图像插值空间大容量可逆数字水印算法

可逆数字水印技术在遥感、医学、军事等众多领域有着广泛应用,而现有大数可逆水印算法需要依赖于附加信息,严重影响了嵌入容量,为此提出一种无附加信息的大容量可逆水印算法。首先设计了一种类似双线性插值原理的图像放大方法,并利用该方法将载体图像放大为原来的4倍,放大图中有1/4的插值点保留了原始图像信息,其余插值点均可嵌入水印。为了在插值的同时同步嵌入水印,先利用随机函数选取水印嵌入位置,再由嵌入水印信息决定理论插值的最终取值,实现水印嵌入,保证了水印的均匀分布,而且最大限度地降低了嵌入水印对插值的影响,同时还提高了算法效率和水印安全性。与经典插值算法相比,生成的含水印图像质量较好,且对任何载体图像嵌入率均能达到0.75 bpp,大量实验也表明,算法隐蔽性好、安全性高、嵌入率高、实用性强。     

机车轨道平顺性滤波优化设计与仿真研究

研究机车轨道平顺性滤波优化问题,轨道不平顺作为机车车辆轨道耦合系统的激励源,对列车动态平稳性和舒适度影响很大.目前轨道不平顺信号处理系统中移变数字滤波器的设计多采用分级离线的方法,因而导致计算量大、设计效率低.针对上述问题,提出一种基于牛顿插值算法的有限长冲激响应(FIR)移变数字滤波器设计方法,通过改变原型滤波器分数延迟单元,可实现选择性的提取轨道不利波长不平顺信号.仿真结果表明,所设计的滤波器性能和理论一致,具有稳定的频响移变特性,对机车轨道不平顺信号实时提取准确有效,易于工程实现.     

基于多演化阶段插值方法的滑坡预测研究

使用位移-时间曲线分析及预测滑坡形变趋势时,监测误差和数据录入会影响精度,而恰当的插值方法能提高滑坡位移预测值的准确性。从传统全局分段插值法和滑坡预测经典模型的研究背景出发,充分考虑典型滑坡不同演化阶段对插值效果的影响,将实际位移曲线按实际演化阶段划分为插值算法参数各异的敏感区间,利用多级别阶数的拉格朗日插值法完善滑坡多演化阶段的位移数值填充过程,然后对白家包滑坡的累积位移-时间曲线进行基于实际运动学变化情况的插值,最后通过指数平滑短期预测方法对比验证了该算法对于阶跃型滑坡的预测精度。结果表明,分段插值的方法误差更低,形成的位移预测值更精确,相较于传统方法更具有优势。     

基于地形修正的降水空间插值方法及其应用

获取精准的降水空间分布信息对于水资源管理和洪涝灾害预报预警具有重要意义。地形变化对降水空间分布有显著影响,然而传统的降水空间插值方法难以考虑这种影响。基于黄土高原气象站1988～2017年长序列降水观测数据和高精度地形数据,建立了综合考虑站点与插值目标网格的位置、高程及坡向关系的降水空间插值方法(Angular Distance Aspect Gradient Weighting method, ADAGW),并在黄土高原地区进行应用。结果表明：相较于传统空间插值方法,ADAGW方法能够更有效地捕捉复杂地形下的降水空间分布。该方法在日尺度、月尺度、年尺度上的空间插值结果的决定性系数(R²)和均方根误差(RMSE)均优于传统降水空间插值方法;地形对于降水分布的影响与时间尺度有关,当时间尺度较长时,地形因素对降水分布的影响更为明显。该方法考虑了高程及坡向对降水空间分布的影响,有助于获取更精准的面雨量分布。     

基于聚类的超声射频图像阴影双线性补偿方法

待识别目标个体若处于图像阴影区域,其轮廓特征就会出现模糊或者失真丢失的情况.传统超声射频图像阴影补偿方法难以提高原图像的清晰度,且阴影补偿后的图像亮度偏低.为此提出基于聚类的超声射频图像阴影双线性补偿方法.采用固定阈值法将图像分成两组,计算两组图像方差的最大值,确定阈值.采用模糊聚类算法将所有辨识对象划分为某一类属性,获取新聚类中心和起初聚类中心之间的距离差,设置对应门限分割条件完成图像分割.利用加权估计位置插值点灰度值计算双线性插值,最后引入RGB色彩空间抑制蓝光分量,将其转换至HIS色彩空间内,完成图像色度、亮度以及饱和度的双线性补偿.实验证明,所提方法补偿后图像阴影区域比原始图像更加清晰,且非阴影区域图像的特征也具有理想的亮度,实验结果证明了所提方法的应用鲁棒性较强.     

基于地图投影的三维脑电地形图绘制

直接在三维表面上进行脑电地形图的插值绘制具有较高的算法复杂度,在实际应用特别是商用脑电处理软件方面具有一定的局限性.针对该问题,本文利用地图投影理论将三维头表空间投影到二维空间并完成电位插值,最后再将插值电位反投影到三维头表空间,完成三维头表地形图的绘制.由于该方法是在二维空间完成插值,极大地降低了算法的复杂度,提高了算法的效率,具有明显的工程意义.     

Hermite-Shannon-Cosine区间小波及其在图形自适应分划插值中的应用

动态曲线图是描述客观现象变换规律的常用工具,为实现动态曲线特征点的动态捕捉及精确表达,构造了同时具有插值性、光滑性、紧支撑性和对称性的Shannon-Cosine小波函数.首先利用Shannon小波函数的波动性和连续性,根据积分中值定理,设计了一种参数化的窗函数,通过参数调整,可满足Shannon-Cosine小波对支撑区间和光滑度的自适应控制的要求;其次,分析确定了对曲线进行小波变换时边界效应归因于曲线边界的不连续,因此,采用2点3次Hermite插值函数构建了区间小波;最后,采用多尺度Shannon-Cosine小波对冲击波传播曲线和反射Burger曲线进行多尺度自适应细分和逼近,自动捕捉曲线的特征点进行重构.实例结果表明,与其他方法相比,Hermite Shannon-Cosine区间小波逼近曲线具有较高的数值精度和较低的算法复杂度.     

三峡区间面雨量空间插值方法对比分析

空间插值是常用的面雨量计算方法,以三峡区间为研究对象,选取反距离加权、普通克里金、协同克里金3种空间插值算法,进行面雨量空间插值计算和对比分析,其中协同克里金插值将地形作为影响因素。三峡区间面雨量插值结果表明:克里金插值在精度上要优于反距离加权插值,插值效果也更平滑;协同克里金的插值精度优于普通克里金,平均绝对误差、误差均方根相对于普通克里金插值分别降低了19%,10%。因此,在山区或地形复杂区域的面雨量计算,将地形作为协同区域化属性的协同克里金插值更合适。     

基于控制核回归的多帧图像超分辨率重建

针对多帧图像超分辨率重建问题,本文提出了一种基于控制核回归的重建方法.该方法先对低分辨率图像序列进行亚像素配准,再利用控制核回归进行非均匀插值得到高分辨率图像的初始估计,然后通过迭代控制核回归进行进一步的鲁棒估计,最后经过全变差正则化图像复原得到高分辨率重建图像.本文针对模拟图像序列及真实视频图像序列进行了对比实验,结果表明本文方法不但可以较好地保持图像中的细节信息,而且有较好的去噪能力,能够有效地提高图像重建质量.     

一类变时间分数阶扩散方程的Chebyshev小波数值法

运用第二类Chebyshev小波函数拟合的方法,求解一类变时间分数阶扩散方程.通过推导得出第二类Chebyshev小波的变阶微分算子矩阵,进而利用算子矩阵将方程转化为一组线性方程组,再利用最小二乘的方法求得方程组的解,进而得到原方程的数值解.并给出数值算例验证了本方法的有效性.