视频镜头分割与关键帧提取算法研究

为了解决关键帧提取算法性能因特征选取单一而受视频类型多样性限制等问题,提出了一种基于多特征的关键帧提取方法 .该方法在检测到的每个镜头内,采用颜色特征、小波统计特征和SIFT局部特征计算视频帧间综合相似度矩阵.然后采用一个改进的谱聚类算法将镜头帧分组,每一组的中心帧被选择作为关键帧,其中关键帧的数目通过计算聚类不稳定性的极小值进行估计.通过实验利用F1分数、保真度和镜头重构度等评估标准验证了该方法的有效性.     

一种面向深度数据包检测的紧凑型正则表达式匹配算法

深度数据包检测(Deep Packet Inspection,DPI)采用正则表达式匹配算法,将每个数据包内容与一组预定义的特征进行匹配.正则表达式匹配算法是一种多模式特征匹配算法,采用确定型有限自动机(Deterministic Finite Automaton,DFA)表示一组正则表达式特征,实现一次内容扫描可匹配多个特征.基于硬件的正则表达式匹配算法面临存储空间需求大等挑战,即片上嵌入式存储器难以存储日益增长的DFA存储空间需求,从而限制了DPI的性能和可伸缩性.近年来,Smith等人提出了一种基于扩展有限自动机(eXtended Finite Automaton,XFA)的正则表达式匹配算法,即在状态上增加辅助变量和简单操作指令,消除了DFA状态空间爆炸问题,从状态方面减少存储空间需求.为了进一步减少XFA存储空间需求,本文提出了一种基于紧凑型有限自动机(Compact Finite Automaton,CFA)的正则表达式匹配算法,称为紧凑型正则表达式匹配算法.CFA是一种存储高效的有限自动机,即从迁移边方面减少XFA存储空间需求.在CFA构建过程,本文提出了基于优先级的迁移边压缩方法,融合相同目的状态最多的迁移边,从而减少存储空间需求;在CEA匹配过程,本文提出了基于位图的迁移边查找方法,并行查找不同优先级的迁移边子集,从而确保匹配效率.Snort特征规则集的实验结果表明:与XFA相比,CFA在迁移边条数上减少了88.2%,在存储空间大小上减少了83%,在匹配时间上减少了12%.     

基于合并网格路径构造的超正交空时网格码

研究了超正交空时网格码和超准正交空时网格码的网格图特性,提出了一种基于合并网格传输路径的超正交空时网格编码方法.新方法研究了2×2正交空时分组码和4×4准正交空时分组码之间的结构关系,并利用2-TCM编码器构造出可用于4发射天线条件下的满速率、超正交空时网格码;并将2×2正交空时分组码矩阵结合星座图旋转的方法,使得新方法在获得高的编码增益同时,获得满分集增益.实验结果表明,在相同的条件下,新方法获得的编码增益比现有的基于4发射天线的超准正交空时分组编码方法提高2dB以上.     

基于光谱峰谷沿匹配的荧光光谱定量分析方法

超短激光脉冲与大气相互作用产生具有分子特征谱的荧光光谱,如能对该荧光光谱进行识别,则可获知气体的成分和浓度,目前该方法在环境监测中应用的主要困难是缺乏光谱分析的有效手段.针对这个问题,本文提出了一种新颖的基于光谱峰谷沿匹配的定量分析方法.首先采用小波分解对光谱数据进行压缩去噪,对重构后的光谱进行光谱峰/谷沿相似度的分析.在此基础上,选取由主要特征峰构成的六个特征峰团,并对峰团的强度进行主成分分析.通过对前2个主成分进行光强-浓度的最小二乘法拟合,实现了对空气中低浓度掺杂气体的高精度定量分析.     

中国煤中金属元素成矿区带

从煤中提取锗、镓等金属已经取得实质性进展,煤逐渐成为多种战略性金属矿产的主要来源,但对煤中金属元素矿产资源尚缺乏系统的矿床学理论支撑.本文在以往煤中金属元素矿产资源研究成果的基础上,结合野外实地调查,总结了煤中锗、镓、锂、稀土资源矿化特征,并以丰富的煤中金属高异常点、区域构造背景及演化、地层沉积环境特征、煤层煤质特征等为依据,将全国煤中锗、镓等金属元素矿产资源划分为7个成矿区带,进而讨论了各成矿区带地质特征,为煤中金属元素矿产资源研究提供地质理论依据.     

东南印度洋中脊地质构造特征及研究进展

东南印度洋中脊(Southeast Indian Ridge, SEIR)是印度洋中扩张速度最快的洋中脊,由SEIR增生的洋壳占印度洋总面积的50%以上,它是塑造印度洋现今构造格局的关键要素.相对西南印度洋中脊和西北印度洋中脊, SEIR具有更复杂的地质构造特征和演化过程.综合SEIR及邻区海底高原的地形地貌特征、重磁异常特征和玄武岩地球化学特征,探讨了SEIR的分段、洋中脊演化过程和地幔不均一性,以及板内火山作用与洋中脊的成因关系等.本文将有助于深入理解东南印度洋区域的构造演化历史,全面理解整个印度洋的洋中脊系统和大地构造格局,增进对冈瓦纳大陆裂解和印度洋演化过程的认识.初步研究认为东南印度洋区是多期洋中脊演化的结果,经历了北西向扩张、南北向扩张直至北东向扩张的三期洋壳增生过程.东南印度洋脊下的地幔源区存在不均一性,尤其是阿姆斯特丹-圣保罗海底高原和澳大利亚-南极错乱带两个区域.东南印度洋中的海底高原与热点火山作用密切相关,同时部分存在热点-洋脊相互作用或残留陆壳物质的影响.     

中国东海“桑吉”轮溢油污染类型的光学遥感识别

溢油是海洋环境监测的重要对象之一.在海洋环境动力作用下,溢油会形成复杂多样的污染类型.准确识别、分类并定量估算不同类型的溢油污染,有助于溢油事件应用处理策略的制定与灾损评估.微波雷达与光学是海洋溢油遥感监测的主要手段,具有不同的技术优势与应用特点.近年来,海洋溢油光学遥感的理论与应用研究发展迅速,其对不同海面溢油污染类型的识别、分类与定量估算能力得到认可.针对2018年1月中国东海"桑吉"轮溢油事件,利用中国GF-3合成孔径雷达数据,实现"桑吉"轮疑似溢油的圈定.优选欧洲空间局Sentinel-2卫星的多光谱数据,开展无云覆盖区域"桑吉"溢油的光学遥感探测.基于溢油模拟实验的光谱响应特征分析,阐明了典型溢油污染的Sentinel-2卫星多光谱特征,进一步开展"桑吉"轮溢油污染类型的光学遥感识别与分类.结果表明,"桑吉"轮溢油在其扩散与风化过程中,形成了3种显著差异的溢油污染类型,即海面油膜、油包水状、水包油状乳化物.不仅与GF-3合成孔径雷达的疑似溢油监测结果互为验证,更实现了不同溢油污染类型的光学遥感识别与分类.最后,初步讨论了光学遥感与微波雷达的集成应用策略,通过优势互补,能有效提高海洋溢油的遥感监测水平,并为中国海洋水色业务卫星的应用提供借鉴.     

一种基于视频图像的挖掘机工作状态识别方法

为了实现违法用地现象的实时监测,对土地间的挖掘机等施工机械的工作状态识别是非常重要的.实际场景下,因随机噪声和光照变化的影响,给挖掘机工作状态识别带来极大的挑战.本文提出一种基于视频图像的挖掘机工作状态识别方法,首先,对同一品牌挖掘机工作装置的各种姿态建立混合local binary features (LBF)形状回归模型并进行离线训练;其次,利用上述模型预测输入视频帧中挖掘机工作装置的形状信息,构建挖掘机的工作状态特征描述子;最后,利用support vector machine (SVM)分类器自动判别挖掘机的工作状态—-工作状态或非工作状态.实验结果表明,该方法很好地克服了多姿态导致形状变化的影响,对挖掘机工作状态识别准确率达到了93.53%.     

空中目标辐射源的个体识别方法

针对传统的辐射源个体识别方法在低信噪比环境下识别性能不佳的问题,提出了一种空中目标辐射源的个体识别方法,该方法利用经验模态分解和变分模态分解得到信号不同频率的模态分量,将各模态分量的多尺度排列熵作为特征,利用主成分分析对数据进行降维,并采用支持向量机分类器进行辐射源个体识别。仿真结果表明,该方法对相位噪声、频率漂移以及谐波失真等细微特征的识别性能明显优于传统方法,并具有良好的抗噪性。     

体育视频中基于卡尔曼滤波器的运动员人脸检测识别方法

针对体育比赛期间运动员的检测识别并显示对应统计信息问题,提出了一种运动员人脸检测识别方法 .主要分四个步骤:第一步,利用一阶卡尔曼滤波器跟踪被检测目标;第二步,使用AdaBoost和Haarlike特征检测进行特征选择和分类;第三步,利用推进方法进行人脸检测;第四步,利用LDA初始化的AdaBoost算法识别人脸.用数码相机采集412张不同图像进行实验.实验结果表明,本文提出的方法在大部分情况下都能获得最高的球员检测精度和人脸识别精度.