采用多尺度方向微分比率的角点检测算法

针对相邻图像结构间的相互干扰会导致角点错检率升高的问题,提出了一种基于多尺度方向微分比率(MDDR)的角点检测算法。该算法首先利用Canny边缘检测算法提取原始灰度图像的边缘轮廓;对于每一个轮廓像素,分别利用各向同性导数和各向异性高斯方向导数滤波器提取主方向及其正交方向上的方向强度微分信息;然后将3个尺度下微分比率融合为MDDR测度;最后进行阈值和非极大值抑制处理获得最终角点。不同于传统角点检测算法中只使用单一滤波器,MDDR算法中使用2种不同类型的滤波器,能在精确提取角点附近不同方向微分信息的同时避免邻近图像结构间的相互干扰,从而提高了角点定位准确性并增强了测度的噪声鲁棒性。实验结果表明,MDDR算法的平均检测准确率比点到弦距离累积算法提高了27.1%,并且平均错检率比残余面积算法和Gabor算法分别低28.4%和32.4%。     

考虑全帧间参考依赖性的监控视频高效视频编码码率控制算法

针对高效视频编码(HEVC)标准中的码率控制算法在计算目标码率分配权重时未考虑帧间参考依赖性、编码效率低的问题,提出了一种面向监控视频考虑全帧间参考依赖性的HEVC图像级码率控制算法。调研了HEVC低时延结构中编码帧与其所有帧间参考帧之间的参考依赖关系,在此基础上构建了适用于监控视频的考虑全帧间参考依赖性的失真模型。利用构建的失真模型,基于拉格朗日率失真优化理论,建立了拉格朗日率失真代价函数。求解此代价函数,获得每幅图像对应的优化的目标码率分配权重,提出了适用于监控视频的图像级码率控制算法。实验结果表明,与HEVC测试模型HM中使用的平均比率目标码率分配权重的码率控制算法相比,所提算法可以获得更加准确的码率估计,并且所提算法的德尔塔码率(ΔR)可平均降低9.54%。     

形状自适应各向异性微分滤波器边缘检测算法

传统参数固定的微分滤波器难以精确检测图像中不同类型的边缘,并存在噪声敏感的不足,为此,提出了一种基于形状自适应各向异性微分滤波器的边缘检测算法。利用图像的微分自相关矩阵构建一种反映边缘像素类型的度量准则,并建立度量与各向异性高斯方向导数(anisotropic Gaussian directional derivative, ANDD)滤波器各向异性因子之间的映射,实现ANDD滤波器的形状自适应控制,从而能精确地提取不同类型边缘的强度映射。同时大尺度的ANDD滤波器增强了边缘强度映射的噪声鲁棒性。实验结果证明,在无噪声情况下,所提算法的边缘品质因子(pratt figure of merit, FOM)分别比Canny边缘检测算法、基于Gabor的边缘检测算法和基于测度融合的边缘检测算法高23.3%、14.5%和9.5%。在含噪声情况下,则分别高41.7%、29.7%和12.0%。     

采用非线性方向导数的混合噪声鲁棒角点检测算法

为提高角点特征检测准确率,针对混合噪声下特征提取不准确而容易产生伪角点的问题,提出了一种基于非线性方向导数(NDD)的角点检测算法。利用Canny算法提取原始图像的边缘轮廓;分别构建各向同性和各向异性高斯方向导数滤波器的空域双窗,对每个边缘像素计算基于直方图分层技术的快速非线性方向导数特征;量化方向生成K个离散方向滤波器,根据响应向量最大值确定主方向;将3个尺度下非线性导数的比率值融合为新角点测度;进行阈值和非极大值抑制获得最终角点检测结果。在角点检测图像数据集上,分别针对高斯噪声、椒盐噪声和高斯椒盐混合噪声干扰图像,利用不同算法获取配准角点和错误角点数,并进行不同图像变换下的平均重复率实验。实验结果表明:在椒盐噪声和混合噪声下,所提算法的角点检测精度和平均重复率均优于其他角点检测算法的;对于方差为15的高斯噪声和密度为5%的椒盐噪声的混合噪声干扰图像,所提算法比CSS、CPDA、ANDD、Gabor和MDRR算法的平均检测准确率分别高5.4%、13.1%、11.6%、9%和7.3%,而平均错检率分别低86.9%、86%、86.5%、83.7%和83.9%,综合性能均优于对比算法。     

以动物实验为兴趣激发平台的“生物医学材料学”课程教学改革初探

“生物医学材料学”是生物医学工程专业本科生的一门重要专业基础课,是生物学、医学以及材料学等学科为主的多学科交叉融合课程。由于该课程具有内容多、涉及面广、交叉性强等特点,缺乏有效的兴趣激发平台,导致学生对教学内容的理解和掌握不足,影响教学效果。该文从应用角度入手探讨“生物医学材料学”并提出通过构建组织再生动物实验作为激发生物医学材料学本科生创新兴趣的教学探索,让学生切实感受生物医用材料的魅力,以及通过动物手术增强学生团队合作意识和实验动物伦理意识,激发对“生物医学材料学”的兴趣,提高教学效果。同时,通过构建生物医学材料相关虚拟仿真实验室以及将人工智能技术用于生物医学材料的设计教学中,提高学生实践能力和创新能力。     

矿井运输系统优化浅析

通过对华恒矿井运输系统的分析,存在问题的研究,提出了矿井运输系统优化的措施,为其他矿井运输系统的优化提供了参考和借鉴意义。     

铁路混凝土箱梁钢筋锈蚀后其挠度和 裂缝宽度取值研究

为了研究钢筋锈蚀下混凝土箱梁挠度和裂缝宽度的变化,基于梁截面平衡和变形协调,引入锈蚀钢筋混凝土梁非线性本构关系,建立了箱梁受弯挠度和裂缝宽度解析表达式。针对铁路简支箱梁算例,研究了混凝土性能退化和钢筋锈蚀对梁挠度和裂缝宽度的影响;并和铁路桥梁规范中挠度和裂缝宽度的规范值进行了对比分析。结果表明:混凝土性能的退化对梁挠度和裂缝宽度影响很小;锈蚀钢筋力学性能的退化和锈蚀黏结滑移对挠度和裂缝宽度具有较大影响。当锈蚀率小于1.5%时,挠度和裂缝宽度均小幅减小;当锈蚀率超过1.5%后,挠度和裂缝宽度随着锈蚀率的增加开始增大。针对规范中挠度和裂缝宽度公式,提出了锈蚀黏结滑移修正系数,修正后的规范值与解析解吻合良好。     

工作面水害原因分析与治理

从分析矿井的水文地质条件入手,对工作面掘进工作期间底板突水机理及特点加以阐述,针对突水原因,采取了底板注浆加固的方法进行整体防治,确保了矿井的安全与生产,实现了高产高效。