基于HEVC的亚像素运动估计快速算法

利用在亚像素搜索区域内误差匹配函数以单峰曲面分布的特点,提出了一种改进的亚像素的快速搜索算法。根据整像素搜索的结果建立5点的误差曲面模型,估计1/2像素最佳点的位置,并确定1/2像素点搜索范围和搜索模板;再根据1/2像素搜索结果确定1/4像素点的搜索方式,完成亚像素搜索。实验表明,算法在峰值信噪比平均下降0.043 dB的条件下,减少了亚像素搜索部分近60%的计算量,在保证重建图像的主观质量和客观质量的同时,提高了编码效率。     

Novel block-matching algorithms by subsampling both search candidates and pixels

1 .INTRODUCTIONMany video-compression coding standards such asMPEG1/2/4 and H.261/263 require block motionesti mation (BME) , which is usually an i mportantstep directly affecting the speed of coding process .And the block-matching algorithm ( BMA) is themost practical approach to predict the motion com-pensated frames . Since full search (FS) requires ahuge amount of computation,it cannot be appliedforBMEin practical video coding systems .To breakthe bottleneckin practical encoding…     

基于阈值判断的区域指导插值算法

针对传统图像放大算法对边缘区域划分不准确造成图像质量较低,而自适应插值放大方法模型复杂且计算量大的问题,提出一种基于阈值判断的区域指导(area directed threshold judgment, ADT)插值算法。该算法利用阈值判断的方法对插值点周围进行区域划分,结合近邻法和众数法确定插值点所属区域,根据插值点类型不同,利用不同权值大小的线性插值公式实现自适应插值,提高图像质量。仿真测试结果表明,与基于协方差的自适应插值算法相比,ADT算法在图像质量降低不显著的前提下,能显著提高插值速度;与双线性插值算法相比,图像峰值信噪比平均增加2.19 dB。     

基于自适应分数阶微积分的图像去噪与增强算法

针对传统的图像去噪算法容易忽视图像纹理细节的问题,首先提出一种全局自适应分数阶积分去噪算法。该算法可以在去除图像噪声的同时,对图像的纹理进行一定的保留。其次在全局自适应分数阶算法的基础上,针对一类低强度椒盐噪声提出另一种基于小概率策略的自适应分数阶微积分图像去噪与增强算法,该算法将图像中噪声点的出现视为小概率事件并进行分割,然后再采用自适应分数阶积分对噪声点进行处理的同时,采用自适应分数阶微分对图像的纹理进行增强和保留。实验结果表明,两种方法都可以达到较好的去噪效果,其中基于小概率策略的自适应分数阶算法在去噪的同时更具有增强图像的边缘的效果。     

面向高分辨率遥感影像敏感目标识别的局部特征描述算法

提出了一种用于高分辨率遥感影像中敏感目标识别的局部描述算法--归一化像素分布直方图局部描述子。首先提取目标边缘,将目标边缘上每一像素点依次作为坐标原点构建“对数-极坐标”坐标系,规格化所有像素点的像素值,利用当前坐标原点以外的目标边缘像素点的分布来构建局部描述子。用提出的局部描述算法对敏感目标提取局部特征,构建敏感目标局部特征数据库。同时对待识别目标提取局部特征后与敏感目标局部特征数据库中的特征使用一种“分步匹配”的策略进行匹配,完成目标识别。     

基于头盔显示器的视频头位跟踪方法研究

头位跟踪在虚拟现实系统中起着至关重要的作用。提出了一种新的基于头盔显示器的视频头位跟踪方法。首先设计了立体标记物,置于头盔显示器正上方,然后使用CAMSHIFT算法跟踪视频中标记物的四个非共面特征点,获取其像素坐标,跟踪过程中使用OpenMP实现了多点的同步跟踪。最后利用非共面的POSIT算法估计立体标记物的旋转矩阵和平移向量,得到头部位姿。实验表明,该方法是有效可行的,精度高、实时性好、无束缚。     

基于Masreliez-Martin的鲁棒分数阶容积卡尔曼滤波算法及应用

针对具有非高斯量测噪声的分数阶离散时间非线性系统的状态估计问题, 提出一种基于Masreliez-Martin(简称为M-M)方法的鲁棒分数阶容积卡尔曼滤波器。在分数阶离散非线性动态系统基础上, 使用三阶容积原则推导了状态预测公式, 并使用M-M方法实现状态的量测更新, 构成了基于M-M方法的鲁棒分数阶容积卡尔曼跟踪算法。将提出的算法应用到再入目标的状态估计中, 仿真结果表明, 基于M-M方法的鲁棒分数阶容积卡尔曼滤波器优于分数阶无迹滤波器和分数阶容积卡尔曼滤波器。最后, 分析了不同程度的量测污染噪声对鲁棒分数阶容积卡尔曼滤波算法的估计性能影响, 验证了所提算法的鲁棒性。     

免梯度混合优化算法在卫星系统顶层设计中的应用

针对卫星系统顶层设计中广泛存在仿真耗时、设计空间大以及非线性约束的特点,提出了免梯度混合优化算法。混合算法结合树状高斯过程（treed Gaussian process, TGP）模型、广义模式搜索和过滤法的优点,通过TGP模型将设计空间划分为互不相交的子空间,在各个子空间构建独立的高斯模型代替实际模型,并根据模型预测值和预测误差生成迭代点,进而指导模式搜索进行寻优,同时结合过滤法处理非线性约束。卫星系统中多星协同观测优化设计表明,该方法能够以较少的迭代次数获得满意解,具有很好的全局搜索特性。     

基于递归标记的红外图像变分辨率相关匹配算法

提出了一种新的红外图像分析算法。该算法根据图像预处理分割后的二值图像,对目标图像进行递归标记,避免了基于点的连通体检测中“1”像素点可能被重复扫描的现象,实现了只考虑提取目标特征,不用得到最终的标记图像本身的要求。获取对应红外图像的二进制编号后,根据目标形心特征进行变分辨率相关匹配,实验结果表明对理想及带噪声的输入均有较好识别率。该算法在提高了目标单帧检测概率同时,尽可能地降低了相关匹配的运算量。     

Integration of spatial attractions between and within pixels for sub-pixel mapping

As a promising technique to enhance the spatial resolution of remote sensing imagery,sub-pixel mapping is processed based on the spatial dependence theory with the assumption that the land cover is spatially dependent both within pixels and between them.The spatial attraction is used as a tool to describe the dependence.First,the spatial attractions between pixels,subpixel/pixel spatial attraction model (SPSAM),are described by the modified SPSAM (MSPSAM) that estimates the attractions according to the distribution of sub-pixels within neighboring pixels.Then a mixed spatial attraction model (MSAM) for sub-pixel mapping is proposed that integrates the spatial attractions both within pixels and between them.According to the expression of the MSAM maximumising the spatial attraction,the genetic algorithm is employed to search the optimum solution and generate the sub-pixel mapping results.Experiments show that compared with SPSAM,MSPSAM and pixel swapping algorithm modified by initialization from SPSAM (MPS),MSAM can provide higher accuracy and more rational sub-pixel mapping results.     

基于ACO算法和Bezier曲线优化的巡航导弹航路规划

在巡航导弹低空突防前提下,针对蚁群算法规划的导弹航路存在转向点个数较多和转向角度较大的问题,提出一种基于蚁群算法和Bezier曲线优化的三维航路规划方法。将蚁群算法生成的路径节点作为生成Bezier曲线航路的控制点,将曲线航路分段形成折线化航路。采用广度优先搜索算法对航路生成中出现的不可航行路段进行微调处理,得到可行的规划航路。仿真结果表明：生成的航路兼顾了随机搜索全局优化的同时,避免了大角度转向,缩减了飞行航程和转向点个数,保证了巡航导弹飞行过程中的连续稳定。     

宽带LFM信号的压缩感知测向算法

在采用均匀圆阵对宽带线性调频(linear frequency modulation, LFM)信号进行测向时,由于满足奈奎斯特采样所需采样数据量很大,加重了实时处理系统负担。针对这一问题,在小孔径圆阵环境下提出并构建了基于压缩感知理论的时差测向模型,以较少的观测点实现了信号的波达方向估计。研究结果表明,应用所提的基于压缩感知的分数时延估计法对宽带LFM信号测向时,能够获得与分数时延估计测向算法相似的测向精度,并且大量减少了数据的运算量,提高了算法的时间效率。     

Range anomaly suppression based on neighborhood pixels detection in ladar range images

Research on the range anomaly suppression algorithm in laser radar (ladar) range images is significant in the application and development of ladar. But most of existing algorithms cannot protect the edge and linear target well while suppressing the range anomaly. Aiming at this problem, the differences among the edge, linear target, and range anomaly are analyzed and a novel algorithm based on neighborhood pixels detection is proposed. Firstly, the range differences between current pixel and its neighborhood pixels are calculated. Then, the number of neighborhood pixels is detected by the range difference threshold. Finally, whether the current pixel is a range anomaly is distinguished by the neighborhood pixel number threshold. Experimental results show that the new algorithm not only has a better range anomaly suppression performance and higher efficiency, but also protects the edge and linear target preferably compared with other algorithms.     

联合A*与动态窗口法的路径规划算法

由于无人艇所行驶的海洋环境比较复杂, 因此无人艇智能系统中的路径规划系统显得越来越重要。针对A^*算法与动态窗口法(dynamic window algorithm, DWA)存在的不足之处, 提出一种将二者进行结合的混合路径规划算法。通过对A^*算法得到的局部目标点进行迭代更新使水面无人艇(unmanned surface vessel, USV)利用DWA得到最佳搜索路径。仿真结果表明, 提出的算法所搜索的路径长度以及路径的拐点相对于A^*算法分别缩短了21%和减少了59%, 验证了所提算法的优越性。     

基于动态指导滤波的显著性检测方法

显著性检测是指自动提取未知场景中符合人类视觉习惯的兴趣目标的方法。为了进一步提高检测的有效性,同时降低像素类检测算法的计算量和复杂度,提出了基于动态指导滤波的图像显著性检测方法。在新设计的简单迭代指导滤波中,核函数不再像经典指导滤波器那样只利用固定的指导图像,而是利用了输入图像和动态指导图像的联合结构信息,它保证了指导图像对原输入图像较好的结构传递性。其次,为了节约算法的时间成本,采用采样的方式降低算法计算中需要的计算量。最后,为了提取更有效地的显著性区域,引入了关键显著性区域提取方法,通过修正关键点集合得到更准确的目标区域。实验结果表明,相比于其他像素类的显著性检测方法,该算法可以更快速和有效地检测出显著性目标。     

基于超混沌的快速图像加密算法

针对现有基于超混沌的图像加密算法存在安全性不足和运行效率低的缺点,提出了一种改进算法。该算法通过优化像素置乱、像素替换和密文扩散过程进一步混淆明文图像和密文图像的关系,并通过引入新的超混沌序列量化方法,减少超混沌系统的迭代次数,提高运行效率。实验仿真结果表明,算法具有很高的安全性和实用性,可广泛运用于图像保密通信等领域。     

通信距离约束下的无人船集群覆盖搜索方法

针对通信距离受限时水面无人船(unmanned surface vessel, USV)集群对未知水域的覆盖搜索问题, 提出一种竞拍协同边界探索算法。首先根据边界探索的思想提取地图探测边界, 然后以基于层次聚类思想进行改进的K-means++聚类算法划分任务区间, 消除不安全或低收益的目标搜索点, 再以分布式竞拍算法为USV集群动态分配搜索任务, 使集群搜索效率最大化, 各艇经过多轮分配、执行搜索任务直至覆盖全水域。仿真实验表明，在相同集群规模下, 相较于无协作的几种边界探索算法, 该算法任务用时和集群航行总路程更少; 在相同任务地图下, 覆盖搜索效率随USV集群规模增大而提高。     

一种随机蚁群算法求解连续空间优化问题

通过将蚁群优化算法(ant colony optimization,ACO)与一种随机优化方法———Alopex算法相结合,提出一种随机蚁群混合算法(AACO)求解连续空间优化问题。该算法定义了蚁群在连续空间中的寻优方式以及新的信息素更新规则,并在局部搜索过程中嵌入改进的Alopex算法以提高搜索效率,有效地避免了优化算法陷入局部最优。基于多极值函数和非线性连续函数的仿真实验表明,该算法简单高效,具有良好的寻优性能。     

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。     

一种用于轮廓线探测的CNN改进算法

图像中目标物体的轮廓探测是目标识别和计算机视觉系统的第一步也是关键一步。提出了一种基于细胞神经网络(Cellular Neural Network,CNN)的轮廓线探测改进算法。该算法中CNN模板参数(模板系数)是根据局部窗口内各像素与中心像素间的灰度和空间关系计算的,即模板参数的计算不仅考虑了局部窗口内各像素与中心像素的灰度值差异,而且顾及了窗口内各像素与中心像素间的空间距离。实验结果表明,相对于其它两种轮廓探测算法,提出算法的探测效果较好。