基于近场聚焦波束形成方法的声场定位研究

海洋环境中的声场定位,是水声学研究领域中的一个经典问题,尤其是用于海区警戒来监听敌方潜艇的近场定位问题.以往的近场定位研究,通常使用线列阵模型,利用常规聚焦波束形成方法进行定位处理,不仅出现了“左右舷模糊”问题,而且对信号定位不甚理想.为此提出基于半圆阵的四阶累积量MUSIC近场聚焦波束形成算法.通过仿真比较了多种聚焦波束形成在近场线列阵和圆阵条件下的定位性能,结果表明,半圆阵成功地解决了直线阵列出现的“左右舷模糊”问题,基于四阶累积量的MUSIC近场聚焦波束形成可以达到更为平滑的背景以及较小的旁瓣级,定位性能明显优于基于MVDR算法的聚焦波束形成高分辨率被动定位方法.     

基于超像素的点追踪方法

目的由于当前大多数的追踪算法都是使用目标外观模型和特征进行目标的匹配,在长时间的目标追踪过程中,目标的尺度和形状均会发生变化,再加上计算机视觉误差,都会导致追踪的失误。提出一种高效的目标模型用于提高追踪的效率和成功率。方法采用分割后提取的目标特征来进行建模表示外观结构,利用图像分割的方法,将被追踪的目标区域分割成多个超像素块,结合SIFT特征,形成词汇本,并计算每个词在词汇本中的权值,作为目标的外观模型。利用外观模型确定目标对象的关键点位置后,通过使用金字塔Lucas-Kanade追踪器预测关键点在下一帧图像中的位置,并移动追踪窗口位置。结果结合点位移的加权计算有效地克服目标尺度和形状变化产生的问题。结论实验结果表明在目标发生形变或光照变化的情况下,算法也能准确地、实时地追踪到目标。     

多通道Haar-like特征多示例学习目标跟踪

目的 提出一种基于多通道Haar-like特征的多示例学习目标跟踪算法,克服了多示例跟踪算法在处理彩色视频时利用信息少和弱特征不能更换的缺点。方法 首先,针对原始多示例学习跟踪算法对彩色视频帧采用单通道信息或将其简单转化为灰度图像进行跟踪会丢失部分特征信息的缺点,提出在RGB三通道上生成位置、大小和通道完全随机的Haar-like特征来更好地表示目标。其次,针对多示例学习跟踪算法中Haar-like弱特征不能更换,难以反映目标自身和外界条件变化的特点,提出在弱分类器选择过程中,用随机生成的新Haar-like特征实时替换部分判别力最弱的Haar-like特征,从而在目标模型中引入新的信息,以适应目标外观的动态变化。结果 对8个具有挑战性的彩色视频序列的实验结果表明,与原始多示例学习跟踪算法、加权多示例学习跟踪算法、基于分布场的跟踪算法相比,提出的方法不仅获得了最小的平均中心误差,而且平均跟踪准确率比上述3种算法分别高52.85%,34.75%和5.71%,在4种算法中获得最优性能。结论 通过将Haar-like特征从RGB三通道随机生成,并将判别力最弱的部分Haar-like弱特征实时更换,显著提升了原始多示例学习跟踪算法对彩色视频的跟踪效果,扩展了其应用前景。     

灰度级信息的目标边界精确周长估算

目的 针对图像目标边界不连续或具有模糊性导致的目标周长无法精确估算这一问题,结合边界跟踪,提出一种基于灰度级信息的目标边界精确周长估算方法。方法 该方法利用目标边界的灰度级信息,同时结合边界跟踪得到的内外边界来估计目标图像的边界周长,从而提高边界周长估计的精确性和鲁棒性。为了获得目标物体真实周长,实验采用人工合成图像。结果 实验应用所提方法和3种传统周长估算方法分别计算合成目标对象的周长,并与真实周长比较。为了验证所提方法的有效性和鲁棒性,实验中对目标对象的边界进行不同程度的加厚模糊化;并在边界加入噪声,使边界不连续。当边界变得复杂时,本文所提方法的优势得到极大体现。结论 实验结果表明,在边界模糊和边界不连续的情况下,本文所提的算法具有更好的适应性和稳定性。     

快速虚顶点光子映射的焦散绘制

目的 模拟绘制焦散效果是真实感图形绘制的重要组成部分。利用可编程GPU硬件,基于图像的光子映射方法绘制速度快,但由于使用了近似采样和计算,会产生失真。为了克服这一现象,针对理想的镜面反射、折射体,提出一种快速绘制焦散效果的方法（VOBPBT）。方法 该方法首次定义了光子路径映射图的概念,并提出通过基于虚顶点光子映射的光子束跟踪来准确构建光子路径映射图的方法;此外,方法也创新性地提出利用光子路径映射图来查找焦散三角形,创建焦散映射图的方法。结果 实验结果表明,本文绘制结果真实,可以处理多次递归反射、折射,能够绘制连贯的高频焦散效果,同时可以达到交互的绘制性能。结论 本文VOBPBT方法在可交互计算机仿真、计算机游戏、虚拟漫游等应用领域具有一定的实用价值。     

长视距空战中可疑目标的快速识别模型仿真

研究长视距空战中可疑目标的快速识别问题,由于在长视距空战中,可疑目标与空中识别设备之间存在较长的距离,采集目标比较弱小,特征模糊.目标一旦过于接近,会形成堆积盲区,传统的识别方法在遇到远距离可疑目标时,由于距离太远,会出现目标堆积盲区,导致对目标分割出现错误,无法准确识别目标.为解决上述问题,提出采用主成分聚类算法的长视距空战中可疑目标的快速识别方法.针对可疑目标采集大量的计算机视觉图像,提取计算机视觉图像中可疑目标的特征,将上述特征作为可疑目标识别的依据.针对所有的可疑目标识别特征,进行可疑目标的快速识别,并对识别到的可疑目标进行累加运算,实现可疑目标的智能识别.实验结果表明,利用改进算法进行长视距空战中可疑目标的快速识别,能够极大的提高识别的准确性.     

基于目标跟踪的粒子群粒子滤波算法研究

针对粒子滤波方法在重采样阶段容易造成样本有效性和多样性的损失,导致了样本贫化问题,提出了一种改进的粒子滤波算法.算法将粒子群优化思想引入粒子滤波中,在粒子采样过程前先利用粒子群算法进行优化.粒子群算法将最新观测值融合到粒子进化公式中,大部分粒子经过粒子群优化后,朝着后验概率分布比较密集的区域运动,聚集在最优粒子附近,使粒子的权值被提高,避免了在重新采样过程中被舍弃,进而缓解了样本被贫化问题.目标跟踪系统中的位置估计由于物体运动具有突然性,很难准确估计.采用非线性目标跟踪模型和分时恒定值模型分别研究改进粒子滤波算法对误差均方值的影响.仿真结果表明改进算法与常规粒子滤波算法和扩展卡曼滤波算法相比,更加有效地降低变量的误差均方值,从而提高了滤波性能.     

关于发展我国智慧城市的思考

本文分析了智慧城市的含义、多个维度的特征、技术框架、近期及中长期目标、建设路径,提出了智慧城市评价模型、指标及加快智慧城市发展的措施建议。     

一种基于超像素的点追踪方法

摘要：目的：由于当前大多数的追踪算法都是使用目标外观模型和特征进行目标的匹配,在长时间的目标追踪过程中,目标的尺度和形状均会发生变化,再加上计算机视觉误差,都会导致追踪的失误。提出一种高效的目标模型用于提高追踪的效率和成功率。方法：采用分割后提取的目标特征来进行建模表示外观结构,利用图像分割的方法,将被追踪的目标区域分割成多个超像素块,结合SIFT特征,形成词汇本,并计算每个词在词汇本中的权值,作为目标的外观模型。利用外观模型确定目标对象的关键点位置后,通过使用金字塔 Lucas-Kanade 追踪器预测关键点在下一帧图像中的位置,并移动追踪窗口位置。结果：结合点位移的加权计算有效的克服目标尺度和形状变化产生的问题。结论：实验结果表明在目标发生形变或光照变化的情况下,算法也能准确的、实时的追踪到目标。     

Logistic视频字幕增强模型

目的：为提高复杂背景下的视频字幕在OCR中的识别率,需要对提取的视频字幕进行有效地字幕增强。该文首次将Logistic模型应用到视频字幕增强中,提出了基于Logistic模型的融合多帧信息的视频字幕增强方法。方法：对字幕进行检测与跟踪,将出现在连续多帧中的同一字幕片段进行对齐;通过分析字幕片段在多帧中信息,提出字幕背景在时域上的变化特征、背景和字幕文本的固有特征,并将三个特征进行量化与融合,构建适用于字幕增强的Logistic模型,实现对视频字幕的增强。结果：对含阴影或描边效果的特殊复杂背景字幕、普通复杂背景字幕、单一背景字幕分别进行实验,增强后的字幕在OCR软件中的识别正确率分别为81.76%、97.13%、98.19%,与对比方法比较均有一定的提高。结论：实验结果表明,该文方法既可以降低字幕背景的复杂度,又可以提高字幕背景与文本的对比度,从而可以对复杂背景和单一背景下的视频字幕进行有效地增强。