基于超复数相位相关的彩色图像配准算法

由于数学上的限制,在使用传统相位相关技术对彩色图像进行配准时,必须先将其转化为灰度图像,在此过程中损失了图像的色度信息,导致配准精度的降低。针对此问题,提出了一种具有亚像素精度的彩色图像配准方法。首先通过数学推导得到一种新的超复数相位相关表达式及相关系数与图像位移间的解析表达式,然后使用最小二乘法从相关系数矩阵中,直接估计出图像间存在的位移。该算法能够充分利用彩色图像的灰度和色度信息,提高配准精度。仿真实验结果证明了算法的有效性。     

全仿射形变下基于点特征的SAR图像配准方法

全仿射形变条件下,待配准合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像与参考SAR图像之间存在各向异性尺度变化,导致传统的点特征图像配准算法难以提取到足够多的匹配特征点进行图像配准。为此,提出了一种基于仿射形变矩阵分解与尺度变化矩阵估计的点特征图像配准算法。该方法首先将仿射形变矩阵分解为图像旋转矩阵、尺度变化矩阵以及常数矩阵的乘积,而后利用粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法对尺度变化矩阵中的未知参数进行搜索估计,并根据估计结果对图像进行尺度规范处理,以抑制图像间的各向异性尺度变化,在此基础上再利用尺度不变特征转换(scale invariant feature transform, SIFT)算子提取匹配特征点进行配准处理。实验结果表明,与现有方法相比,对于全仿射形变条件下的SAR图像配准,本文所述算法可以提取到更多的匹配特征点,因而具有更好的配准性能。     

#br# 解析搜索偏移量的InSAR图像精配准方法

基于插值的干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)图像配准方法能够达到亚像素精度,但配准精度取决于插值单元尺度,且计算量会随精度要求提高大幅增加。提出了一种将图像配准过程转化为连续函数优化问题的精配准方法。首先,该方法通过整合插值和互相关函数搜索过程构造了一个解析代价函数,在连续域内搜索的偏移量精度不依赖于插值单元,提高了配准精度;然后利用该代价函数对于偏移量参数的梯度信息,采用拟牛顿法来优化代价函数,快速收敛并得到与最优值对应的亚像素偏移量,具有较低的运算量。实验结果表明该方法与传统方法相比有更高的配准精度,且在计算复杂度方面有较大改善。     

基于SVM与Mean-Shift的非刚性目标跟踪框架

针对动态背景下,序列图像中的非刚性目标跟踪问题,提出了一种基于支持向量机(support vector machine,SVM)和均值移动(Mean-Shift)的序列图像目标跟踪框架。在初始图像中选择跟踪目标所处的矩形框,将目标框周围一定范围的像素作为背景。以目标和背景数据训练SVM二值分类器。运用得到的分类器对下一帧图像相同区域内的像素分类,得到二值的置信图(confidence map),在置信图范围内运用Mean-Shift算法求得当前目标位置,移动目标框和背景框的中心到目标位置,以10%的比例缩放目标框并选择最优者以适应目标尺度变化。以此时的目标像素和背景像素训练新的SVM分类器,进行下一幅图像的跟踪,直至完成整个序列图像跟踪任务。实验证明,该方法适用于动态背景及非刚性目标的跟踪,且实时性较好。     

基于优化回波数据的图像配准InSAR干涉相位估计

提出一种基于优化回波数据的自适应图像配准InSAR干涉相位估计方法.该方法充分利用相应像素对及其相邻像素的相干信息,通过获得的最优加权向量对SAR图像进行自适应配准处理,实现对回波数据优化从而获得地形干涉相位最优估计.实验结果表明了该方法有效性的同时,能够在SAR图像配准误差较大(可以允许达到一个分辨单元)的情况下,得到稳健的干涉相位估计结果.     

基于特征点配准的气动光学图像校正方法研究

针对气动光学效应图像校正问题,提出了一种基于特征点配准的像素偏移盲目校正方法。由于高速流场引起的像素偏移具有很强的随机性和非线性等特点,采取二阶函数非线性模型来拟合畸变图像的像素偏移量,同时根据序列多帧图像的像素点偏移变化统计规律获取原图像的像素点初始位置,从而实现对各帧畸变图像进行像素偏移校正。仿真实验结果表明了方法的有效性。     

基于轮廓特征的多模态医学图像的配准

多模态医学图像的配准在医学诊断和治疗计划中起着重要的作用。提出一种基于轮廓特征的迭代最近点 (SVD -ICP)的配准方法。这种方法是将最优化解析方法与迭代搜索相结合来解决图像轮廓点匹配问题的 ,适用于不同模态医学图像之间的配准。关于CT -MRI和PET -MRI图像的配准实验证明 ,该方法是有效的。     

刚体变换下基于轮廓的多传感器图像配准算法

提出了一种基于轮廓的多传感器图像配准算法,输入图像之间的几何变换假设为刚体变换。该配准算法的特点是根据匹配轮廓对的质心和长轴计算配准参数,克服了传统的基于特征的图像配准算法控制点检测与匹配的问题,算法鲁棒性较高。首先提取输入图像中的明显轮廓,然后对提取的轮廓进行匹配,并将其中匹配的开轮廓对转化为闭合轮廓对,然后根据所有闭合轮廓对的质心和长轴估计配准参数。实验结果表明,所提算法能精确解决输入图像之间仅存在旋转和平移情况时的图像配准问题。     

任意沿轨基线长度双孔径SAR-ATI动目标检测方法

提出了一种适用于沿轨迹排列、任意间距的双孔径天线ATI动目标检测方法,应用于地形高度有起伏的地杂波环境,给出了相应的测速、定位公式。针对在图像域中难以直接实现非整数像素配准的问题,分别在时域和多普勒域中给出了两种解决方法,实现了图像的高精度配准,并在整个观测带内动目标检测的条件下结合聚焦深度的概念给出了具体的实现过程。最后比较了不同波段对该方法的影响,得出了波长越长,测速与定位精度越高,最大可检测不模糊速度提升的结论。仿真结果表明,在不考虑系统噪声的前提下该方法可以实现精确的测速与定位。     

基于联合像素模型的InSAR干涉相位稳健性估计

针对InSAR处理中存在图像配准误差时,由特征值估计噪声子空间维数失效的问题,提出了一种基于干涉相位和特征向量构造的投影矢量来确定噪声子空间维数,进而估计InSAR干涉相位的方法.该方法在图像存在配准误差时,不仅能够准确地估计出噪声子空间的维数,同时增强了联合像素方法估计干涉相位的实用性和稳健性.通过仿真数据和实测数据的处理结果验证了方法的有效性.     

信息不完全下联盟结构合作对策的比例Owen解

不完全信息下联盟结构合作对策(简称不完全信息对策)是指特征函数中部分联盟价值缺失的联盟结构合作对策.Owen值应用前提是可行联盟的特征函数完全已知,因此Owen值不适用于求解不完全信息对策.根据不完全信息对策中已知可行联盟的特征函数,定义了比例Owen值.比例Owen值按照"二步法"对合作收益值进行两个层次的分配:一是优先联盟之间,二是优先联盟内部.与Owen值不同的是,在优先联盟内部比例Owen值依据每个成员对所在优先联盟的贡献率切割优先联盟的所得收益.比例Owen值满足一定的个体理性,并且通过公理化证明可知:比例Owen值是满足有效性、线性、零元联盟性和比例性等性质的唯一解,具有一定优良的性质.最后,将比例Owen值应用到一带一路背景下供应链中局中人作为整体参与合作的问题中,作为不完全信息下多层次合作的一种分配方案.     

一类优先联盟内有限制的具有联盟结构的合作对策

结合具有联盟结构的合作对策和具有权限结构的合作对策,考虑了一类优先联盟内有限制的合作对策.在这类合作对策中,局中人结成一些优先联盟参与合作,而各优先联盟内部具有层级组织结构,其中某些局中人对其他人的行动具有否决权.定义了这类合作对策的一个解,该解是Owen值的推广.证明了其公理化结论,最后通过一个算例说明这类合作对策在收益分配问题中的应用.     

M-限制合作对策的最小二乘解

在经典合作对策中,最小二乘解是使得联盟分配值与联盟收益的期望偏差最小的分配方案,众多单值解可以看作它的特例.为了拓展最小二乘解的适用范围,本文公理化研究M-限制合作对策的最小二乘解,这类对策的联盟收益是否已知仅与联盟中局中人的个数有关.首先,基于经典合作对策的最小二乘解定义了M-限制合作对策的最小二乘解.然后,利用拉格朗日乘子法得到了该最小二乘解的具体表达式及其等价形式,并以此重新解释了最小二乘解的现实意义.最后,为了说明最小二乘解的公平合理性,根据该值与ESL值的关系提出了它的公理体系.第一种公理体系是有效性、对称性、线性、非本质对策性、公平对待性.基于该公理体系,替换部分公理可得到其他的公理体系,比如:公平对待性可替换为联盟单调性或者联盟占优单调性;对称性可替换为基数无异性.另外,如果线性弱化为可加性且非本质对策性强化为策略等价性,则也可以公理化刻画最小二乘解.     

带层次结构效用可转移合作对策的多步Shapley值

作为一种局中人结盟形式,层次结构比联盟结构更具一般性.本文致力于给出带层次结构效用可转移合作对策的多步Shapley值,具体给出了其分配过程及公理化刻画.另外,作为一个等价分配过程,本文还证明了它等价于一个特殊效用可转移合作对策的加权Shapley值.研究结果扩展了带联盟结构效用可转移合作对策的两步Shapley值,可为研究其它带结盟限制合作对策的解提供借鉴.     

具有外部性的合作博弈问题中的稳定的联盟结构

传统的合作博弈问题中,联盟的收益只受到联盟中参与者行为的影响,与其他参与者形成的联盟无关.而在具有外部性影响的环境中,联盟的收益不仅与联盟中参与者行为有关,而且还受到其他参与者形成联盟的影响.本文研究具有外部性的合作博弈问题,分析外部性环境对参与者行为的影响.引入划分函数来描述该合作博弈问题中联盟的收益,提出稳定的联盟结构的概念来描述参与者形成联盟的形式,并说明其存在性.然后通过研究划分函数的性质来说明联盟结构是稳定的充分条件.最后设计演化算法来寻找稳定的联盟结构.本文得到如下结论:对于一个任意的联盟结构,若以它为基础可以把联盟结构集合分为多个部分且每一部分满足一定的性质,则这个联盟结构是稳定的.     

基于CIS值的双边链路形成策略优化两型博弈方法

博弈论作为网络形成模型求解的主流工具,在该领域得到了广泛应用,但现有研究主要采用合作或非合作的单一博弈论方法对网络形成问题进行求解,未能很好地反映问题实质。对此,采用非合作-合作两型博弈方法,研究网络链路形成的策略优化问题,可以有效地结合非合作阶段的策略设计与合作阶段的联盟收益分配。首先,在非合作博弈阶段,进行策略设计并形成第二阶段合作博弈的竞争局势。其次,在合作博弈阶段,基于第一阶段非合作博弈的竞争局势,形成联盟及其合作博弈,并采用Semi-CIS值求解各个竞争局势下合作博弈的局中人(节点)分配值。然后,将得到的分配值作为第一阶段非合作博弈的局中人支付值,计算非合作博弈的纯策略纳什均衡解,进而得到双边链路形成的两型博弈模型的最优解(链路连接)。最后,通过数值实例验证了所建模型与方法的有效性和可用性，为研究更加复杂的网络形成问题提供了理论方法。     

模糊联盟的Shapley值与稳定性

基于经典合作博弈Shapley值的概念及模糊合作博弈理论, 给出了具有模糊联盟的合作博弈个体理性及集体理性定义. 基于Butnariu提出的具有比例值的模糊博弈及Tsurumi提出的具有Choquet积分形式的模糊博弈, 结合 Li 提出的Shapley函数的简化表达式, 研究了模糊联盟的稳定性问题, 证明了一些相关结论.     

基于合作博弈的多机飞行冲突解脱策略

针对自由飞行条件下现行多机冲突解脱方法难以实时解脱,提出了一种基于合作博弈的多机冲突解脱方法。首先,研究了评价冲突解脱效果的指标,基于此提出了博弈中的效用函数;其次,构建了合作博弈冲突解脱模型,提出以联盟福利最优解均衡各参与人效益,并进行了论证;最后,在求解中利用粒子群优化算法缩短运算时间。在三机和六机冲突的仿真中,算法能剔除不满足安全间隔的策略后解算出使联盟福利函数最大的均衡点,根据偏好获得多机冲突解脱的最优策略方案。     

合作联盟中的节点选择及功率优化方法

无线网络中节点的合作通过形成联盟可以有效增大系统的安全容量。现有研究只是解决了联盟自身收益最大化的局部优化问题,没有从全局考虑联盟之间存在的竞争和干扰问题。文章首先基于联盟博弈理论,提出了实现物理层安全性能最大的分布式中继选择方案;在此基础上,针对联盟之间存在的干扰和竞争问题,基于有代价的非合作博弈,提出联盟功率的优化方法;根据优化后的联盟功率,联盟内的节点依据信道增益分配联盟的最优功率。仿真分析和性能比较表明,所提出的方法不仅可以形成稳定的联盟,与只考虑局部最优的安全性能相比较,降低了联盟的功率消耗,且提高了联盟的安全收益。     

Cooperative game theoretic load balancing scheme with admission control in IEEE 802.11 WLANs

A load-balancing scheme for IEEE 802.11 WLANs based on cooperative game theory is presented. A coalition among the access points (APs) with overlapping coverage is formed to share the network load through a game. Firstly, the candidate APs submit their load-competing strategies (i.e., the amount of user traffic they can admit in an AC/game period) to the control AP. Secondly, the control AP solves the game by the method of shapley value, which is the maximum traffic allocated to each AP in an AC/game period. Finally, the game is repeated periodically to distribute the traffic load among the APs. Simulation results show that the proposed game can balance the network load effectively compared with the IEEE 802.11 standard balancing solution.