基于森林火灾平台的红外图像识别技术研究

森林火灾探测一直是森林资源保护工作中的老大难问题。早期的火灾探测技术多是基于火灾的烟雾和温度特征的,但其判别标准过于单一,误报率较高。随着计算机技术的发展和红外探测器的发明,出现了基于红外图像处理的森林火灾防护技术,该技术主要对红外探测器获得的森林现场的红外图像进行一定的处理后识别图像中是否有火灾出现。本文的主要工作是进行红外图像增强算法的研究,通过对各种算法的描述和仿真实验结果分析,提出一种相对较适合森林背景红外图像的处理算法一将基于频域处理的提升小波变换与直方图修正结合起来的红外图像增强算法。     

细节保持的曲面浅浮雕算法

为保持曲面浮雕的细节特征,改善浮雕与背景曲面的过渡效果,提出一种细节保持的曲面浮雕算法.首先采用Canny算子在梯度域定位内外轮廓,获得连续的梯度域;其次提出非线性函数,并用其压缩梯度幅值实现形状压缩;再通过双边滤波算子来保持和增强浮雕细节;最终通过求解积分方程重建曲面浮雕.该算法将背景曲面作为积分方程的优化条件,使浮雕在轮廓处向曲面光滑过渡;在重建过程中利用Fourier变换的微分性质在频域实现方程的精确求解,无需设置迭代收敛条件;通过调整参数可方便地控制浮雕整体变化范围、细节锐化程度以及浮雕与背景曲面的过渡效果.实验结果表明,文中算法参数的几何意义直观,所得曲面浮雕细节清晰,边界过渡自然.     

一种基于区域分割的多尺度遥感图像融合方法

光谱保持和高分辨率保留是图像融合的重要问题,提出了一种区域分割和小波变换相结合的多尺度遥感图像融合方法。首先对经过配准的待融合图像进行小波变换,然后对变换后的低频系数进行基于区域标准差的分割,将低频系数分为目标信息和背景信息,接着对目标信息采取基于绝对值的融合,对背景信息采用基于灰度误差的融合。对小波变换后的高频系数采用基于清晰度的融合规则,最后进行小波逆变换得到融合图像。将该方法和几种常用融合方法进行对比分析,结果表明:该方法在有效地保持多光谱影像光谱信息的同时,可以有效地提高融合影像的空间细节信息,有利于后续进行信息提取和图像分类。     

曲线曲面小波变换的边界连续性保持

现有的小波分解边界连续性保持方法由于将去除的节点全部插回,摒弃了数据压缩特性.为此在曲线小波分解边界处理方面提出2种基于数据压缩的连续性保持方法:一是插入与Cr连续相关的节点,然后调整相应的控制顶点与高分辨曲线的控制顶点保持一致;二是不插入节点,直接调整与Cr连续相关的控制顶点.在曲面方面,提出了曲面分裂法和T曲面法:通过插入重节点把曲面分裂成边界部分和中心部分并对边界部分插入节点,再调整相应的控制顶点与高分辨曲面的重合;构造了T网格,使其边界部分与高分辨曲面一致,中心部分与低分辨曲面一致.最后把T曲面方法推广到周期曲面小波变换边界处理上.实验结果表明,文中方法既保证了小波分解后模型的边界连续,又保留了数据压缩特性.     

脉冲噪声环境下宽带循环平稳信号DOA估计算法

针对传统二阶循环相关算法在脉冲噪声环境中的显著退化问题,本文以α稳定分布为噪声模型,提出基于分数低阶循环相关的波达方向(Direction of arrival,DOA)估计算法。利用分数低阶循环相关的相移特性,将宽带循环平稳信号的DOA估计问题转化为"中心频率"为ε的窄带问题,解决了宽带情况下DOA估计困难的问题。计算机仿真结果进一步验证了此算法的有效性,且性能优于传统SC-SSF(Spectral correlation signal subspacefitting)算法。     

基于非下采样Contourlet变换的指纹图像超分辨率重建

非下采样Contourlet变换(Nonsubsampled contourlet transform,NSCT)采用非抽样金字塔结构和非抽样方向滤波器组构成,具有Contourlet变换所不具备的平移不变性、较高冗余度等优良特性,而且能够克服伪吉布斯现象。图像经过非下采样Contourlet变换后分解成多尺度、多方向的细节信息,这些细节信息代表了图像不同频带不同方向的特征,这就简化了系数之间的关系。基于学习的超分辨率重建算法具有整体的预测性,将非下采样Contourlet变换和基于学习的算法相结合,在一定程度上提高训练精度。针对指纹图像的实验证明该算法具有良好的性能,重建的图像纹理性细节信息较好,基本保持了原指纹图像的特征点,更接近于原始的高分辨率图像。     

一种新的码片内多径时延估计方法

根据信道冲激响应的稀疏特性,提出了一种频域的时延估计压缩感知模型,将时延估计问题转化为基于欠采样数据的稀疏向量估计问题.利用离散傅里叶变换(Discrete Fourier transform,DFT)矩阵的子矩阵所满足的受限等距性(Restricted isometry property,RIP)以及信道冲激响应的稀疏特性充分降低了时延估计所需数据量的要求.分析了本文模型具有码片内多径分辨能力以及良好抗噪性能的原因,并与多信号分类(Multiple signal classification,MUSIC)和旋转不变技术的信号参数估计(Estimation of signal parameters via rotational invariance technique,ESPRIT)算法的时延估计性能进行仿真比较.仿真结果表明,本文提出的方法不需要预知多径的条数,对码片内多径时延具有较高的估计精度,其时延估计性能在特定条件下优于MUSIC和ESPRIT算法.     

光催化降解废气过程中紫外辐射照度模拟和优化

为在光催化设计中合理布置紫外灯,减少光在传输过程中的损失,概括总结径向辐射模型、多点源叠加近似辐射模型和离散坐标辐射模型等3种经典的紫外辐射物理模型;基于离散坐标辐射模型模拟某公司生产的光催化氧化废气处理装置的紫外辐射照度;通过调整灯管布置距离改变光强分布,并拟合光催化单元和光催化网表面的平均紫外辐射照度随灯管布置距离变化曲线.结果表明,距离参数在55～65 mm时,该光催化反应装置的光能利用率较好;紫外灯的合理布置可有效提高光能利用率.     

基于算术傅里叶变换的离散Hartley变换的快速算法

离散Hartley变换是一种有用的实值正交变换。文中对其快速算法进行研究,首先介绍利用算术傅里叶变换（AFT）计算离散傅里叶变换（DFT）可使其乘法计算量仅为O（N）,然后文章根据这一特点,分析离散Hartley变换（DHT）的结构特征,通过DFT将AFT和DHT建立了直接联系,提出了一种新的快速DHT算法。算法的计算复杂度能够达到线性O（N）,且算法结构简单,公式统一且易于实现,并与其他快速算法进行了比较,分析可知在数据长度不是2的幂次方时,文中提出的算法的计算时间明显比其他算法的计算时间要小。实验结果也验证了文中算法的有效性,从而为DHT的快速计算开辟了新的思路和途径。     

基于模糊模式识别的抽油井示功图判别算法研究

针对有杆抽油井示功图诊断分析问题,研究特定故障情况下示功图特征值算法。把示功图数据通过傅里叶变换由空域转换成频域形式,仅保留较低频率上的系数a0、a1、b1,并将其作为特征值。根据所得到的特征值结合模式识别算法能够实现有杆抽油井示功图快速准确的识别和分类。实际应用表明,利用基准示功图28种类型的特征值的选取,计算出每种示功图的特征矢量,并保存到特征库中。对给定示功图特征值进行模式识别,即可得出该图隶属于哪种模式。