一种运动补偿时域滤波中的快速块匹配搜索算法

采用一种具有搜索初始点预测的自适应十字-准菱形搜索算法,对多个不同运动特征的典型视频序列进行运动估计以及补偿、时域滤波、重建,获得了较理想的效果.试验结果表明,该算法是一个准确而快速的块匹配搜索算法.     

基于起点预测的自适应交叉-准菱形运动估计算法

提出一种可预测搜索起点的自适应交叉-准菱形搜索算法。根据序列图像中运动矢量的交叉-中心偏置分布特性和矢量间的时空相关性,设计了一种交叉-准菱形搜索模板,并融合搜索起点预测、半途中止准则和自适应搜索模式等技术,在保证搜索准确性的同时,大幅度提高了运动估计的速度。实验结果表明,算法对各种类型的运动序列都有很强的自适应性,其平均搜索速度是新三步法的3.56倍、四步法的3.26倍、菱形法的2.71倍,搜索准确性也优于经典的快速运动估计算法,尤其对于大运动序列,具有更明显的优势,提高了视频压缩中现有的运动估计算法的性能。     

基于嵌入式监控系统的运动估计算法

基于对监控视频序列运动矢量分布的方向特性和起始点预测搜索技术的研究,提出了一种运动估计算法-自适应三分级搜索算法(ATLS),并结合Inter XScale微处理器架构对算法进行优化,解决了传统运动估计算法在嵌入式系统中搜索速度低的问题,算法运算复杂度低.实验结果显示.与运动矢量场自适应搜索算法相比,在图像质量几乎不下降的情况下,该算法平均搜索速度明显提高,综合性能优于运动矢量场自适应搜索算法(MVFAST)算法.     

基于运动估计EPZS算法的优化

编码器中的运动估计、计算量非常巨大,消耗了整个编码时间的80%,严重降低了编码的实时性.为了高效节省运动估计时间和编码时间,在充分研究预测区域搜索算法(EPZS)的基础上,提出一种对H.264视频编码标准采纳的EPZS算法进行了初始中心点和搜索模板的优化方法.在H.264编码器的参考模型JM10.1中,对4个测试序列进...     

菱形压电电机在并联精密定位平台中的应用

为了解决传统压电陶瓷驱动器固有的高精度与大行程的矛盾,提出了利用非共振式压电电机的两种不同运动模式来实现精密定位平台的定位高精度与工作大行程的方案。设计了一种新型菱形压电电机,分析其工作原理,给出了定子结构及夹持预紧结构的设计方案。菱形压电电机的实验结果表明,其步进作动模式下定位分辨率为1.0μm,连续运动模式下最大空载速度为0.932mm/s。在此基础上,利用3台菱形压电电机同步驱动并联精密定位平台,实验结果表明,并联平台平动定位分辨率为1.0μm,转动定位分辨率分别为8.6,11和10μrad。实验重复进行10次,动平台定位分辨率的波动率均低于5%,表明了该并联平台具有良好的同步性与重复性。另一方面,利用菱形压电电机的连续运动模式可实现大行程空间定位,其平动工作行程为3.54 mm,转动工作行程分别为3.92°,4.16°和4.05°。借助于菱形压电电机的不同工作模式实现了并联平台的精密定位和大行程工作空间两个关键指标,为进一步研究精密定位平台的动态性能、控制规律提供了理论价值和实践基础。     

基于菱形搜索块匹配技术的微机电系统微运动测量研究

首先,分析了块匹配运动模型和测量原理,采用最小总绝对差值设置块匹配准则,确立了菱形搜索算法的块匹配搜索路径。该算法通过大小模板块匹配进行粗定位和精定位,求解微运动最佳运动矢量。然后,设计了基于计算机微视觉的微机电系统图像获取方案,并以微机电系统谐振器为研究对象,获取24幅不同相位图像,用所提出的微运动测量方法进行分析和验证,结果表明：基于最小总绝对差值和菱形搜索算法的块匹配技术能较好地估计和测量微机电系统器件的微运动矢量。     

基于SVR-KM算法的一种立式加工中心Y轴运动直线度一致性研究

针对某立式加工中心的制造一致性问题,采用非参数统计中的Kruskal-Wallis检验,分析了影响Y轴运动直线度的因素,提出了基于支持向量回归机(Support Vector Regression,SVR)的Y轴运动直线度精度区间预测算法,通过遗传算法对支持向量回归机的惩罚函数参数C和高斯核函数参数gamma进行了优化,使算法具有了更高的预测精度和更好的适应性;在对精度区间准确预测的基础上,通过KM(Kuhn-Munkras)算法对机床底座和装配人员进行二分匹配,显著提高了Y轴运动直线度的一致性。结果表明:采用支持向量回归机预测算法在置信度为90%的情况下其预测的精度区间宽度为3μm,蒙特卡洛模拟显示一致性提升了47%,可为提高立式加工中心制造一致性提供新思路。     

仿生织构形态对缸套-活塞环摩擦学性能的影响

为了提高缸套-活塞环的摩擦学性能,设计了一种仿生排布的菱形凹坑织构,并通过激光刻蚀技术在缸套表面进行加工;在同一转速和不同载荷下,在MWF-10往复式摩擦磨损试验机上进行试验,以探究仿生排布的菱形织构对缸套-活塞环摩擦副摩擦磨损性能的影响,并与使用阵列排布的纹理的缸套以及未经处理的原始缸套进行比较。结果表明:织构的排布形式对油膜厚度的影响较大,尤其在重载荷工况下,合理地优化排布形式能够实现较好的动压润滑效果;仿生排布的菱形织构实现了往复运动方向上纹理特征的全覆盖,能够极大程度上限制磨屑的移动并对磨屑进行收集,有效降低磨损后的表面粗糙度,从而减少磨粒磨损;仿生排布的菱形织构在各试验工况下能够有效提高油膜厚度,提升表面承载能力,实现最佳的润滑效果。     

液压缸活塞表面菱形织构的动压润滑性能

基于间隙密封液压缸活塞表面菱形凹坑形貌,建立单个三维菱形织构的动压润滑模型及流体力学控制方程;应用流体力学软件FLUENT,采用超松弛迭代法对该织构的表面的动压润滑性能进行数值模拟分析。求解活塞在运动时的菱形凹坑表面对油膜压力和承载力的影响。结果表明:在液压缸活塞表面加工菱形织构,能够对油膜产生附加承载力,改善活塞表面润滑性能;在菱形织构无量纲深度e保持一定时,存在最优面积比为20%。在同一面积比情况下,无量纲深度e在0.012~0.018之间最优,且存在最优角度在(60~75)°之间。     

H.264快速运动估计算法的改进

为了提高视频压缩效率,对H.264中采用的快速运动估计算法UMhexagonS进行了改进。首先,在起点预测后加入一个结束搜索条件,判断是否结束对当前宏块的运动估计。然后,对于需要进一步运动估计的宏块,从两个方面对原算法进行了改进。提出了搜索模板分割方法,在进行十字形模板和大六边形模板搜索时,只需要根据该方法选择少量搜索点进行运动估计。根据运动矢量的统计特点,减少了正方形模板和扩展六边形模板的搜索点数。同时验证了所采用的搜索区域分割方法的合理性。实验结果显示,改进算法的运动估计时间比原算法平均减少了15.59%,而峰值信噪比和码率基本不变,并且能够适应各种运动类型的视频序列。得到的结果表明改进算法提高了总体编码性能。     

基于搜索自适应的快速运动估计算法

为提高H．264／AVC视频编码器的计算速度,提出了一种搜索模式自适应快速运动估计算法（PAFME）。该算法结合了变块尺寸运动估计的特点,利用运动矢量的时空域相关性,预测初始搜索中心;采用多种搜索模式,提出了搜索模式自适应的选择机制,以节省不必要的搜索点和加快搜索速度;避免了陷入局部极小。实验结果表明,与H．264／AVC的参考软件JM12．4相比,该算法使整像素精度运动估计的耗时平均降低了33％左右,同时保持了编码效率基本不变。     

一种基于GA-SA-TS算法的车间调度方法的研究

运用现代优化算法来解决车间调度这类NP完全问题是现在普遍使用的方法。本文将模拟退火算法和禁忌搜索算法的思想与遗传算法相结合,改善了传统遗传算法中单一的交叉和变异机制,提出了模拟退火-交叉机制和禁忌搜索-变异机制,最终形成了一种适用于解决车间调度方面问题的GA-SA-TS混合遗传算法。三种算法取长补短,避免了遗传算法局部搜索能力差和易早熟的缺点。同时运用GA-SA-TS算法,针对实际车间调度问题进行了仿真。通过该仿真结果可以看出,GA-SA-TS混合遗传算法对于解决车间调度问题是可行的,且在解的质量方面有所提高。     

Multi-Input Single Output SSSC based damping controller design by a hybrid Improved Differential Evolution-Pattern Search approach

In this paper, a hybrid Improved Differential Evolution and Pattern Search (hIDEPS) approach is proposed for the design of a PI-Type Multi-Input Single Output (MISO) Static Synchronous Series Compensator (SSSC) based damping controller. The improvement in Differential Evolution (DE) algorithm is introduced by a simple but effective scheme of changing two of its most important control parameters i.e. step size and crossover probability with an objective of achieving improved performance. Pattern Search (PS) is subsequently employed to fine tune the best solution provided by modified DE algorithm. The superiority of a proposed hIDEPS technique over DE and improved DE has also been demonstrated. At the outset, this concept is applied to a SSSC connected in a Single Machine Infinite Bus (SMIB) power system and then extended to a multi-machine power system. To show the effectiveness and robustness of the proposed design approach, simulation results are presented and compared with DE and Particle Swarm Optimization (PSO) optimized Single Input Single Output (SISO) SSSC based damping controllers. It is observed that the proposed approach yield superior damping performance compared to some approaches available in the literature.     

基于螺旋理论的5R三自由度并联机器人奇异形位分析

并联机器人每个支链由5个转动副组成,通过对支链结构采用坐标变换方法,从而使每个支链等效为一个串联机械手的形式,从而在分析过程中使得原来所要分析的参数由5个减少至4个,降低了分析的难度,这一方法对于今后并联机器人的结构分析方面做出了重要的贡献。为今后的动力学、运动学分析中避免奇异形位做出了理论探索。     

以JIT为目标的多阶段非等同并行机调度问题研究

针对多阶段非等同并行机模式下的准时化(Just-in-TimeJ,IT)调度问题,采用由遗传算法和禁忌搜索算法混合的禁忌遗传递阶算法进行求解。禁忌遗传递阶算法用禁忌搜索算法对工件最佳加工次序进行搜索,而相应评价值由遗传算法计算得出。遗传算法采用基于阶段机器号的二维矩阵编码,可有效地避免不可行解的产生,同时采用自适应改进提高遗传算法跳出局部最优的能力。实际算例说明禁忌遗传递阶算法计算结果稳定可靠,适合于解决多阶段非等同并行机的JIT调度问题。     

一种十字交叉六边形块运动估计搜索算法

在快速块匹配运动估计中,搜索模式对搜索速度和搜索质量有着很大的影响。基于现实视频序列中运动向量的分布特征,本文提出了一种十字交叉六边形搜索算法（NHEXS）：首先用小十字模式进行预搜索,找到最小块匹配失真点（MBD）;以MBD为中心构造大十字搜索模式,找到MBD;然后以大十字模式的MBD为中心,开始六边形搜索：首先搜索大六边形,如果MBD在中心,以小六边形方式搜索,找到的MBD点即为最终的块匹配失真点;否则继续大六边形搜索。十字交叉六边形搜索算法还采用了中途停止技术,对静止和半静止块的搜索速度有显著的提高。改进的部分块失真准则在不影响失真度的情况下大大降低了计算复杂度。实验结果表明：十字交叉六边形搜索算法比六边形搜索算法和新型十字菱形搜索算法在信噪比降低很少甚至不降低的情况下,分别节省32%和16%的搜索点,和其它流行的块匹配运动估计算法相比,本文算法有更快的搜索速度和更小的失真度。     

An optimal general type-2 fuzzy controller for Urban Traffic Network

Urban traffic network model is illustrated by state-charts and object-diagram. However, they have limitations to show the behavioral perspective of the Traffic Information flow. Consequently, a state space model is used to calculate the half-value waiting time of vehicles. In this study, a combination of the general type-2 fuzzy logic sets and the Modified Backtracking Search Algorithm (MBSA) techniques are used in order to control the traffic signal scheduling and phase succession so as to guarantee a smooth flow of traffic with the least wait times and average queue length. The parameters of input and output membership functions are optimized simultaneously by the novel heuristic algorithm MBSA. A comparison is made between the achieved results with those of optimal and conventional type-1 fuzzy logic controllers.     

A new fuzzy optimal allocation of detuned passive filters based on a Nonhomogeneous Cuckoo Search Algorithm considering resonance constraint

Passive filters are used as one of the effective solutions to mitigate harmonics and improve power quality in electrical networks. In this paper, a new fuzzy approach is proposed for the allocation of detuned passive filters based on a Nonhomogeneous Cuckoo Search Algorithm (NoCuSa). In this method, a resonance index is inserted in the problem formulation to avoid being in a resonance condition after the allocation of passive filters. In this regard, the candidate locations for the installation of passive filters are first selected based on a sensitivity analysis. Then, the values and tuning orders of the passive filters are optimized by using the proposed algorithm for single- and multi-load levels while applying fixed and switched passive filters. In the simulations, different scenarios for optimal allocation of passive filters are investigated and compared with optimal allocation of capacitors. Finally, the fuzzy problem model is implemented on an IEEE 69-bus network by NoCuSa and compared with different optimization algorithms. The results demonstrate an improvement in the final annual net benefit by applying NoCuSa in comparison with other algorithms. In addition, another comparison made between the proposed method and those implemented on IEEE 69-bus system shows the efficiency of the proposed method.     

Optimal fractional order PID design via Tabu Search based algorithm

This paper presents an optimization method based on the Tabu Search Algorithm (TSA) to design a Fractional-Order Proportional-Integral-Derivative (FOPID) controller. All parameter computations of the FOPID employ random initial conditions, using the proposed optimization method. Illustrative examples demonstrate the performance of the proposed FOPID controller design method.     

基于遗传和禁忌算法求解一类车间调度问题

针对一类具有路径柔性的车间调度问题，在考虑遗传算法早熟收敛问题和禁忌搜索法自适应优点的基础上，将遗传算法和禁忌搜索法结合起来，提出了基于遗传和禁忌搜索的优化调度算法，并用实例证实了该算法的有效性。