动化系统中同期功能实现方案,包括采样值接收、采样值异常处理、重采样、同期点预报等模块,该方案充分考虑了采样值的传输延时,并对传统的同期点预报算法进行了改进,使之更适应数字化变电站的应用需求。经实验室验证和现场运行证明,该方案能够安全正确地实现数字化变电站的同期功能。     

An improved particle filtering algorithm based on observation inversion optimal sampling

According to the effective sampling of particles and the particles impoverishment caused by re-sampling in particle filter, an improved particle filtering algorithm based on observation inversion optimal sampling was proposed. Firstly, virtual observations were generated from the latest observation, and two sampling strategies were presented. Then, the previous time particles were sampled by utilizing the function inversion relationship between observation and system state. Finally, the current time particles were generated on the basis of the previous time particles and the system one-step state transition model. By the above method, sampling particles can make full use of the latest observation information and the priori modeling information, so that they further approximate the true state. The theoretical analysis and experimental results show that the new algorithm filtering accuracy and real-time outperform obviously the standard particle filter, the extended Kalman particle filter and the unscented particle filter.     

基于改进ASM的三维人脸自动对齐算法

针对传统三维人脸对齐算法需要大量人工操作和数据冗余的不足,提出一种基于改进主动形状模型的三维人脸自动对齐算法。该算法对二维人脸进行快速自动特征定位,根据三维人脸柱面展开的二维纹理图进行自动特征定位并分片。采用基于平面模板的重采样算法,自动实现三维人脸顶点稠密对齐。实验结果表明,该算法在提高运算速率的同时,得到的归一化结果与原始数据仍能保持99%形状相似度。     

TDFA:一种生成空间影像金字塔的方法

目的 降采样滤波是生成空间金字塔影像数据的主要手段,但目前没有一种客观指标来鉴别滤波器的降采样效果,因为至少需要空间金字塔的两层原始信号才能计算滤波器的降采样峰值信噪比(PSNR)。为解决此难题,本文建立一种研究路线:先基于视频影像数据评选确定一个性能优秀的降采样滤波器,然后验证该滤波器降采样生成遥感金字塔的主观目视效果,提出一种沿图像纹理方向滤波的降采样方法TDFA(texture direction filtering approach),可生成高质量的空间影像金字塔。方法 本文把降采样与升采样结合提出一种重采样滤波对偶RSFP(re-sampling filter pair),作为当前层金字塔数据的一个逼近,用来评价降采样滤波器效果。基于RSFP评价手段,筛选出一种基于纹理滤波的金字塔生成方法TDFA:对每个8×8块,TDFA在直流、水平、135°、垂直和45°等5个方向中搜索确定图像的一个纹理方向,用一个3阶滤波器沿纹理方向实施降采样,效果优于目前最好的最邻近插值方法,无任何伪彩、锯齿、块效应或马赛克。结果 利用大量影像数据实验,同几个典型滤波器的降采样效果对比,TDFA提升平均PSNR的范围,对拉格朗日滤波器是7.29~8.44 dB;对双线性滤波器是6.26~7.40 dB;对AVS的1/4插值滤波器是5.80~6.84 dB;对最邻近插值是4.51~5.70 dB。结论 本文提出的纹理滤波降采样算法可以生成质量优于现有最好水平的遥感金字塔影像,也可以生成高质量的多层视频流媒体数据。所提出的重采样滤波对偶RSFP可以输出当前层的高精度预测,用于可伸缩视频编码处理。     

邻域迭代重采样粒子滤波的纯方位目标跟踪

为了解决粒子滤波的非线性全局优化问题,基于重采样的思想是移除权重小的粒子,增加权重大的粒子数量,提出利用邻域搜索重采样的粒子滤波（NIRPF）进行目标跟踪。首先,预测粒子,并利用重要序列采样（SIS）给粒子赋权值;然后,在搜索后验概率密度的高概率区过程,更新单个粒子位置,利用高斯-邻域搜索迭代地加权所有粒子;最后,进行当前状态的估计。纯方位目标跟踪问题涉及两个静态观察器和非机动和机动两类目标。蒙特卡罗仿真结果验证了提出方法的有效性,与均方根容积卡尔曼滤波、容积粒子滤波和随机搜索的粒子滤波相比,提出的方法拥有更快的初始收敛速度,非机动目标和机动目标的根均方误差（RMSE）和时间根均方差（RTAMS）的评估更优。     

长尾分布下的微藻显微图像轻量级目标检测

微藻显微图像目标检测技术是生物学研究和环境监测等领域重要研究方向之一。电子显微镜采集到的微藻图像数据集存在长尾数据问题。传统的微藻检测方法需要大量人工操作,耗时长且结果容易受到操作人员技术经验的影响。结合解决长尾分布的方法,本文提出了一种基于延迟重采样和知识蒸馏相结合的目标检测算法（DDM-YOLO）。先对微藻显微图像进行数据增强,然后针对长尾分布数据,采用延迟重采样,并在二阶段采用反向采样,关注难以分类的少数类别样本,改善目标检测性能。设计了一种轻量级目标检测网络架构,通过知识蒸馏来减少模型复杂度和计算量。实验结果表明,DDM-YOLO算法的mAP@0.5/%为77.1%,与YOLOv5s相比提高了6.1%,模型参数量为3.88 MiB,减少了45.4%。所提出的方法在微藻显微图像数据上取得了显著的性能提升,同时在资源受限条件下实现了高效的目标检测,大大降低了检测人员的工作量。     

可分级视频编码中重采样滤波器设计

针对可分级视频编码中重采样技术的下/上采样滤波器分立设计而导致滤波器性能变差的问题,提出一种匹配的数字图像下/上采样滤波算法。该算法利用已获得的图像下采样滤波器参数,推导出与其对应的上采样滤波器,从而达到两者匹配的目的。这样不仅能够提高视频质量,更可以提升空间可分级的编码性能。与JSVM标准的实验仿真结果相比,匹配的重采样滤波器在性能上有较大提高,其峰值信噪比平均增加1.6dB。     

旋转机械振动信号整周期重采样技术的研究

针对频谱泄漏及栅栏效应问题,建立了基于整周期重采样技术提高振动分析精度的方法,采用振动信号同步采集的频率计算整周期采集所需的时间,利用此时间可以对波形实现整周期重采样,并且在相位计算时,对各个通道补偿因循环采样所产生的相位误差.研究结果表明:该方法对振动信号可以实现整周期重采样,并能显著提高振动信号的幅值及相位精度,具...