H.264/AVC快速帧间编码算法

基于率失真优化的H.264/AVC帧间宏块编码模式,需要对10种模式进行率失真优化计算才能得到一个宏块的最优编码模式,这种宏块的最优编码模式是以巨大计算复杂度为代价的.为了降低计算复杂度,在实验统计了各种宏块编码模式在不同QCIF视频序列中所占的比例及分析各种编码模式的适用性情况下,提出了一种快速帧间编码算法,它采用优先判断SKIP模式和图像纹理相结合的方法,在基于H.264/AVC测试模型JM7.6上的仿真试验表明,所提出的快速算法,在基本保持图像质量和码率基本不变的情况下,可以有效提高编码速度.     

基于音频内容的DCT域脆弱水印算法

为了实现音频文件的完整性认证,提出了一种基于内容的脆弱水印算法.对于一维序列,改变其离散余弦变换(DCT)域交流系数不会改变该序列的幅值和.基于这一性质,在音频分帧后,再对每帧分组,计算每组采样点和的绝对值,相加后得到该帧的和,将其作为该帧音频的特征,量化后转换为二进制作为水印;然后,用量化索引调制方法,通过调整每组DCT域的低频系数嵌入水印.实验表明:该算法具有很好的不可感知性;得到的含水印音频的信噪比约为80 dB;算法对添加噪声、重量化、重采样、低通滤波、MP3压缩等操作具有很强的敏感性,并且能够确定替换等恶意篡改的位置.     

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交通图像处理系统需要存储或上传非正常交通状况的图像,而图像数据量大难以存储或上传,对此本文设计了一种基于FPGA的交通图像压缩系统.针对交通图像压缩的特点,采用算法复杂度相对较低的JPEG算法,并对算法进行并行化处理,使系统内各个模块并行运行,增强了系统的实时性;采用两个基于Loeffler快速算法的一维DCT变换(1D DCT)模块实现二维DCT变换（2D DCT）,并在对大量交通图像进行实验的基础上给出一套适合交通图像压缩同时适合FPGA处理的量化表,大大降低了系统对FPGA资源的占用.外场实验分析表明,系统工作稳定,压缩图像质量好,压缩比较高,实时性强,对分辨率为720×576的彩色图像具有30帧/s的处理能力,可以作为交通图像处理系统的重要组成模块.     

基于小波变换及熵的视频镜头分割检测方法

提出了基于小波变换及熵的视频镜头分割检测方法．用图像低频信号的小波系数的均值和标准差检测剪切镜头转换边界．分别计算图像小波分解后水平、垂直和对角方向细节信号的小波熵分量,以此3个小波熵分量作为特征量,计算相邻视频帧间特征量的欧氏距离．在检测窗内欧氏距离两次以上大于设定的阚值时即可判定镜头发生渐变转换．实验结果表明,剪切镜头查准率为95％,查全率为96％;渐变镜头查准率为87．5％,查全率83．8％．     

分析和计算算法效率的便捷方法

通过对典型算法时间效率特征的分析，将求解算法时间复杂度的复杂过程进行简化，提出按算法的不同结构特性，具体问题具体分析，采用不同的思路和策略分而治之求解．提倡将求解过程集中在时间复杂度增长率的计算上．归纳出频度统计法、频度估算法、频度未知数法、列举频度归纳法、频度期望值法、扩展递归迭代法、上下限猜测法等几种根据算法特性求解时间复杂度的方法．这些方法涵盖了大多类算法，无论是在软件设计，还是在教学实践中，都有广泛的实用价值．     

一种改进的SIFT图像立体匹配算法

针对SIFT算法复杂度高、计算时间长、影响立体匹配的实时性等问题,提出了一种改进的立体视觉特征点匹配算法该算法从两个方面对SIFT算法进行改进:首先利用24维特征描述符代替128维特征描述符,以降低计算复杂度;其次在图像对匹配过程中采用改进的BBF搜索算法,通过引入最小优先级队列的限制条件和匹配精度更高的马氏距离判断两幅图像特征点的匹配性.采用经典图像和未知的室外环境下拍摄的图像对本文算法进行实验验证,结果表明,本文提出的算法每100个特征点检测时间为0.01 s,正确匹配率平均为89.65%,相对于原算法,提高了匹配的准确度,并降低了匹配时间.      

基于PReNet和YOLOv4融合的雨天交通目标检测网络

为提高恶劣雨天交通环境下车辆目标检测精度，提出一种基于PReNet和YOLOv4融合的深度学习网络DTOD-PReYOLOv4，融合了改进的图像复原子网D-PReNet和改进的目标检测子网TOD-YOLOv4;将多尺度膨胀卷积融合模块和添加了挤压激励块的注意机制残差模块引入PReNet，获得的D-PReNet可更有效提取雨纹特征; 使用轻量化的CSPDarknet26代替YOLOv4骨干模块CSPDarknet53，为YOLOv4的颈部路径聚合网络模块添加复合残差块，同时采用k-means++算法取代原始网络聚类算法，获得的TOD-YOLOv4可在改善交通小目标检测精度的同时进一步提高检测效率; 基于构建的雨天交通场景车辆目标数据集VOD-RTE对DTOD-PReYOLOv4进行了验证。研究结果表明:与当前YOLO系列主流网络相比，提出的DTOD-PReYOLOv4对原浅层ResBlock_body1叠加残差块，可以更好地提取分辨率较小的特征; 对原深层ResBlock_body3、ResBlock_body4和ResBlock_body5进行裁剪，获得ResBlock_body3×2、ResBlock_body4×2和ResBlock_body5×2，可以有效降低卷积层冗余，提高内存利用率; 为PANet中的Concat+Conv×5添加跳跃连接形成CRB模块，可以有效缓解网络层数加深引起的小目标检测效果退化问题; 采用k-means++算法，在多尺度检测过程中为较大的特征图分配更加适合的较小先验框，为较小的特征图分配更加适合的较大先验框，进一步提高了目标检测的精度; 与MYOLOv4相比，精确率和召回率的调和平均值、平均精度、检测速度分别提升了5.02%、6.70%、15.63帧·s-1，与TOD-YOLOv4相比，分别提升了3.51%、4.31%、2.17帧·s-1，与YOLOv3相比，分别提升了46.07%、48.05%、18.97帧·s-1，与YOLOv4相比，分别提升了31.06%、29.74%、16.26帧·s-1。      

基于时序融合的自动驾驶多任务感知算法

采用连续图像帧作为输入,挖掘连续图像帧之间的时序关联信息,构建一种融合时序信息的多任务联合驾驶环境视觉感知算法,通过多任务监督联合优化,实现交通参与目标的快速检测,同时获取可通行区域信息;采用ResNet50作为骨干网络,在骨干网络中构建级联特征融合模块,捕捉不同图像帧之间的非局部远程依赖关系,将高分辨率图像通过卷积下采样处理,加速不同图像帧的特征提取过程,平衡算法的精度和速度;在不同的图像帧中,为了消除由于物体运动产生的空间位移对特征融合的影响,且考虑不同图像帧的非局部关联信息,构建时序特征融合模块分别对不同图像帧对应的特征图进行时序对齐与匹配,形成融合全局特征;基于共享参数的骨干网络,利用生成关键点热图的方法对道路中的行人、车辆和交通信号灯的位置进行检测,并利用语义分割子网络为自动驾驶汽车提供道路可行驶区域信息。研究结果表明:提出的感知算法以多帧图像代替单一帧图像作为输入,利用了多帧图像的序列特性,级联特征融合模块通过下采样使得计算复杂度降低为原来的1/16,与CornerNet、ICNet等其他主流模型相比,算法检测精确率平均提升了6%,分割性能平均提升了5%,并保持了每秒12帧图像的处理速度,在检测与分割速度和精度上具有明显优势。      

Turbo码SOVA译码器的系统仿真及性能分析

主要分析了3GPP标准中Turbo码采用SOVA译码器的译码性能。3GPP标准中给出了1／3Turbo码的编码结构和交织器设计方案，但未能给出译码方案。作者对帧长为4000bit的Turbo码，采用了SOVA译码器进行建模仿真。比较了SOVA译码器与MAX—LOG—MAP译码器译码的性能和实现复杂度。本文作者认为，从综合算法的性能、计算复杂度和时延等方面来考虑，SOVA译码器作为Turbo码的译码是一个比较好的选择。     

基于图像内容和混沌系统的图像认证算法

提出了一种利用离散余弦变换（Discrete Cosine Transform,DCT）系数和混沌系统的可用于检测图像篡改定位的脆弱性数字水印算法.首先将图像进行不重叠的分块,分块后的图像经过DCT变化后,利用中频系数产生水印.同时利用混沌系统构成图像块间信息嵌入和提取的对应关系,并将水印嵌入到相关块的最低有效位.图像篡改检测过程为：将提取的水印和生成的水印进行比较,通过差异的位置对其进行定位.实验结果显示,该算法具有良好的定位精度,混沌系统的采用,使算法具有较高的安全性.     

关键块体失稳表征系数与岩坡稳定性评价

建立了一种关键块体判别方法, 实现了岩坡整体稳定性的准定量化评价; 综合考虑关键块体的几何特性和受力特征, 定义了关键块体失稳表征系数; 利用团队自主研发的GeoSMA-3D平台, 开发出基于失稳表征系数的关键块体搜索模块, 可视化了包括块体搜索、可移动块体判断、关键块体确定、块体失稳和滑落的关键块体失稳全过程; 引入层次分析法, 利用关键块体失稳表征系数计算出各关键块体的权重, 应用关键块体的安全系数及其计算权重, 联合确定了岩坡稳定性表征安全系数, 应用关键块体信息定量表征了岩坡的整体稳定性; 提出了一种考虑岩体结构面和关键块体的岩坡稳定性评价方法; 以辽宁省建昌岩坡工程为例, 应用该方法进行了关键块体的确定和可视化再现, 判断了岩坡的整体稳定性, 并与数值流形元法(NMM) 的模拟结果和现场实测结果进行了对比分析, 以验证应用关键块体表征岩坡稳定性评价方法的可行性和适用性。研究结果表明: 控制该岩坡稳定性的关键块体有6个, 基于所提出方法计算的岩坡稳定性表征安全系数为0.566 9 (不稳定岩坡), 与现场监测数据所得结果的相对误差为7.066%;在NMM模拟结果中, 采用安全系数法确定的最不利关键块体的滑落没有引起岩坡失稳, 而基于所提出方法确定的最不利关键块体的滑落导致了岩坡的整体失稳, 因此, 同时考虑关键块体体积和安全系数2个因素的岩坡稳定性评价方法更合理, 基于层次分析法, 应用关键块体信息表征的岩坡稳定性与工程实际吻合。      

发动机缸体冷却水套的CFD分析与优化设计

应用FLUENT软件,对一款四缸汽油发动机缸体冷却水套的流场进行了数值模拟．通过对模拟结果进行分析,发现该款发动机缸体冷却水套设计存在一些不足之处,由此提出了一套发动机缸体冷却水套的结构优化方案,并对该优化方案进行了数值模拟．模拟结果表明,优化后缸体的冷却效果有所改善．可为指导该款发动机缸体冷却水套的结构优化设计及实验研究提供一定的参考依据．     

基于多种策略的页面内容提取算法

针对W eb页面存在与主题无关的噪音的问题,提出了基于页面结构与页面内容相结合的多策略页面内容提取算法.该算法根据改进的VIPS(基于视觉信息的页面分割算法)生成页面的块结构树,通过定义内聚度阈值和块结构树的最大深度,实现了块结构树中不同区域内不同分块粒度的要求;根据W eb页面提供的结构信息和内容信息提取块结构树叶子节点中的"主题"块和"主题相关"块;最后,对主题块和主题相关块的内容进行合并,提取页面的主要内容.实验表明,对任意下载、不同内容类型的页面,该算法都能有效地提取页面内容.     

Construction of rate-compatible (RC) low-density parity-check (LDPC) convolutional codes based on RC-LDPC block codes

In this paper, a family of rate-compatible (RC) low-density parity-check (LDPC) convolutional codes can be obtained from RC-LDPC block codes by graph extension method. The resulted RC-LDPC convolutional codes, which are derived by permuting the matrices of the corresponding RC-LDPC block codes, are systematic and have maximum encoding memory. Simulation results show that the proposed RC-LDPC convolutional codes with belief propagation (BP) decoding collectively offer a steady improvement on performance compared with the block counterparts over the binary-input additive white Gaussian noise channels (BI-AWGNCs).     

A rate-distortion based quantization level adjustment algorithm in block-based video compression

In this paper, a rate-distortion based quantization level adjustment (RDQLA) algorithm is presented. Based on the rate-distortion criterion, the quantization level adjustment algorithm effectively improves coding efficiency by adaptively optimizing quantization levels of the signals near the boundaries of quantization cells and adjusting quantization levels per block. In addition, it has no overhead and is fully compatible with the existing compression standards. The proposed algorithm can be applied in any block based image and video coding method. In particular, the algorithm has been verified on the platform of H.264. Experimental results show that the proposed algorithm improves objective and subjective performances substantially. It is shown that the proposed algorithm has a gain of several dB comparing with the newest H.264 standard for high bit rates. Foundation item: the Special Foundation of Outstanding Young Teacher of Shanghai     

含表决系统的网络联络矩阵的一种降阶方法

为了解决含有表决子系统的网络系统在转化为网络图时增加大量重复弧和重复节点，使网络的联络矩阵变为一个高阶稀疏矩阵的问题，提出了一种降阶方法．此法针对该稀疏矩阵的特点进行分块，使表决子系统对应于分块矩阵中的一个矩阵块；引入矩阵的对角乘法算子和对角还原算子，对表决子系统对应的矩阵块进行独立运算．运算结果表明，该方法使联络矩阵明显降阶．     

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以我国铁路运输模式为背景,以列车牵引计算和信号布置原理为基础,综合考虑了轨道电路码序、接触网支柱位置、电分相位置等条件,构建了基于准移动闭塞的铁路区间信号布置优化模型. 设计了模型求解的启发式仿真算法,算法以准移动闭塞条件下信号布置数量最少作为实现的目标. 研制了铁路区间信号布置仿真系统,并进行了信号布置实证分析. 结果表明：与实际信号布置方案相比,仿真布置方案的总信号布置数减少了4个,平均每10公里线路减少约1个信号点;分割轨道电路总长度减少了8464 m,平均每公里线路减少分割长度227 m. 研制的系统初步实现了铁路区间信号的优化布置.     

超高性能砂浆砌体短柱轴压试验

为改善砌体柱的受力性能,提出了采用新型超高性能砂浆(UHPM)的砌体柱(UMC),以烧结砖和混凝土砖为研究对象,分别进行了2组UMC的轴压试验,通过与传统砂浆砌体柱(MC)进行对比,探讨了UMC轴压受力机理与破坏模式,评估了现行规范关于砌体轴压承载力计算公式对UMC的适用性,提出了UMC轴压承载力预测公式.研究结果表明...     

环板式针摆行星减速器箱体的有限元分析

采用有限元法对双电机驱动双曲柄环板式针摆行星传动减速器箱体进行静力分析，按照设计图纸对三维实体进行精确建模，并设计符合工程实际的边界条件使计算结果尽量接近实际应力状态，并通过结果分析得出箱体的应力分布规律并找出箱体上应力的薄弱环节，采用增加筋的方法使应力分布更加均匀，并为进一步减轻减速器的重量提供设计依据．     

基于图像序列区域混沌特征的海面舰船目标检测算法

为了检测复杂海面背景中的舰船目标,提出了一种基于图像序列区域混沌特征的目标检测新算法,算法利用小数据量法计算图像序列区域的最大Lyapunov指数,分析运动目标存在时背景信号混沌特征的变化,并利用混沌特征的变化差别检测淹没在混沌背景信号中的目标信号,最后对100帧图像进行了目标检测.计算结果表明:新算法检测率为100%,虚警率为5%,检测结果优于利用统计分析方法的结果.