梯度稀疏和最小平方约束下的低照度图像分解及细节增强

低照度图像存在细节模糊、对比度低等问题.针对这些问题,本文提出一种低照度彩色图像增强算法.首先建立梯度稀疏和最小平方约束模型,将图像分解为结构层和细节层;然后采用提出的多尺度边缘保护细节增强算法强化图像的细节信息并滤波;最后把细节增强的图像经改进的Retinex算法映射,最终得到细节增强、亮度适宜、对比度较强的修复图像.实验结果表明,主观上：图像细节增强,亮度适宜;客观上：结构层图像的一维像素线性图显示其平滑特性效果较好,细节增强图的NIQE（5.5202）、BRISQE（31.1893）和PSNR（25.3625）特征较好,修复图像的熵值（7.4421）、边缘强度（128.3231）和平均亮度（121.1827）较好.本文算法实现了对低照度图像的有效分解及细节增强,并提高了图像综合质量.     

基于图像显著轮廓的目标检测

为了应对由复杂场景和目标形变所造成的目标难以检测的问题,提出一种基于图像显著性轮廓的目标检测方法.该方法首先利用全局概率边界算法（Globalized probability of boundary,gPb）提取图像轮廓,然后利用改进的最大类间方差法（Otsu）自适应地阈值处理获得图像的显著性轮廓;再通过检测并移除目标不稳定轮廓部分构造目标的鲁棒扇形模型;最后联合轮廓的多种局部及全局特征提出三种相似且基于特征概率密度分布的匹配策略,分别检测目标、目标镜面翻转以及发生旋转的目标.通过对多个数据库的实验分析,该方法能够有效地检测出目标及目标镜面翻转,同时在小偏转角范围有效检测旋转后的目标.     

基于改进MP的稀疏表示快速算法及其滚动轴承故障特征提取应用

在恒定转速情况下,旋转机械中滚动轴承的局部故障往往导致周期性冲击,从而产生周期性瞬态振动信号。对局部故障的瞬态特征提取一直是故障检测的关键问题。基于匹配追踪(Matching Pursuit,MP)算法的稀疏分解是一种信号自适应分解算法,是强噪声背景下微弱特征提取的有效方法之一。针对滚动轴承故障振动信号稀疏表示过完备字典的选择与构造问题,基于相关滤波法优选与冲击波形匹配的Laplace小波原子构造稀疏表示中的过完备字典;针对基本匹配追踪算法计算量大、效率低的问题,结合FFT快速运算特性,通过互相关运算替换基本匹配追踪算法中的内积运算,研究基于改进MP的稀疏表示快速算法,进而提高计算效率。仿真与滚动轴承故障实验分析结果表明该算法能准确的提取滚动轴承故障特征且计算效率高。     

自由液面水流与固体构筑物作用的高精度数值模拟

采用界面保持水平集法捕捉自由液面,结合浸入边界法处理固液交界面的方式,开展自由液面水流经过固定障碍物的复杂流场模拟.在计算过程中,将障碍物对水流的影响用虚拟力的形式加入到流场求解中.求解水平集函数时,使用迎风紧致差分格式,以得到高精度的解.为了确保界面始终处于一个非常薄的厚度,在每个计算步长中对水平集函数进行重距离化处理,利用投影法求解Navier-Stokes方程中的压力项.通过将模型应用于计算带障碍物的典型溃坝问题,包括底床上的矩形和工程中常见的悬空支撑圆形障碍物,得到的数值结果与实验数据吻合较好,验证了该算法的准确性和稳定性.     

基于定点连续观测的钱塘江涌潮特性研究

本文基于天文大潮期间钱塘江涌潮河段定点连续实测的最新资料,对钱塘江涌潮的潮位、潮流、盐度和浊度等特性参数进行分析研究。潮位、平均流速、垂向分层流速和盐度、浊度变化数据表明:涨落潮期间该河段的潮位呈双峰变化过程,涌潮抵达时水位骤然升高,之后下降,约40.0 min后,水位再次开始升高至高潮位,涌潮到达约3.5 h之后逐渐变为憩流;涌潮Fr为1.10,涌潮形态呈现为波状涌潮且水波较弱。涌潮到达瞬间,流场整体发生转向,流速大于涌潮前流速,且底层流速增大幅度大于表、中层,流速分层不明显。盐度在涌潮到达后约40.0 min后开始明显增大,与流速的改变相比存在一定的滞后,主要因为潮流入侵引起盐度增加。底层浊度随涌潮的到达而同步升高,主要是涌潮导致流场剧烈变化,引起床面冲刷和大量细颗粒泥沙悬浮;之后,浊度随涨潮流减弱而逐渐减小,憩流时达到最小,而后随着流速转向及退潮流增大而再次增大。该研究为钱塘江涌潮特性分析和钱塘江取水及岸滩冲淤防护等工程提供了科学依据。