摄像法测量轻微物体运动参数的试验研究

介绍一种采用CCD摄像测量轻微物体做加速运动的运动参数的方法.文中利用CCD相机摄像和图像采集卡对沿平板运动的轻微物体进行拍摄并将所摄视频存储于计算机中;运用Premiere影像处理软件对所获视频逐帧选择,截取出部分图像;然后运用Photoshop图片处理软件对截取的图像中的运动物体逐帧进行定位,从而获得轻微物体在每一采样时刻的位置;通过曲线拟合后得到该轻微物体的位移-时间曲线的方程;进一步求导,最后得到该物的速度-时间和加速度-时间变化曲线.     

快速序列视觉呈现任务下的脑电分类算法

提出了一个在快速序列视觉呈现任务下的脑电信号分类算法.将图片序列快速呈现给受试者并将同步采集脑电信号,将脑电信号截取分段作为样本集.通过约束有监督降维后样本与样本中心差值的趋近方向,使用训练集脑电数据训练得到映射矩阵;通过特征提取函数将训练集和测试集的脑电数据样本变换为特征矢量,使用支持向量机对样本进行分类.实验结果表明,算法对24名受试者的脑电信号分类的平均正确率为91.5%,平均AUC达到了0.95,证明脑电分类算法具有良好的分类性能,可以在快速序列视觉呈现任务中准确地识别目标图片.     

一个用于教学的屏幕截取软件的开发

多媒体教学常需要使用从计算机屏幕上截取的图片制作课件，或在教学过程中放大显示屏幕某个局部内容，该文探讨了集截取和放大功能于一身、界面简洁、操作方便快捷的屏幕截取软件的设计过程。     

太阳影子定位建模与分析

太阳影子定位是根据物体影子随时间的变化,获取视频拍摄时间和地点的技术.针对太阳影子定位问题,基于直杆影长与杆高构成的直角三角形,建立了影长与时间的函数关系式;利用非线性最小二乘法估计关系式模型中的时间和地点等参数;根据某视频中获取的拍摄数据,采用Matlab技术对数据进行拟合分析,并利用太阳方位角,对拟合得到的影长函数进行回归分析,以完成角度校验.实验结果表明,非线性最小二乘法能够解决太阳影子定位问题,角度验证能够保证建模结果的合理正确性,且此方法简单高效.     

基于二维提升整数小波的电能质量数据压缩技术

为了更好地解决海量录波数据存储空间过大,数据传输效率低的问题,提出将二维提升小波、游程编码、哈夫曼编码相结合的数据压缩方法.首先将实时检测的一维电能质量数据按照周期截取,并依次排列形成二维的数据,对该数据进行二维提升小波分解得到低频系数和高频系数,然后对高频系数进行阈值量化,最后将量化后的数据与低频系数用零行程和哈夫曼进行编码,以进一步提高数据的压缩比.仿真实验结果表明,本文算法相比较传统的二维离散小波算法,能在压缩比提高一倍左右时将误差限制在很小的范围内.     

利用数字化方法验证小球二维碰撞中的动量守恒

利用多媒体技术和数字化方法可以使普通数码摄像机实现频闪仪的拍摄效果,笔者利用CASIO(EX—FH100)数码相机的高速摄像功能拍摄小球的二维碰撞过程,得到视频文件,然后通过视频播放软件QQ影音和视频截图软件"Mr.Captor"进行截图,得到类似于频闪照片的图片,再将图片粘贴至几何画板中加以分析和计算,很好地验证了小球二维碰撞过程的动量守恒。这种方法可供选修课或学生研究性学习时选用。     

基于视频数据处理的太阳影子定位研究

针对太阳影子定位技术问题,使用二次多项式拟合、联立多元方程组求解等方法,利用EXCEL、Matlab、LINGO等软件进行编程求解,分别构建直杆影长变化模型、太阳影子定位模型、太阳影子定时定位模型等,从而得到如下结论:影子长度呈先递减后递增的变化趋势,且在当地时间正午12:00影子长度最短;在其他条件一定的情况下,影子长度与直杆长度、太阳直射点的纬度、直杆所在地纬度均呈正相关关系等;并以视频为例,根据已建立的数学模型,确定待估视频地点.     

基于残差神经网络的视频内容快速检索系统研究

为解决公共安全视频图像信息轨迹追踪的问题,设计一个基于图像识别的视频内容快速检索系统,使用方向梯度直方图特征提取( HOG: Oriented Histogram Feature Extraction) 算法进行人脸定位,通过迁移学习对ＲesNet 模型进行再训练建立专用的神经网络的分类器。进行视频内容检索的过程是提取视频关键帧,对其中人物进行定位,提取其特征值,使用训练好的分类模型进行分类。将分类信息标注在图片上,将有关信息存入数据库,使用时查询数据库,得到详细信息。实验结果表明,该系统可有效地对视频内信息进行快速定位,对截取图片可以进行精准识别,在公共安全领域具有应用前景。     

一种基于准二值图的眼仁定位新方法

提出一种基于以二次二值化图像为研究对象, 二次垂直投影为定位手段的眼睛定位方法. 先用小波8层分解原图像, 垂直和水平投影定出眼部区域的坐标; 再对原图像进行奇异值分解, 取最大奇异值的1/3.5为新值, 对图形进行重建得到对眼仁有较好刻画的准二值图. 用已知的眼部坐标在无噪声准黑白图上截取眼睛部分后, 再次用垂直投影方法得到眼仁的准确位置.     

基于多维Fourier分析研究流场的空间尺度分解

提出了一种对流场数据进行尺度分解的方法.该方法通过移动一定宽度的矩形网格截取流场,通过傅里叶变换及能量分布判断所截取流场的尺度信息是否和矩形网格尺度相符合,然后用不同宽度的网格对整个流场进行处理,并通过阈值控制,实现了流场不同尺度的分解.将该方法用于二维和三维流场数据的尺度分解,并进行了验证.     

基于YIQ颜色空间的火焰轮廓提取算法

为了能准确地分割图片中的火焰区域和背景区域并精准的提取火焰轮廓,本文提出基于YIQ颜色空间的火焰轮廓提取方法.该方法利用火焰的颜色和亮度特征,通过大量实验观察,在YIQ颜色空间,先获取Y、I分量的像素均值,再运用迭代法和灰度直方图法分别得到Y分量及I分量的最佳阈值,然后结合二者的均值对阈值进行取向处理,最后运用canny算子对得到的二值图进行轮廓提取.实验结果表明本文算法火焰分割精确度高,提取轮廓清晰,时间复杂度也得到很大改善.     

融合FLBP和Gabor小波的图像轮廓提取算法

为了解决现有图像边缘提取算法对于局部区域特征提取效果不佳不清晰的问题,提出一种模糊局部二值模式Gabor边缘检测算法(fuzzy local binary-Gabor).该方法首先利用Gabor小波对图像进行第一次处理,降低图像中由于光照变化和噪声对图像产生的影响,再用模糊局部二值算法(模糊数学与局部二值法的结合)将处理过的特征图片进行第二次处理得到相应的轮廓提取特征图.结果证明,该算法确实对目标区域有较好的检测率,得出该算法对于图片轮廓的提取确实有很好的效果.     

云纹干涉法中干涉条纹的计算机自动识别研究

将数字图像处理技术运用于云纹干涉图片中干涉条纹的处理,首先通过去噪、二值化操作,然后通过细化二值图,将黑色条纹细化成条纹中间的单像素散点,运用Hough变换将散点拟合成连续的直线,最后通过膨胀,将直线中间的“气泡”填充,并再次运用细化原理,将填充后的黑色条纹细化成连续的单像素宽度条纹,通过编制相关程序,用计算机成功的检测出图片中干涉条纹的数目。与传统人工判读条纹数目相比,本方法完全自动化,很大程度上促进了云纹干涉法的向前发展。     

太阳影子定位模型

以2015年全国大学生数学建模竞赛A题的附件1和附件4为对象.通过建立太阳影子定位的模型,分析确定影子对应物体所在的经纬度以及拍摄时间.在问题1中,利用直角三角形的性质,建立物体影子长度关于太阳赤纬、观测点纬度、真太阳时和物体高度变化模型,在MATLAB环境下绘制影子长度与各参数的三维相关图,得到其变化规律;在问题2中,基于问题1中建立的影子长度变化模型,结合真太阳时与观测点经度的关系,建立影子长度关于观测点纬度和观测点经度关系模型,通过非线性拟合估计观测点经纬度;在问题3中,将视频数据进行转化,获取太阳影子顶点坐标数据,基于问题2中建立的影子长度变化模型,结合日期与太阳赤纬的关系,通过非线性拟合估计视频拍摄的可能地点.     

基于CLAHE的DSP实时去雾系统

为了解决户外监控系统在雾天视频清晰度较低的问题,设计了一种以DSP TMS320DM642为硬件核心,以限定对比度自适应直方图均衡化（CLAHE）为去雾算法的视频实时去雾系统.算法首先将原始图像分割成若干个大小相同的子区域,然后选取特定值截取每个子区域的直方图,并将截取下的像素均匀分配到每个灰度级,最终得到限定对比度直方图.实验结果表明,该系统能够有效提高雾天视频清晰度.     

基于卷积神经网络的固定群体中目标人物分类

卷积神经网络作为深度学习的重要分支,在图像识别、图像分类等方面有广泛的应用,其中快速特征嵌入卷积神经网络框架(convolutional architecture for fast feature embedding,Caffe)是目前炙手可热的深度学习工具.针对固定群体中的目标人物,提出一种基于卷积神经网络的分类方法,该方法不依赖于人脸图像集,而是通过摄像头采集视频,并利用直方图的归一化互相关方法从视频中截取训练图片,再通过Caffe产生训练模型,并将个体目标图片在模型中进行匹配,达到在固定人物群体中对个体目标进行分类的目的.实验结果表明,利用前期的训练模型可对固定群体中的个体目标进行准确匹配.     

基于SM2的无证书可截取签名方案

结合国密算法SM2,提出一种新的基于椭圆曲线的无证书可截取签名方案.该方案满足可截取签名的不可伪造性和隐私性,并可防止不诚实的截取者对签名内容私自进行篡改.在随机预言模型下证明了该方案的安全性,能够有效抵抗适应性选择消息下的伪造攻击.性能分析表明,该方案通过减少签名验签过程中哈希运算的次数使算法效率得到提升.     

基于数学建模的太阳影子定位

太阳影子定位技术对现代定位技术具有较为重要的参考价值,通过研究太阳下物体影子长度的变化情况与各个参数的关系,描绘动态变化规律曲线图.在此模型基础上,利用最小二乘法、曲线拟合的数学方法,根据物体影子的动态变化规律求出物体高度以及测量点所在地.     

求解奇异非线性方程组的牛顿不精确最小二乘算法

对运用M-P逆建立的Newton迭代法做近似,构造不精确的算法.取Newton方程组的最小二乘解的近似解推导构造不精确的算法,结果可得到不精确Gauss-Newton算法和不精确Levenberg-Marquardt算法;用一迭代法计算雅可比矩阵的Moore-Penrose逆,截取它的一个近似矩阵构造不精确的算法,给出了近似程度的控制条件,证明了其收敛性;用雅可比矩阵的局部信息代替其全部信息构造不精确的算法,证明了算法的收敛性.数值例子也表明了不精确算法在求解大型方程组问题上的优越性.     

圆柱孔破损膨胀土扫描数据的三维重建研究

运用多功能CT-三轴仪对三轴剪切试验过程中的土体断层进行扫描,得到了土体断层不同试验阶段的CT图片.从这些扫描图片中提取试样的ME值(平均密度)、SD值(不均匀程度)、试样横断面面积、孔洞面积等信息.运用MATLAB软件对这些信息进行三维立体建模,得到了试验过程中土体不同阶段的三维立体模型.这些三维立体模型反映了土体在剪切过程中整体结构和内部结构的演变情况,解决了以往CT-三轴试验只能从二维角度研究土体结构演变的问题.重建结果表明:三维立体模型对土体整体和内部结构以及各种孔径的变化规律反映得更准确;三维切片可以反映试样断面的演变,有助于我们在三轴剪切过程中更详细地了解试样内部结构的演化规律;经观察发现,不同圆柱孔破损面积对试样剪切过程中试样和孔洞的结构演化形式存在影响.