视频和GIS协同的人群状态感知模型

针对监控视频在图像空间难以统一、宏观及真实量化人群状态的问题,提出了一种基于地理信息技术进行人群状态地图展示、量化分析及预警的方法.首先,通过摄像机厂商或标准视频流接口接入监控视频;然后,将视频图像调整为较小尺寸,采用光流法进行计算,获取图像空间下的光流场;最后,将各个监控视频相应的光流场映射至地理空间,即可在地图中观察人群运动状态,并可通过散点内插、等值线等进行分析,通过相关阈值的设置实现人群异常检测与预警.本文基于MATLAB、ArcGIS Engine、C#等技术,采集多个实验视频,并研发了基于GIS的人群状态感知原型系统,对相关算法进行了验证.结果表明,该方法相对于传统图像空间下的人群状态检测方法,具有人群运动可定位、可量测、可宏观观察和预警等优势.     

基于网络可控性的地铁客流控制站点识别研究

选择合适的站点进行客流控制有利于提高地铁高峰期客流时空分布均衡度和运力资源的利用效率.基于网络可控性判别原理提出客流控制站点选择优化策略,通过引入阈值,将初始状态连接矩阵转化为骨干矩阵,给出节点控制能力的概念,提出求最小驱动节点集的搜索算法.以某市地铁客流网络进行算例分析,结果表明:当限流车站达到23%以上时,系统处于可控状态,给出了路网在可控状态下的最小控流车站集合.     

人体运动检测的光流与肤色融合方法

针对复杂背景环境中光流法难以检测出完整的人体目标区域的问题,提出了一种融合光流和肤色信息的人体运动检测方法.对视频序列进行光流分析,确定目标的运动区域;同时基于马氏距离检测出肤色区域;并对光流和肤色信息进行数据融合,分割出人体运动区域.实验结果表明,该方法能够有效地检测出完整的人体目标.     

基于光流法和深度学习的燃气火焰稳定性

结合光流法和深度学习对燃气火焰稳定性进行了研究.采用光流法直接计算出火焰图像的光流矢量,观察火焰在二维图像中的脉动情况,并提出光流脉动评价模型,可以评估火焰的燃烧稳定性.此外,搭建基于VGG-Nets的深度卷积神经网络模型,在ImageNet预训练权重上进行微调,结合火焰静态与动态特征,实现了对五种典型燃烧状态的分类与识别.结果表明:该方法对火焰的不同燃烧状态具有很好的判断能力,对不稳定燃烧的火焰识别率很高.     

基于深度学习的高铁接触网定位器检测与识别

高铁接触网安全监测的主要方法是采用可见光高清相机捕捉接触网零部件的图像序列,通过图像处理和计算机视觉技术实现对零部件的检测、识别与跟踪.在整个监测系统中,定位器检测识别是必要的基础工作.传统的目标检测算法受限于特征描述子的设计,难以依靠人工设计出具有通用性、鲁棒性、高精度的特征描述子.于是提出基于Faster R-CNN模型实现高精度的接触网定位器检测,同时采用Hough变换检测出定位器的骨架轮廓,并通过滤线机制筛选出定位器的最优拟合直线段,为定位器坡度的非接触式精准测量做好基础性工作.     

基于视频图像的公交车人群异常情况检测

为了加强公交安全防范,提出了一种基于视频图像的主要体现为过快移动速度的公交车人群异常情况检测方法。根据人群运动轨迹确立图像感兴趣区域;利用改进的Vi Be算法提取运动目标,缩小数据处理范围;用Shi-Tomasi角点检测算法提取特征点;最后利用带修正系数的金字塔Lucas-Kanada光流法提取运动目标速度信息,进行异常情况的检测。实验表明,与基本Vi Be算法相比,改进后的Vi Be算法对光照具有更好的鲁棒性,该人群异常检测方法正确率达86.4%以上。     

中压直流供电系统远端站点接地状态扫频阻抗检测法

为解决中压直流供电系统中远端站点设备外壳接地状态远距离检测问题,提出了一种基于扫频阻抗的远端站点接地状态检测方法。首先建立了中压直流供电系统的中心站点、传输线路及远端站点模型,并将远端站点接地状态分为正常接地、远端接地断开以及远端与电缆接地均断开3种状态。通过理论分析,在中心站点并联一个高频交流源支路,检测高频交流源输出端对地阻抗,可以判断远端站点接地状态。基于PSpice及PSCAD的仿真研究发现,利用扫频方法得到网络正常接地状态时的谐振频率,并设置交流源频率为该频率,可提高对地阻抗检测方法的区分度。根据得到的电流扫频曲线,发现不同接地状态时电流扫频曲线中平均谐振频率会发生改变,平均谐振频率与线路传输距离长度有关。对150、500及1 000m长度的单条线路,300m&800m、500m&1 000m长度的双传输线路远端站点接地状态进行检测,仿真验证了扫频阻抗检测方法的可行性。最后,提出了针对中压直流供电系统中远端站点接地状态的检测算法流程图。     

基于张量黎曼度量的序列图像匹配光流场计算方法

使用序列图像的灰度-时空张量描述子来描述图像特征,并在此基础上提出了一种基于张量黎曼度量的序列图像匹配光流场计算方法. 该方法使用张量的黎曼度量给出序列图像特征描述子间距离的定义,并使用改进的Hausdorff距离取代欧式距离来完成黎曼度量的计算,据此构造序列图像匹配相关函数,以提高图像在噪声及遮挡情况下的匹配能力;在上述基础上,给出匹配光流场算法. 仿真结果显示,该算法相对于传统基于微分的光流场计算方法（H-S算法,L-K算法）和传统的基于灰度的块匹配算法在计算精度、抗噪声等方面更有优势.      

一种改进的ORB特征点匹配算法

针对ORB特征描述算法没有解决尺度不变性的问题,提出了一种将具有尺度不变性的BRISK特征描述符与ORB特征检测子相结合的特征点匹配算法;利用ORB特征检测子检测待测图像中的特征点,并借鉴BRISK特征描述算法的思想对检测到的特征点进行均匀采样,然后对采样到的特征点进行特征描述,最后使用暴力匹配的方法计算汉明距离从而完成特征匹配;通过实验验证了改进算法,有效地解决了ORB特征描述算法不具备尺度不变性的问题,相较于原ORB算法,改进算法的尺度不变性得到了有效提高且更加稳定、可靠,同时,改进算法的实时性也略优于原算法,适合于要求实时性高且尺度变化大的应用中。     

基于快速稀疏编码与惊奇计算的视频异常检测方法

提出一种可用于视频中群体异常和个体异常检测的方法,即先用快速稀疏编码算法生成字典,再用字典表示测试特征样本,并以重构误差作为目标函数进行异常判别;对于群体异常,用块匹配运动估计代替耗时的整帧光流计算,生成多尺度运动直方图,有效地减少了计算复杂度;对于个体异常,提取HNF特征,若稀疏表达的重构误差超过阈值,则用惊奇计算进行二次检测,判断其是否为噪声导致的虚警,计算字典中已包含和未包含的不同特征描述子之间的差别,若判别出虚警,则更新字典减少后续检测中噪声干扰的虚警数.实验表明,算法有效地提高了检测率,降低了计算复杂度,且易于实现.     

改进的MOPs图像匹配算法

针对MOPs算法在处理图像旋转方面的不足,提出了一种新的旋转不变的特征描述子,用以匹配存在缩放、旋转、平移的图像.用Harris角点检测算法,检测金字塔模型的每层图像,在特征点处提取旋转不变特征描述子,用特征描述子之间的匹配来寻找两图像间的匹配点,最后用RANSAC方法剔除误配点,实验结果表明比MOPs算法具有明显的优越性.     

基于特征光流的多运动目标检测跟踪算法与评价

光流车辆检测算法其光流不仅携带了运动物体的运动信息,还包含丰富的三维结构信息,能够在未知场景信息的情况下对运动目标进行准确检测;但传统光流法计算方法复杂、抗噪性能差、处理速度缓慢,无法满足多目标实时检测的实际需求。为提高光流法实时检测效率,同时保持较好的检测精度,提出了一种基于Harris特征点光流及卡尔曼滤波模型的多运动目标跟踪算法;并提出新的视频目标检测算法性能评价指标。通过对不同实验场景下多个运动目标的检测与跟踪实验统计结果表明,对比主流Meanshift车辆跟踪算法,检测精度平均提高4.61%;且跟踪持续性提升41.5%,具有更好的鲁棒性及准确性。在时间效率上较比传统光流法平均提升42.9%,能够更好地满足目标跟踪实时性要求。     

改进SIFT算法在特征匹配中的应用

对尺度特征不变SIFT算法进行了研究。针对原算法中128维特征描述子在匹配过程中效率低的情况,提出64维特征描述子。该描述子增加了特征点邻域的统计范围,增强了特征点的特征信息,降低了特征描述子的维数;特征点匹配阶段,采用欧氏距离作为度量,采用基于BBF的Kd-树对特征点进行匹配,提高了匹配速率。实验表明,匹配速率提高了5%到15%,配准精度与原算法相近。     

基于磨粒显微形态分析的发动机磨损状态监测与故障诊断技术

主要介绍基于形态学方法的磨粒显微分析与综合识别技术,及其在发动机磨损状态监测与故障诊断中的应用．首先应用形态学方法建立了．一套磨粒显微特征描述体系,以提取磨粒特征信息并进行磨粒识别;基于磨粒识别分析的结果,并结合摩擦学理论,实现对发动机磨损状态检测与故障诊断。     

基于光流的人体运动实时检测方法

针对目前广泛使用的光流法计算耗时严重问题,提出了基于差分图像绝对值和(SAD)与光流法相结合的人体运动检测方法. 通过计算SAD检测出运动区域,在已确定的运动区域内进行Horn-Schunck光流场计算,准确地计算出人体的运动信息. 在后续处理中,应用形态学的闭运算和连通性分析,较完整地分割出人体运动目标. 实验结果表明,该方法有效地提高了系统的计算速度,能够实时准确地对人体运动进行检测.     

基于DCT和修正CSLBP的局部特征描述子

为了更好地兼顾特征描述子的鲁棒性和维数,提出了一种基于离散余弦变换(DCT)和修正中心对称局部二值模式(CSLBP)的局部特征描述子.综合利用了修正CSLBP算法的快速性、亮度不变性、旋转不变性和DCT算法的去相关性、能量集中性、可分离性.首先利用Hessian-Affine算子进行区域检测并进行规范化处理,然后在局部旋转不变坐标系下计算CSLBP描述子,最后应用DCT压缩该修正的CSLBP描述子,得到了一种64维的局部特征描述子.实验结果表明:提出的描述子在图像模糊变换、视角变换、仿射变换、线性亮度变化和JPEG压缩变换下具有良好的性能,特别对于纹理信息较强的图像序列集有更好的效果,而且该描述子生成和匹配速度都较快,适用于实时性要求较高的应用.     

基于密集光流的步态识别

作为一种生物特征,步态在视频监控、行为分析等领域具有很大的应用前景.提取步态特征的关键在于对步态在时间、空间两个维度上的变化模式进行描述.基于密集光流提出了一种步态特征提取算法,通过密集光流表征每帧图像人体区域各部位的运动强度和方向,综合一个步态周期内所有单帧特征作为步态周期的特征.利用主成分分析、线性判别分析对步态特征进行降维处理,用支持向量机进行分类,验证提取特征的分类性能.实验结果表明,所提算法采用光流特征,提供了丰富的动态信息,可以很好地描述步态在时间维度上的变化,在与现有步态特征描述算法的对比中,体现出了良好的识别性能.     

基于改进SIFT的视频超分辨率重建快速配准算法研究

通过改进硬件的方式来提高成像质量,在技术上实现困难且成本高昂,因此采用数字图像处理的方法来提高图像的分辨率.提出了一种改进的视频超分辨率重建的快速SIFT图像配准算法,该算法放弃对128维特征描述子的计算,而采用特征点之间的灰度相关系数来进行初始匹配,并用平面坐标欧氏距离配合匹配关联度算法来取代特征描述子进行误匹配的剔除,大大降低了计算开销.实验证明,改进算法取得了良好的配准效果,在保证配准质量的前提下,其时间开销只有基于传统SIFT特征点检测方法的1/3.     

改进的SIFT耦合特征点集群的图像伪造检测算法简

针对当前图像伪造检测算法进行图像伪造检测时主要通过设定比例阀值来实现特征匹配,存在检测误差大、鲁棒性不强等不足,提出了改进的SIFT耦合特征点集群的图像伪造检测算法.首先,采用二进小波变换提取伪造图像的低频子带以用于特征点检测;然后,基于特征点邻域旋转不变纹理特性,改进了SIFT机制,生成新的特征描述子对其进行描述,减少误匹配,并提出了自适应匹配策略,通过搜索最优比例阀值,以提高算法检测精度及鲁棒性;最后,通过构建特征点的均值漂移向量,对特征点均值和特征点的偏差进行度量,实现特征点的集群,从而完成图像的伪造检测.仿真结果显示:跟当前的伪造检测方法相比,本文方法具有更高的检测精度与鲁棒性,呈现出较好的ROC特性.     

改进的SIFT耦合特征点集群的图像伪造检测算法

针对当前图像伪造检测算法进行图像伪造检测时主要通过设定比例阀值来实现特征匹配,存在检测误差大、鲁棒性不强等不足,提出了改进的SIFT耦合特征点集群的图像伪造检测算法.首先,采用二进小波变换提取伪造图像的低频子带以用于特征点检测;然后,基于特征点邻域旋转不变纹理特性,改进了SIFT机制,生成新的特征描述子对其进行描述,减少误匹配,并提出了自适应匹配策略,通过搜索最优比例阀值,以提高算法检测精度及鲁棒性;最后,通过构建特征点的均值漂移向量,对特征点均值和特征点的偏差进行度量,实现特征点的集群,从而完成图像的伪造检测.仿真结果显示:跟当前的伪造检测方法相比,本文方法具有更高的检测精度与鲁棒性,呈现出较好的ROC特性.