基于智能手机和数字图像相关的模型实验变形场测量标点法

为提高模型实验位移测量精度和效率,通过智能手机作为图像采集工具,结合数字图像相关技术获取不同载荷状态下附着于被测体表面标点的位移。基于标点法的基本原理引入刚体运动补偿法进行误差校正以提高测量精度,同时通过实验验证了标点法的可靠性。将标点法应用于相似材料模型实验变形场量测中,在模型表面设置自行研制的数字图像相关技术(digital image correlation, DIC)和全站仪两用标点,利用标点法获取岩层位移,并使用全站仪和百分表同步量测,验证其有效性。结果表明:通过刚体运动补偿法进行误差校正,标点法具有与商业测试系统相当的精度;标点法所测得岩层变化均与实际情况一致,该方法测量结果与百分表的测量结果最大相对偏差为6.1%,与全站仪最大相对偏差为5.7%,满足模型实验测量的精度要求。研究成果为进一步研究覆岩变形和动态沉陷规律提供了新的监测手段。     

基于Möbius带的数字图像置乱

利用Möbius带提出了一种数字图像置乱方法,在置乱过程中采用了由离散Logistic映射系统生成的密钥混沌序列. 该置乱方法在位置空间进行,具有随机性和变化的多样性.讨论了加密算法的安全性和效率等问题,并给出了实验结果.     

数字图像的平滑

一幅原始图像，在获取和传输过程中，会受到各种噪声的干扰，使图像退化，质量下降．退化会引起图像模糊，特征淹没，对分析图像不利．为了抑制噪声改善图像质量进行的处理称为图像平滑或去噪．数字图像平滑处理可以在空间域或频率域中进行．分析图像平滑处理方法，对相关方法的适用场合进行探讨，并且给出实现程序．     

数字图像测量技术及在隧道室内模型试验中的应用

首先按照数字图像技术分析基本原理差异,对数字图像相关（DIC）、粒子图像测速（PIV）等二维数字图像测量方法在隧道模型试验中的应用现状、技术发展以及基本原理进行梳理。进一步,对三维测量方法的原理及在隧道模型试验中的应用潜力进行分析。最后,通过黄土地层盾构隧道的掘进模拟试验,对数字图像测量技术在隧道模型试验中的应用进行示范。结果表明：DIC、数字照相变形量测（DPDM）等非接触测量方法以照片上点的相关性判断各点的位移,使用场景更偏向于室内试验道路、桥梁、隧道、基础、河坝、钢结构、钢混结构等土建结构的变形监测中;而PIV分析可测量流体中流动的大小和方向,被广泛运用于浆液、泥石流、喷泉等流体运动的研究中。此外,基于黄土地层盾构隧道室内模型试验方案发现,低含水率黄土地层盾构掘进8环管片距离时,围岩的扰动范围为盾构掘进中轴线两侧1 D（管片外径）左右和盾构上方1 D范围内。     

不同加载速率下的矿岩劈裂破坏特性试验研究

为研究不同加载速率对矿岩劈裂破坏特性的影响,基于数字图像相关(DIC)技术开展矿岩巴西劈裂试验,从抗拉强度、能量演化和水平应变分布等方面分析铁矿石及其围岩在不同加载速率下的劈裂破坏特性。研究结果表明：1)矿岩抗拉强度均随加载速率的增加而增大,其中,围岩抗拉强度随加载速率增大而呈线性增大,而铁矿石抗拉强度先急剧增加后缓慢增加,与加载速率呈幂函数关系。2)随着加载速率增加,矿岩内部总能量和弹性应变能均增大,耗散能则呈下降趋势。加载速率增大后的铁矿石弹性能相比于围岩提升25.78%,岩爆危险性高,合理减缓开采进度可确保矿产开采安全。3)铁矿石和围岩的水平应变随加载速率变化的规律相似,即当加载速率为0.02 kN/s时,铁矿石和围岩应变带从中部向两端延伸,而在高加载速率下,铁矿石和围岩的应变带由两端向圆盘中部汇合;4)不同加载速率变化对矿岩破裂结果的影响不同,当加载速率较低时(0.02 kN/s),矿岩表面水平应变均呈现正态分布,而当加载速率增加后,矿岩端部水平应变突出,且铁矿石相比于围岩更早产生由加载速率变化引起的端部应变集中倾向。     

基于一类随机矩阵的数字图像置乱新方法

以图像信息安全问题为背景,改进了用形式固定的矩阵对数字图像进行置乱的方法,提出密钥控制下利用一类随机的上(下)三角可逆矩阵对数字图像进行置乱与恢复的新方法.采用此方法,使图像的置乱效果与置乱次数无关且密钥空间足够大,而且解密是加密的简单逆过程.结果表明:在图像信息隐藏中,这种方法能达到较好的加密与解密效果,易于实现并具有良好的应用价值.     

一个关于数字图像处理的变精度形态学模型

基于形态学的基本理论,通过包含度和集合间大包含度包含关系的定义,建立一种新的变精度形态学模型.该模型与经典形态学相比,在使用上具有更强的灵活性,且经典形态学只是该模型的一种特殊形式.最后通过实验仿真,将其用于图像去噪和边界提取,验证了该模型的灵活性,并且所得效果明显优于经典形态学算法.     

一种快速有效的水印图像几何失真校正算法

为解决水印图像在受到几何攻击后水印无法被有效检测的问题，利用图像的空域不变信息实现对水印图像几何失真的校正，提出一种快速有效的水印图像重同步算法，算法能够有效校正水印图像的旋转失真和放缩失真。实验证明，算法性能良好。     

一种新的复制移动篡改JPEG图像探测方法

针对JPEG(Joint photographic experts group)图像的复制移动篡改,提出基于SURF(Speeded up robust features)特征匹配与块伪影特征矩阵因子(Blocking artifact characteristics matrix factor,BACMF)的篡改区域快速自动探测与定位方法。首先,应用SURF算法提取待检测图像的特征点和特征向量并进行特征匹配,估计匹配对之间的仿射变换参数并消除错配;然后,通过仿射变换找出趋近完整的复制移动区域;最后,根据各区域的块伪影特征矩阵因子区分复制移动区域中的被复制区域和篡改区域。实验结果证明了该方法对复制移动篡改探测的有效性。     

基于矩阵变换的数字图像置乱技术

以图像信息安全问题为背景,在Arnold变换的基础上,提出了密钥控制下新的利用矩阵变换对数字图像进行置乱与恢复的技术.结果表明:在图像信息隐藏中,这种技术能达到较好的加密与解密效果,而且易于实现,具有应用价值.