Distributed virtual reality system based on hybrid rendering

A distributed virtual reality system is presented based on a hybrid rendering scheme. This system first predicts the camera position of the next key frame in real-time according to the tendency of the current camera movement. The predicted key frame is then generated using a geometry-based algorithm. Finally, a real-time backward image warping algorithm is employed to create a smooth transition between the two adjacent key frames. Since the ren dering procedure can be divided into two independent steps, this system can be efficiently implemented in distributed mode.     

Improved hand tracking algorithm in video sequences for intelligent rehabilitation

Intelligent rehabilitation system is an active research topic. It is motivated by the increased number of limb disabled patients. Human motion tracking is the key technology of intelligent rehabilitation system, because the movement of limb disabled patients needs to be localized and learned so that any undesired motion behavior can be corrected in order to reach an expectation. This paper introduces a realtime tracking system of human hand motion, specifically intent to be used for home rehabilitation. Vision sensor (camera) is employed in this system to track the hand movement, and the improved Camshift algorithm and Kalman filter are used to implement dynamic hand tracking in the video. CAMSHIFT algorithm is able to track any kind of target colors by building a histogram distribution of the H channel in HSV color space from the region of interests selected by users at the initial stage. Kalman filter is able to predict hand location in one image frame based on its location data detected in the previous frame. The experimental results show that this system can track 2D hand motion and has acceptable accuracy by using the two algorithms properly. The new algorithm proposed in this paper can not only deal with the skin color interference problems, but also deal well with the track of complex background.     

一种基于深度卷积神经网络的摄像机覆盖质量评价算法

随着视频监控系统的大规模普及,视频监控系统的效用评价成为一个重要的研究课题.当前视频监控系统评价只考虑了摄像机的覆盖率,缺少对摄像机覆盖质量的量化评价.该文提出了一种基于深度卷积神经网络的监控摄像机覆盖质量评价算法.将摄像机覆盖质量评价问题转化为对摄像机所采集视频帧的质量评价问题,探讨了基于视频帧的摄像机覆盖质量等级的分级策略,标注了一个摄像机视频帧质量等级数据集; 设计了一种新颖的多维标签赋值方法,利用深度卷积网络学习鲁棒的视频帧表示,进一步基于支持向量回归机(SVR)学习视频质量回归函数,从而实现对摄像机覆盖质量的鲁棒估计.实验结果表明:该算法能够准确地对监控摄像机的覆盖质量进行自动评测,有效监测了摄像机监控质量的实时变化.     

基于FAST关键点的增强现实跟踪注册算法

介绍了一种基于 FAST关键点的无标志点增强现实跟踪注册算法. 算法在标定关键帧图像的基础上,对获取的视频图像,使用FAST角点探测算法提取特征点并建立相应点的SURF描述. 经过RANSAC算法消除外点后,将这些点与关键帧图像中的FAST关键点进行匹配,获取摄像机的姿态,完成系统的自动跟踪注册. 实验结果表明,算法实时性好、鲁棒性强、跟踪定位精度高,有效推动了AR在智能终端的应用.      

基于MAS的分布式协同设计任务冲突处理研究

任务分解与冲突控制是网络分布式环境下进行产品并行设计的关键．通过收集产品各领域的指标约束与关系约束来构建基于约束网络的产品参数协调模型，采用区间描述设计变量的不确定性信息，并将区间算法与基因算法相结合实现了一致性模型求解框架，使用该方法能够检测潜在冲突，得到与给定产品指标相对应的设计变量可靠解空间，进而辅助设计人员决策。同时采用Agent技术对协同设计中多群体多层次的设计任务和设计进程进行管理和控制，建立了以项目和任务为中心的协同设计Agent模型，研究了模型共享、协同设计agent、并发控制机制等关键技术，构建了一个基于多Agent的分布式实时协同设计原型系统应用实例说明了其有效性。     

ArUco-SLAM:基于ArUco二维码阵列的单目实时建图定位系统

高精度自动建图算法是ArUco二维码阵列定位系统应用的前提和核心,现有在线建图算法累计误差大且易受误检测影响,而人工标定和离线建图的方式则效率低、耗时长. 为解决上述问题,本文提出了一种ArUco-SLAM单目实时建图定位算法,其采用前后端并行建图、联合优化的框架,前端以坐标系变换封闭原理对地图进行快速更新和局部修正;后端以非线性优化算法最小化二维码顶点总体重投影误差,实现对关键帧序列囊括地图的全局优化;最终,基于联合优化算法实现对前后端地图的匹配,消除前端地图的累计误差. 设计实验对所提算法进行了验证,实验结果证明其相比现有建图系统有着累计误差小和建图效率高的优点,具有建立大规模二维码阵列厘米级精度地图的能力.      

PRI: An Periodically Receiver-Initiated Task Scheduling Algorithm

Task scheduling is a key problem for the distributed computation. This thesis analyzes receiver-initiated(RI) task scheduling algorithm, finds its weakness and presents an improved algorithm-PRI algorithm. This algorithm schedules the concurrent tasks onto network of workstation dynamically at runtime, and initiates task scheduling by the node of low load. The threshold on each node can be modified according to the system information which is periodically detected. Meanwhile, the detecting period can be adjusted in terms of the change of the system state. The result of the experiments shows that the PRI algorithm is superior to the RI algorithm.     

自主足球机器人视觉系统结构及关键技术

提出了自主足球机器人嵌入式多处理器体系结构以及视觉系统的构成框架.对单目视觉系统所涉及的关键技术进行了详细的分析和研究,其中包括图像分割、目标搜索算法、目标定位和机器人自定位技术.基于YUV颜色空间,对目标进行分割,并通过连通区合并来快速搜索目标,同时根据摄像机模型来确定目标的空间位置.实验表明分布式视觉体现结构能够实时准确地完成视觉处理任务.以上新算法可以快速鲁棒地搜索图像目标,并能较精确地确定目标的位置信息和机器人的自定位信息.     

智能汽车中基于视觉的道路检测与跟踪算法

提出了一个基于视觉的道路环境识别算法．该算法能实时提取图像序列中道路信息，获取车辆在道路上的位置、姿态信息，预测前方道路状况，将道路环境信息反馈给智能汽车用于其控制车辆的主动安全．首先联合摄像机内参构建了道路的三维数学模型，突破了以往一些系统将道路看作一个平面的二维模型的局限，算法利用道路标志线的颜色突变特性有效地提取道路边界，并将扩展卡尔曼滤波器与道路模型结合对道路和车体的状态进行实时跟踪分析，获取实时的道路环境信息．实验证明该算法可在直道和弯道以及标志线间断或标志线周围有干扰的各种道路中稳定地工作，在光影条件不利或前方有车的情形下算法仍具有较高的鲁棒性，能够适应多变的道路环境，提供实时有效的信息数据．     

基于BDIAgent的Web搜索引擎的研究

Agent技术是解决复杂、动态、分布式智能应用问题的关键技术．文中介绍了一种基于Agent的搜索引擎的总体结构及其主要技术，它能理解用户的意图，理解用户提交的查询说明的语义，克服了现有搜索方法与语义无关的缺点，从而提高了查全率和查准率．     

基于CNN超混沌的视频加密新算法

针对视频数据实时性高,数据量大等特点,提出了一种基于细胞神经网络的视频加密新算法.该算法以五维CNN作为密钥源,根据明文视频帧的尺寸和明文视频帧本身来选择加密密钥,依据扩散思想,对视频进行加密处理.该算法加/解密速度快,可对任何格式的视频数据实现保密通信,具备通用性,且密钥敏感性和明文敏感性强,密钥空间大,可有效抵抗穷举攻击、统计分析攻击、已知明文攻击、选择明文攻击和密文攻击,安全性更高,具有一定的实用价值.     

A Hand Gesture Based Interactive Presentation System Utilizing Heterogeneous Cameras

In this paper, a real-time system that utilizes hand gestures to interactively control the presentation is proposed. The system employs a thermal camera for robust human body segmentation to handle the complex background and varying illumination posed by the projector. A fast and robust hand localization algorithm is proposed, with which the head, torso, and arm are sequentially localized. Hand trajectories are segmented and recognized as gestures for interactions. A dual-step calibration algorithm is utilized to map the interaction regions between the thermal camera and the projected contents by integrating a Web camera. Experiments show that the system has a high recognition rate for hand gestures, and corresponding interactions can be performed correctly.     

多视成像实时校正与立体显示

手工摆放的平行摄像机阵列所拍摄的多视点立体图像往往会产生垂直视差. 为了消除多视点图像的垂直视差, 必须进行多视点图像的校正. 提出一种简单有效的多视图校正算法, 并基于该算法构建了自由立体显示系统. 应用多线程进行摄像机软同步以及后续的实时优化. 当摄像机图像的上传分辨率为1 280×960、上传速率为25 帧/s、目标3D 显示器的分辨率为1 920×1 080 时, 采用双线性插值, 可达到20 帧/s 左右的显示速率; 若采用复杂度更低的插值方法, 则可达到20 帧/s以上的显示速率. 该算法实现了8路摄像机实时校正和立体显示的3D电视系统.     

基于Jetson-TX2的输电线路设备实时巡检系统

针对输电线路及设备巡检效率低的问题，设计了一种基于Jetson-TX2的输电线路设备实时巡检系统。该系统包括基于YOLO v3算法的Jetson-TX2主控模块和云台相机控制模块。Jetson-TX2主控模块通过TensorRT加速库，对YOLO v3算法模型进行优化加速，完成视频流目标实时识别与定位；采用 PID算法控制云台(PTZ)相机，实现设备的高清图像采集。该系统对输电线路设备整体识别准确率达95%，可实现对视频流的实时检测，有效提高输电线路巡检效率。     

基于 RF5的红外弱小目标跟踪系统的实时性改进方法

利用基于粒子滤波的检测前跟踪算法对红外弱小目标进行检测跟踪时,由于算法的复杂性以及所处理数据量大等原因,使得该系统不能满足实时性的要求。针对这一问题,提出了在RF5框架下实现基于粒子滤波的检测前跟踪算法的改进方案,并成功地在DM642上实现了该算法。实验结果表明,与传统的单线程方式相比,系统的实时性得到了很大提高,可以满足系统实时性的要求。     

一种新的视频质量评价中帧对齐算法

在全参考或者部分参考的视频质量评价算法中,由于视频序列在传输过程中总会存在丢帧、跳帧、停滞等现象,因此在视频质量评价之前进行的帧对齐处理是非常重要的步骤.提出了一种新的帧对齐算法,该方法在国际电信联盟(ITU)的ITU-T J.244和J.247的基础上,对源视频和劣化视频序列进行预处理和相关特征参数的提取,并采用类似滑动窗口的原理对二者进行相似度的运算,根据运算结果可判断是否达到帧对齐.结果表明,该方法可以明显甄别出视频序列相应帧的对齐情况,算法简单、实时性较好,具有一定的实用价值.     

基于分层思想的配电网负荷转供算法

配电网供电恢复的主要目的是在保证支路不过载、电压不越限、电网呈辐射状这三个约束条件下以较少的开关操作尽可能多地恢复失电负荷,并尽量使网损最小。在分层供电树基础上,结合恢复切割思想,提出一种实时算法;该算法将整个计算过程分为离线和在线计算两个部分。首先在离线计算部分中做好相应的准备工作,即对系统进行拓扑分层,并计算一阶负荷矩,然后再根据故障信息进行在线计算。通过分层树的切割方法计算得出非故障失电区的负荷转带方案。最后根据各个方案的负荷转移量、开关操作次数和网损等指标进行方案的优选比较。通过研究和算例分析可以看出将整个算法过程分为离线和在线计算两个部分可以提高算法的在线计算效率,能有效地满足负荷转供的实时性。     

基于边缘增强模板匹配的PTZ主动目标跟踪系统

为实现对运动目标的动态跟踪,设计了基于PTZ摄像机的主动实时跟踪系统,实现对高关注度目标进行持续跟踪。该系统采用背景建模方法检测当前视野中的运动目标并进行跟踪,针对感兴趣目标采用基于边缘增强模板匹配(EETM)方法进行主动跟踪,并提出了一种简单有效的PTZ摄像机控制方法。采用海康威视球机进行测试,测试结果表明:该系统利用低成本PTZ摄像机可以实现对静态场景和动态场景中目标的检测和跟踪,对感兴趣目标进行主动跟踪,PTZ摄像机控制平稳,能够满足实时性的要求。     

基于通用DSP的红外焦平面视频图像数字预处理系统

为改善红外焦平面阵列探测器成像质量,提出了以高速数字信号处理器为核心的红外焦平面视频图像数字预处理系统,给出了系统的硬件框图和红外图像处理的主要算法实现,对系统的功能、工作过程和关键性技术进行了分析说明.测试结果表明,该系统的积分时间在0.5-5ms内可调,帧频在25-50Hz可调处理延时不超过2ms,实时性和稳定性好,可以作为多种型号军用红外探测器的后处理电路,具有一定的通用性.     

基于ORB-SLAM2的三维占据网格地图的实时构建

针对ORB-SLAM2系统只能输出相机的运动轨迹图,而不能生成用于路径规划和导航地图的问题,提出了一种基于ORB-SLAM2的跳表地图(Skip List Map)构建算法,可用于三维占据网格地图实时构建。首先搭建了一个用于三维占据网格地图实时构建的Skip List Map模型,其时间复杂度仅为O(lgn);其次对Skip List Map三维占据网格地图的生成与更新做了详细推导;最后设计了ORB-SLAM2与Skip List Map算法相结合的方案。通过效率对比实验,表明本文算法具有较高的时间效率与灵活性;搭建实验所需平台并进行了真实场景实时实验,实验表明本文算法能实现三维网格地图的实时构建;且能清晰标识出环境中障碍物的位置,验证了本文算法的有效性。