基于图像位平面的数字图像混合置乱算法

本文在运用已有置乱方法的基础上,提出了一种基于位平面分解的混合置乱方法,实现了同种置乱算法有多种图像置乱效果。该算法利用图像位平面进行置乱,通过像素位置置乱的方式达到灰度置乱的效果。算法在不同位平面选用不同的置乱算法,并且多种置乱算法有不同的组合。提高了保密信息的迷惑性,减小了攻击者的注意力,仿真实验结果证明了算法的有效性。     

基于分层Arnold变换的置乱算法

针对数字图像信息隐藏存在的安全问题,提出一种基于按位分层Arnold变换的置乱算法。算法将秘密图像按位平面分层,同时考虑图像的位置迁移和像素的灰度变换,对每个位平面进行不同次数的Arnold变换,经像素交叉换位,相邻像素间按位异或得出置乱图像。实验结果表明,秘密图像分层置乱后直方图分布更加均匀,与白噪声相似度在0.962左右,置乱图像可近无损地还原和提取,提高了信息隐藏的鲁棒性。与其他置乱算法相比,置乱图像具有更高的置乱度、更强的抵御攻击能力,提高了空域信息隐藏的安全性。     

一种索玛立方体方块匹配的图像置乱算法

针对图像已有置乱算法普遍存在的不足,提出了一种新的索玛立方体方块匹配的图像置乱算法.算法先将原始图像的位平面进行交换以改变图像的像素灰度值,然后按照索玛立方体将变换的图像进行分块,选择索玛立方体的任意两种拼接方式,其中一种看作是原始图像元素的拼接方式,另一种是置乱图像的拼接方式,将两种拼接方式对应转换,从而实现图像的置乱.置乱后的图像表现为白噪声,不存在周期性恢复的安全性问题,置乱较为稳定,能很快达到理想的置乱效果,并且置乱算法对图像尺寸没有要求.实验结果表明,算法能有效地实现对灰度图像的置乱,并且有良好的视觉效果和定量评价结果,能抵抗一定的几何攻击.     

三轴斜置一体化光纤陀螺测试技术研究

三轴斜置一体化光纤陀螺性能的测试技术是实现高精度惯性导航的重要组成部分.原有三轴斜置一体化光纤陀螺标度因数和分辨率的标定方法依靠工装在理论测试模型的基础上逐一对各陀螺进行测试,测试时间长,对工装精度要求严格.针对上述问题,提出了通过测算安装误差和解算旋转矩阵来标定其标度因数和分辨率的方法.试验证明:方法可以快速、准确地一次性对三轴斜置一体化光纤陀螺中所有陀螺的标度因数和分辨率进行测试,解决了原有测试技术操作复杂、耗时、对工装精度要求严格的问题.     

潜艇水平面操纵运动模型误差仿真分析

潜艇水平面运动模型是对潜艇水平面操纵运动进行仿真模拟的基础,运动模型选择的合适与否将直接影响潜艇操纵运动仿真的精确性和实时性。为此,以某型潜艇为研究对象,编制潜艇水平面线性与非线性操纵运动仿真程序,通过仿真并与实艇试验数据比较,分析了两种操纵运动模型的仿真误差,结果表明潜艇水平面操纵运动非线性模型误差远小于线性模型误差,与线性模型相比较,水平面非线性操纵运动模型具有更高的使用价值。     

电子广告显示屏

本文介绍了一种商业化的电子广告显示屏，采用８０３１单片机系统，用发光二级管组成点阵显示屏，对制做电子显示屏具有一定的参考价值。     

云模型图像置乱算法

针对目前数字图像置乱算法在双重置乱方面的欠缺问题,提出一种新的云模型图像置乱算法。该算法利用三维云模型生成的函数值来改变图像像素位置和像素值,实现了双重置乱。经实验验证以及定量定性分析,置乱图像呈现白噪声,真正实现了图像置乱,并不存在周期性恢复的安全问题,该算法能较快达到理想的置乱效果,且能抵抗一定的剪切、加噪、滤波以及缩放攻击;证明了该算法的有效性和合理性,可以较好地应用于图像置乱。     

基于斜变换的半脆弱彩色图像水印算法

提出一种基于斜变换的半脆弱彩色图像水印算法。该算法可以嵌入认证和恢复2种水印,实现图像的归属认证和篡改区域的恢复。把认证水印嵌入在经斜变换后的绿色分量中,将压缩图像的斜变换系数作为恢复水印嵌入在各个分量的最末位。在图像遭受篡改时,通过提取各分量的最末位实现图像的自恢复。理论分析和实验结果表明,该算法不仅能检测篡改区域还能近似恢复被篡改的图像,在保证透明性的前提下具有较好的鲁棒性。     

基于约瑟夫遍历的数字图像置乱算法

以约瑟夫遍历、位置置乱和灰度置乱为基础,提出了一种基于约瑟夫遍历的数字图像置乱方法,该方法简单易行,置乱效果良好,可用作信息隐藏与伪装的预处理。     

基于分块技术的置乱算法

置乱算法在数字水印的研究中,具有重要的作用,是水印图像预处理的重要组成部分。置乱效果的好坏、安全性将影响到数字水印算法的鲁棒性和安全性。对基于分块技术的随机均匀置乱算法提出改进,实现了安全性更高、置乱效果更好、更具一般性的基于分块技术的置乱算法。     

一种大屏幕人机交互系统的实现方法

针对利用双目立体视觉技术实现大屏幕人机交互系统时摄像头标定复杂的问题, 提出一种大屏幕人机交互系统的实现方法。由两个摄像头负责采集用户手部的图像,获取指尖的二维图像位置坐标,通过透视投影模型,由测量所得的两个摄像头之间的距离、大屏幕左边与摄像头之间的距离、摄像头离地面的高度、大屏幕底边离地面的高度等数据,求出地面上与指尖成像在同一位置的地面坐标,由摄像头的位置及地面坐标求出一条直线,两条直线相交获取指尖空间坐标,由指尖空间坐标选取与屏幕对应的二维平面坐标,经物理坐标到逻辑坐标转换求出手指指向屏幕的实际坐标,实现大屏幕的定位。定位完成后,采用指尖检测方法检测视频图像中指尖是否存在,以此判断食指弯曲和伸开的点击操作。指尖空间坐标的计算方法虽然存在误差,但由于用户在操作过程中能够实时看到鼠标的位置,因此该误差对用户是透明的,而这种方法以简单的、近似的求解避免了复杂的摄像头标定过程,便于系统工程的实施。     

低照度液晶屏幕图像增强算法

为解决目前自然场景文本识别系统文字识别率较低的问题,从识别图像的质量角度分析,发现用相机拍摄的带有液晶屏幕的图像,易受到光照或屏幕本身显示问题影响,成像质量低,难以辨别屏幕内信息。传统的解决方法如使用retinex算法进行图像增强时,由于retinex算法本身的局限性,对于光照不均的图像,会出现光晕现象。针对此问题,本文提出基于同态滤波的去光晕retinex算法来进行光照的校正,首先使用改进的同态滤波算法对图像进行不同程度的滤波处理,校正光照,处理后图像再使用改进的retinex算法进行图像增强,则可以避免光晕现象。实验结果表明,本文方法可以有效提高低照度液晶屏幕图像的视觉效果,优于传统的retinex算法,无光晕现象产生,进而提高自然场景文本识别系统的识别准确率。     

一维图像识别实现虚拟触摸屏系统

为避免大屏幕触摸屏中人体遮挡无法识别手指的问题设计了一种虚拟触摸屏系统,由至少两个一维图像采集装置、显示屏和数据处理装置构成。一维图像采集装置可以是一维线性传感器,配合镜头、信号转换和接口电路实现;也可以是市场上易于购得的二维图像采集装置摄像头,使用其一维图像数据。由一维图像采集装置采集手指在虚拟触摸屏上的一维图像数据,根据多个一维坐标点位置与二维虚拟触摸屏上点位置的一一对应关系,由数据处理装置将其转换为手指触摸屏幕上的二维直角坐标,从而完成对应的操作,实现人机交互。     

屏幕内容索引图的马尔可夫预测算法

目的 调色板编码是屏幕内容编码的典型方法之一,其索引图的编码效率直接影响到调色板编码算法的总体压缩性能。但是,在处理物体前景和文字边缘的过渡区或连接区索引时,现有索引图预测编码方法的效率仍有待改善。为此提出一种基于马尔可夫模型的索引图预测算法。方法 随机选取了2 000个局部预测失败的索引值并将它们划分为3类典型分布,发现前2类分布的索引值往往处于边缘的灰度平滑过渡区,相邻索引值间呈现较为明显的线性变化,进而提出采用1阶2维马尔可夫随机过程来刻画这种线性性。对于一个待预测索引值,首先利用1阶2维马尔可夫模型计算相邻索引值的线性相关得到初始预测值,再利用颜色转移概率最大化确定其最优预测值。结果 本文算法的预测准确率为97.53%,比多级预测算法（MSP）和基于局部方向相关性的预测算法分别平均提高了4.33%和2.10%,尤其适用于包含大量文字字符和几何图元的视频序列的索引图预测。并且,渐近时间复杂度与基于局部方向相关性的预测算法相当,明显低于MSP。具体地,本文算法的实际运行时间比MSP算法节省了95.08%,比基于局部方向相关性的预测算法增加了35.46%。结论 本文提出的基于马尔可夫模型的索引图预测算法通过发掘索引值在边缘区域的线性相关性和特定的颜色转移模式,提高了索引预测效率,并保持了较低的计算复杂度,可应用在屏幕内容文本/图形块的调色板编码中。     

Diverted corner cube retroreflector (D‐CCR) for functional projection screen

We devised and developed functional projection screen for personal use, small meetings, car pillars, and near‐eye projection. The screen deflects incident light from a projector by a fixed angle θ_view and diffuses in a certain angular range Δθ_view. We have realized the screen by modifying the fine structures based on the corner cube reflector (CCR) and reported basic concept and optical characteristics at IDW2017 and SID2018. However, there remained issues of light in unnecessary direction and insufficient uniformity of the diffused light. In this paper, we report on further modification of the fine structures by optimizing the inclination angles of three curved surfaces of the CCR that result in change of the diffused light pattern. Consequently, the modifications of the deflection angle θ_view and the diffusion angle Δθ_view resulted in significant improvement in the screen characteristics. These new results were applied to the screen for personal use and car pillar applications.     

Flight force production by flapping insect wings in inclined stroke plane kinematics

The unsteady flow structure and the time-varying aerodynamic forces acting on a 2D dragonfly model wing are studied by numerically solving the Navier-Stokes equations. The incompressible Navier-Stokes equations are discretized and solved on a non-body confirming Cartesian grid; the concept of immersed boundary method is made use of to impose the no-slip boundary condition on the surface of the wing. The objective of the present study is to investigate the influence of the following kinematic parameters on the flight performance of inclined stroke plane hovering: Reynolds number (Re), stroke amplitude, wing rotational timing and rotational duration. While the effects of the above mentioned parameters on the stroke averaged force coefficients are the same in both horizontal and inclined stroke plane motions, the spatiotemporal dynamics of vorticity which produce the effects are entirely different. Our results also indicate that the drag mechanism proposed for tiny insects does not seem to augment the vertical force generation in inclined stroke plane motion.     

用于屏幕图像编码的索引图快速预测算法

目的 屏幕图像编码要求压缩效率高、实时性好、复杂性适中。调色板编码是屏幕图像编码的主流方法之一,但是其索引图的预测编码效率仍有待提高。为此提出一种基于局部方向相关性的索引图快速预测编码算法。方法 实验统计发现两个相邻的索引值在0.93的平均概率下具有相同的方向性,本文称之为索引图的“局部方向相关性”,进而提出采用一个2×3的模板进行初始方向预测,在其预测失败的情况下再采用一个3×4的方向模板进行二次方向预测。结果 在19个标准测试视频序列和3个测试图像上进行了大量实验,实验结果表明,本文算法的预测准确率为95.43%,比典型的多级预测算法（MSP）平均提高2.48%,尤其对于包含文字字符和大量几何图元的复杂场景视频更为有效,并且计算复杂度显著低于MSP算法,能够较好地满足屏幕图像编码的要求。结论 本文提出的索引图的预测算法,发掘了索引图的局部方向相关性,加快了预测速度,可应用在屏幕图像文本/图形块的调色板编码中。     

基于HEVC屏幕图像编码的哈希表的优化算法

仿2维匹配算法对屏幕图像中的非连续色调区域有很好的压缩性能,但该算法中哈希表的空间开销较大,不利于硬件实现。为了减小哈希表的空间,通过对原算法优化提出了一种3字节计算哈希值方法,将源数据看作是一个由以YUV三元组为元素组成的数据集合,然后以YUV三元组为单位计算哈希值,这样不但减少了哈希值的计算量,而且使哈希表的存储空间得到很大的节省。实验结果表明,3字节计算哈希值方法使哈希表的存储空间减少为原算法的1/3,所测试屏幕图像的BD-rate性能也有所提高。     

平面点集凸壳的快速算法

提出一种计算平面点集凸壳的快速算法。利用极值点划分出四个矩形,它们包含了所有凸壳顶点,通过对矩形中的点进行扫描,排除明显不是凸壳顶点的点,剩余的点构成一个简单多边形。再利用极点顺序法判断多边形顶点的凹凸性并删除所出现的凹顶点,最终得到一个凸多边形即为点集的凸壳。整个算法简洁明了,避免了乘法运算（除最坏情况外）,从而节省计算时间。     

基于平面扫描的线状缓冲区生成的改进算法

针对传统双线圆弧算法存在失真现象和效率低下问题,提出了一种改进的基于线段/弧段的平面扫描算法。首先通过在凹点记录线段来避免失真问题;然后利用线段/弧段之间距离远近和相互连接的性质,采用改进的平面扫描算法大幅度地提高求交效率;同时设计一种算法快速剔除非边界点;最后利用线段/弧段具有前进方向的性质,快速构造最终缓冲区边界。该算法能避免失真问题,精确高效,具有较高的空间和时间利用率。