光流计算中的时域微分估计误差分析与逐次逼近计算模型

光流计算是实现视频序列中运动补偿滤波和视频对象三维运动分析的基础,也是检测与跟踪可见光图像和红外图像中运动目标的重要前提.而目前各种光流计算方法大多是基于一阶时空梯度的技术,都没考虑时域微分估计误差对计算准确性的影响.分析了光流计算中产生时域微分估计误差的各种因素,提出了光流的逐次逼近计算模型.通过位移预补偿方式减小了时域微分估计中的不准确性,极大地提高了光流计算精度.理论分析和大量对比实验证明,光流的逐次逼近计算模型比通常的光流计算方法具有更高的准确性.     

基于光流估计的运动目标检测系统设计实现

光流场计算是计算机视觉及视频图像压缩中的重要领域,它的实时实现又是该领域的一个重要研究课题。考虑到硬件实现的实时性,综合分析了现有的各种光流算法,重点对基于区域相关匹配的光流估计算法的运算进行改进;同时研究了改进算法的体系结构,并进行了设计实现。设计中总体采用了并行流水线结构方式,在某些流水线段上采用了SIMD结构,提高了系统处理速度。验证结果表明,系统处理时钟的速度可以达到80 MHz。对于256×256的图像序列,如果系统实际工作时钟频率为50 MHz,每处理一帧仅需要16 ms。     

基于高斯过程模型的时空响应稳健参数设计

针对大规模时空数据的稳健参数设计问题,将快速不可分离高斯过程(fast nonseparable Gaussian process, FNSGP)模型与多元质量损失函数相结合,建立一个新的优化方案.首先,在考虑空间与时间相关性的条件下,使用FNSGP模型构建输入因子与质量特性之间的响应曲面,并采用前向滤波和后向平滑的快速、精确算法对模型进行估计和预测;其次,基于信噪比计算时空响应的联合损失权重,构造多元质量损失函数;然后,结合多元质量损失函数建立两阶段参数优化方案;最后,利用非线性优化算法寻找空间与时间因子的联合最优参数设计值.研究结果表明,本文所提方法可以有效地处理大规模时空数据的元建模与稳健参数设计问题,与可分离高斯过程、线性回归、随机森林等替代方法相比能够获得更为稳健的优化结果.     

基于交替下降条件梯度的前视成像

基于网格的压缩感知(compressive sensing, CS)算法存在格点失配问题, 在分辨力不足的情况下容易产生伪影。而无网格的CS算法常用于二维谐波估计问题, 不适用于存在交叉项等复杂信号模型。对此, 提出一种基于交替下降条件梯度的前视成像算法。所提算法每次迭代首先获得散射点参数的粗估计, 并更新参数集合, 然后对更新的参数集合进行梯度下降, 获得参数集合的精细估计, 实现了在复杂信号模型下连续参数的二维高分辨成像。仿真实验说明了所提算法的优越性与有效性。     

一种基于特征光流检测的运动目标跟踪方法

图像序列的运动目标分割检测与跟踪是一个具有广泛应用的困难问题,特别当目标被遮挡丢失和/或大幅度机动时,算法要有很强的鲁棒性才能实现高精度的连续跟踪。通过特征角点提取、由粗到细层级匹配特征光流及其聚类分析算法实现运动目标分割,利用卡尔曼滤波估计对目标的多特征点构成的最小凸多边形描述子进行跟踪,具有抗遮挡丢失和抗机动功能,因此在跟踪过程中能够较好地保持或重新检测目标的最小凸多边形,使检测与跟踪算法鲁棒性强。对运动目标真实图像序列的实验结果充分证明了算法的优良性能。     

基于负熵准则盲分离方法的剖析与研究

从统计学原理、负熵近似计算、算法的稳定性定理、最大负熵方法的历史演变几个方面，对Hyvrinen负熵准则盲分离算法作出全面的剖析，指出：（1）在负熵ICA算法中，不应引用联合负熵的定义，只宜采用边缘负熵的定义；（2）中心极限定理只能为负熵ICA算法提供一定的直观解释，但不能成为算法的统计学依据；（3）Hyvrinen等人给出的负熵计算公式并不能正确度量随机变量的非高斯性；（4）负熵ICA算法实现盲分离的真正机理是信号非线性变换后均值的极值特性，由此极值特性提出负熵准则未必是合适的。     

基于进化计算的多目标鲁棒优化方法

工程应用中求解多目标优化问题时,所求的解既要具有较高的质量,又要满足指定的鲁棒性要求.对已有的多目标优化解的鲁棒性度量方法进行了分析,基于用户提出的严格鲁棒性要求,给出了一种严格鲁棒性度量方法并建立了求多目标鲁棒Pareto最优解的数学模型.模型归结为一个嵌套的双重优化过程,外层优化过程用于搜索高质量的解,内层优化过程用于测量候选解的鲁棒性度量指标.以进化计算作为搜索引擎,给出了实施模型的算法,仿真结果表明了方法是有效的.     

基于空时约束的自适应迭代单脉冲估计方法

在机载雷达参数估计过程中, 在主瓣杂波区附近自适应和差波束会发生畸变, 角度和多普勒频率参数估计之间存在耦合, 导致传统和差单脉冲估计方法的参数估计性能严重下降。针对此问题,提出了一种基于空时约束的机载雷达自适应迭代单脉冲估计方法。该方法首先通过导数约束和零点约束确保所形成的差波束为最优差波束; 其次利用广义单脉冲法进行参数估计, 解决了多参数估计之间存在的相互耦合问题; 最后通过自适应迭代方式进一步提高目标参数的估计精度。计算机仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于近似观测和最小熵约束的SAR稀疏自聚焦方法

当采样率较低以及重建散射点数量较多时, 基于两步优化的稀疏自聚焦方法收敛速度较慢且容易陷入误差较大的局部最优解, 导致自聚焦失败。针对此问题,提出了一种基于近似观测和最小熵约束的稀疏自聚焦方法。首先, 为解决测量矩阵规模大、内存占用高的问题, 构建了一种基于近似观测的稀疏自聚焦模型, 在聚焦图像的傅里叶变换域引入误差相位。然后, 在采用最大似然估计器估计误差相位时增加了最小熵约束, 同时采用相位梯度自聚焦法提供误差相位的初始解, 有效降低了迭代次数并使迭代结果更接近全局最优解。机载合成孔径雷达的实测数据成像结果表明, 与常规自聚焦方法相比, 所提方法具有更快的收敛速度和更稳定的自聚焦性能。     

基于改进证据理论的导弹状态评估方法

针对目前导弹状态评估存在的问题,在分析导弹状态参数的基础上,建立了导弹状态参数体系,并将导弹状态按照实现其特定功能分为良好状态、较好状态、堪用状态、拟故障状态和故障状态,进而设计了一种基于改进证据理论的多指标融合导弹状态评估方法。针对D-S证据理论应用于导弹状态评估存在的证据源权重分配、合成过程中未知信息处理及冲突分配等问题,在分析现有改进方法的基础上,采用状态参数的权重系数对原始证据源进行修正,并基于全局冲突应在引起冲突的焦元之间进行局部分配的思想对证据理论进行了改进。通过实例分析,验证了改进方法的有效性及设计的导弹状态评估方法的正确性。     

基于EA流程图的指挥流程信息可视化方法

针对传统的基于线性列表可视化显示方式难以满足高效指挥流程监控与评估要求的问题,提出和实现了一种基于事件行动(event action,EA)流程图的指挥流程信息可视化方法。首先,基于可视化显示内容与形式的军事需求,提出了一种EA流程图模型;其次,建立了指挥内容军事概念模板,实现了非结构化基础数据到结构化指挥行动信息的转换,基于指挥流程规则知识比对方法,实现了按照指挥目标任务分类的指挥事件信息生成,形成了从数据到EA流程图映射的方法过程;最后,以装甲机械化部队作战指挥仿真训练为应用案例,设计实现了指挥流程信息可视化系统,对提出方法的可行性和有效性进行了验证。     

Self-determinate evaluation method based on condition of weights non-dictatorial rate

The condition of weightes non-dictatorship is extended and a comprehensive evaluae method emboding self-determinate which is combined with competitive view optimization principles is built. The basic process includes simulating the model of economic man's self-benefit bahaviors, taking the place of experts to evaluate, bringing in the model of minimizing the sum of included angles to integrate the information of multiple objects and put the objects in order finally. The method has the advangtages of less dependendence on the subjective information, plenty of information, fair process and simple caculating. Finally, an application example is given to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

基于知识约束的决策实体配置问题建模与求解

针对指挥控制组织设计中决策实体的配置问题,提出了在知识约束条件下该问题的数学模型及其求解方法。分析了该问题的约束条件,包括该问题的知识约束、隶属约束、能力属性约束等,建立了以最小化决策实体工作负载均方根为目标的优化模型,提出了基于遗传算法的模型求解算法,设计了针对问题模型的染色体编码方式、适应度函数以及遗传算子。最后结合联合作战仿真算例中一个任务与平台关系的设计方案,验证了所提方法的可行性和稳定性。     

基于辐射能量缩减约束的双机雷达协同目标跟踪方法

辐射能量减缩是提高机载雷达射频隐身性能的有效途径。针对目标跟踪过程中辐射能量的减缩量约束, 首先通过分析双机雷达协同的目标回波信噪比, 分别从双机与目标距离比和目标雷达散射截面积推导了其对雷达总辐射能量减缩值的贡献; 然后针对雷达目标跟踪过程中的采样间隔算法, 分析了基于滤波残差的递推法与其他两种方法的目标跟踪精度与仿真计算效率; 最后利用交互式多模型卡尔曼滤波算法与基于滤波残差的递推采样间隔法仿真, 验证了目标跟踪过程中双机雷达辐射能量的减缩量, 并仿真了有源无源协同目标跟踪对双机雷达总辐射能量减缩值的贡献。实验结果表明,本文设计的跟踪策略具有更佳的隐身性能。     

SAR渐进扫描模式波位线性设计方法

针对星载合成孔径雷达渐进扫描模式系统波位设计流程复杂、效率较低的问题,首先对星载合成孔径雷达渐进扫描模式系统波位设计中一些尚未被关注的问题开展研究及论证,包括方位向分辨率随距离向变化的特性、天线方位向偏扫引入栅瓣对方位模糊度的影响以及时序关系同观测效率之间的关系。在此基础上提出线性流程的波位设计方法,该方法根据方位模糊度指标要求对脉冲重复频率进行优化选择,增加了系统设计的自由度,避免了迭代运算的过程,提升了系统波位设计的能力。最后通过仿真验证了本文方法的有效性。     

基于多目标物资调配优化模型的复杂应急系统并行计算方法

为了解决大规模的应急系统中的物资调配的问题,以时间性,效率性为优化目标,建立了模糊目标集数学模型,给出了单事故点的优化算法;并提出了一个以应急事故点为中心对救援点进行聚类划分的方法,将复杂多事故点应急调配的问题分解为单事故点来计算,把任务分配到不同处理器中并行执行.实验结果表明,基于多目标优化模型的并行算法大大地提高了应急调配解算速度,能为决策者提供更有效、快速、智能的服务.