数学形态学分形维数的船舶视频图像中识别研究

传统船舶视频图像识别算法,存在视频动态帧信息熵分布维度系数捕捉计算失真,导致图像像素分布维度空间信息出现偏差,色度空间像素点出现重叠,影响图像识别准确度。针对视频动态像素分布特点,提出数学形态学分形维数的船舶视频图像中识别研究。通过对视频图像数学形态学基本算子计算,完成对视频图像像素信息熵分布的数学形态学单一分形维数估计。根据运动图像原理,对识别图像维度估计下的图像进行识别特征区域划分。通过对划分特征识别区域的高动态目标识别计算,完成对视频图像中目标区域的识别。仿真对比实验,证明了提出识别方法的有效性。     

基于神经网络特征提取的SSA-SVM船舶目标识别方法

运用神经网络图像特征提取联合SSA-SVM分类算法,对通航区域图像中的典型船舶目标进行识别以实现船舶目标的自动分类。首先通过摄像机获得通航区域的高分辨率图像,以AlexNet深度学习网络为基础经迁移学习后提取典型船舶目标特征,获得4种船舶类型、共5 505 024个特征数的典型船舶目标特征矩阵。以特征矩阵为训练依据训练SSA-SVM算法,在种群寻优下获得最佳识别参数,经训练得出在小数据集下具有较强辨识能力的SSA-SVM船舶目标识别模型。实验表明,相比于深度学习的大数据集驱动识别算法,使用AlexNet特征提取的SSASVM算法能够在数据量较少的情况下对散货船、集装箱船等典型船舶目标进行有效识别,识别准确率为88.87%、训练时长为1 856 s,满足实用需求,为水上监管提供了可靠的技术支持。     

大雾天气海上船舶交通异常挖掘识别方法

传统船舶交通异常识别方法在大雾天气环境下,存在挖掘算法对船舶轨迹异常状态辨识度降低的问题。通过分析发现,原因在于传统方法中没有引入大雾天气对船舶轨迹检测信号的扰动变量,导致轨迹检测数据与挖掘算法之间出现数据断链,降低了数据挖掘的识别效果。因此,提出大雾天气海上船舶交通异常挖掘识别方法分析。首先通过LSTM算法,将大雾天气扰动特征代入挖掘神经网络,获得带有大雾扰动特征神经网络;接着,根据大雾扰动特征建立混合高斯船舶轨迹模型,为交通异常识别提供基础数据;然后,通过Spark分布式挖掘算法,完成对船舶交通异常数据的挖掘识别。通过仿真实验,对传统挖掘识别方法与提出方法效果进行多组数据对比,证明提出挖掘识别方法的有效性。     

基于视觉传达的大型船舶航行图像融合研究

图像融合是图像识别的重要环节,为提升船舶航行图像识别精度,提出了基于视觉传达的大型船舶航行图像融合算法。通过离散滤波获取图像高频部分并盲估计模糊核,依照模糊核,通过总变分正则化法对图像实施非盲去卷积处理,获取去模糊后的图像;针对去模糊处理过程导致图像亮度发生变化的问题,采用伽马校正算法调整图像亮度,提升图像视觉传达效果。针对校正后的图像,对比2幅待融合图像的熵值,获取熵值较大图像的残余分量,通过基于方向滤波的二维局部均值分解法,将残余分量和熵值较小的待融合图像分解成低频子带与高频子带并分别融合,通过逆变换运算得到融合图像。实验结果显示该方法可有效提升大型船舶航行图像的细节清晰度,令图像的视觉传达效果增强,并显著提升图像识别精度。     

无人船舶避碰障碍物智能自动识别方法

传统无人船舶避碰障碍物识别方法,受到方法中识别危险系数判定基数过小的影响,在避碰障碍物识别过程中,无法在有效安全距离下瞬态识别障碍物,造成避碰全局输出准确率与效率降低。为了解决无人船舶识别危险基数过小的问题,提出无人船舶避碰障碍物智能自动识别方法。首先采用智能危险判定算法,对船舶与障碍物之间的距离进行危险系数判定计算;然后根据判定危险系数数据,重构会遇状态模型。通过模型得到算法对障碍物的识别信息;最后通过神经遗传算法,对障碍物分布信息进行避碰数据的识别转换,从而实现优化识别运算场景,提升识别方法识别准确率与输出效率。通过在同一场景下不同识别方法的对比数据表明:提出的识别方法更适合无人船舶的避碰障碍物识别计算,能够有效将障碍物识别准确率控制在97.43%。同时,提升全局输出效率25%以上。     

基于改进卷积神经网络的船舶目标检测

为提高无人船研究中的船舶辨识速度和精度,弥补海上船舶目标检测中船载自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)和雷达图像的不足,提出一种基于改进卷积神经网络的船舶目标检测模型。设计多策略的卷积神经网络模型,利用船舶图像数据进行训练和测试,并将测试结果与基于区域提名和基于回归方法的卷积神经网络模型结果相对比。试验结果表明,改进的卷积神经网络模型的船舶检测准确率高于另外2种模型。     

基于红外图像的海上船舶特征识别算法研究

传统海上船舶特征识别算法受到可见光强弱的影响,在暗光条件下对船舶图像识别能力远远不如白天,加之船舶搜救等应用场景多为夜晚。因此,提出基于红外图像的海上船舶特征识别算法研究。首先,基于红外图像识别算法,将红外识别与可见光参量进行高精度融合计算;其次,对融合后的红外识别特征参量进行增强计算;最后,通过粒子群算法对大场景中的目标进行特征绑定,从而实现暗光条件下快速准确识别船舶特征的效果。通过实验对提出算法进行测试对比,证明提出算法在暗光条件下对船舶特征的识别能力高于传统识别算法。     

蚁群优化神经网络的船舶排水量估计

传统船舶排水量估算过程应用阿基米德试验得到结果,但是由于水域密度系数不同,导致最终估算精确度较低,为此提出蚁群优化神经网络的船舶排水量估计方法。利用蚁群算法规则优化神经网络计算流程,得到分类估算的神经网络计算体系,通过网络连接将定点水域密度系数导入估算模型,实现神经网络估算模型的构建;确认船舶估算参数的相关性,通过神经网络估算模型估算出船舶排水量。实验数据表明,设计的估算船舶排水量过程准确有效。     

船用电容式传感器高频信号盲处理优化算法

传统船舶电容式信号盲处理算法在对高频信号处理过程中,受到时域空间信号排列差异影响,存在处理信号编码多路径衰减过大的问题。因此提出船用电容式传感器高频信号盲处理优化算法研究。根据电容传感器信号构成空间特点,建立高频信号的时域模型;在模型引导下,对高频信号时域序列特征进行提取;最后对提取的高频信号特征量进行盲处理阈值优化,提升信号时域抗扰对称性,降低高频信号盲处理过程中的编码多路径衰减比率。通过对比实验,对传统船舶电容式信号盲处理算法与提出算法进行数据比对,通过比对结果证明提出方法具有降低信号衰减的效果。     

船舶机舱监控视频的智能检索系统

由于传统船舶机舱监控视频检索系统存在检索架构逻辑滞后,无法将视频检索架构数据与视频源文件特征数据对应绑定,出现在对大量视频数据中某一视频段检索时,处理时间过长的问题。为此提出设计船舶机舱监控视频的智能检索系统。通过架设XML云端检索服务器,建立视频检索数据存储硬件平台。依托此硬件平台,引入综合特征处理算法,对视频图像内部特征与检索数据进行对应绑定处理,实现快速智能检索视频数据的效果。通过对比实验证明,设计的船舶机舱监控视频的智能检索系统在大量视频数据中,能够快速检索出所要视频数据段。