基于结构信息的RPCA图像去噪

图像在采集、存储和传输过程中不可避免地受到噪声攻击。鉴于无噪声图像对象形成的物理机理,在灰度图像中不同对象总是通过子块结构及其空间分布特性表征出来。子块结构具有某种规律或周期的像素变化,而噪声的分布表现出随机特性。为了在抑制噪声的同时保护对象结构,文中提出基于结构信息的鲁棒主成分分析(RPCA)图像去噪方法。该方法从高质量的图像集中提取结构信息样本,建立结构信息基元库,对不同结构信息基元集分别进行RPCA变换,挖掘其稀疏表示的变换核函数,用于图像去噪。实验表明,基于结构信息的RPCA图像去噪方法在去除噪声的同时,能有效保护图像的结构信息。     

基于局部特征的图像边缘检测

针对传统边缘检测对噪声较敏感且不能准确定位的不足,分析了图像边缘邻域像素之间的关系,提出了基于局部特征的图像边缘检测方法,建立了判断该像素点是否位于边缘上的准则函数。本方法以像素点为研究对象,检测的边缘可能为噪声点或伪边缘点,因此利用图像边缘连续性和噪声点孤立性的特点,运用形态学提取图像边缘并克服了噪声对边缘检测的影响;然后运用形态方向梯度去除伪边缘点。实验结果表明该方法能够准确地检测出图像的边缘,并克服了传统利用微分算子检测边缘的不足。     

基于对象的图像数字水印

为了克服传统水印嵌入算法存在的不足,提出一种基于目标对象的数字水印算法,首先根据图像形成的物理原理分析对象的深度信息;其次利用深度信息提取ROI对象;最后为了保护图像内容的完整性,在背景区域和ROI区域嵌入鲁棒性水印,为防止对ROI的窜改在该对象区域嵌入半脆弱水印。实验结果表明,该方法具有较好的透明性,对JPEG压缩、噪声、滤波攻击鲁棒性较好,且对图像ROI区域的窜改检测效果较好。     

高RCC拱坝施工期温控决策支持平台研究

混凝土高坝开裂是普遍存在的现象,国内外许多混凝土坝都因施工裂缝而被迫停工处理。混凝土高坝的浇筑施工过程受到自然环境、结构形式、温控、资源等多种因素的影响,如何综合考虑这些影响因素制定切实可行的大坝浇筑施工计划,并在施工过程中加强对混凝土温度和应力的实时监控和科学管理十分必要。混凝土高坝施工过程决策支持系统的研究开发,能够为水电大坝的建设和安全提供先进的管理路径,具有巨大的潜在效益。以立洲水电站工程为依托,研发了高RCC拱坝施工期温控决策支持平台,实现了碾压参数、温控信息、监测数据和仿真成果等数据信息的高效管理,大坝温控防裂效果和趋势的实时监控和预测预警,以及专家远程会商决策支持,对促进高RCC拱坝施工温控决策支持科学化水平和确保施工质量具有重要意义。     

基于统计估计的图像边缘检测

针对传统的基于微分边缘检测算法的噪声鲁棒性较差这一问题,分析了图像边缘形成机理,依据统计估计评价准则,提出一种基于统计估计的边缘检测算法.该算法将像素点的圆形邻域沿θ方向分割成2个半圆,分别计算出2个半圆内像素样本的均值和方差,分析2个半圆内样本统计估计的有效性,进而排除噪声和纹理对边缘检测的影响.根据边缘两侧像素样本的统计估计偏度呈屋脊形分布的特点,对边缘进行细化和连接,以无噪声Canny算子检测得到的边缘作为先验知识,运用条件概率建立边缘检测评价函数.实验结果表明,基于统计估计的图像边缘检测方法具有较好的检测精度和噪声鲁棒性.     

基于小波域数据块局部线性嵌入的数字水印

传统的数字水印对压缩攻击具有较好的鲁棒性,但对几何攻击仅仅在一定程度上具有稳定性,本文针对传统方法的不足提出了基于小波域数据块线性嵌入的数字水印。利用局部线性嵌入算法具有平移、旋转和缩放不变性,将水印信息序列嵌入到图像小波域数据块线性嵌入的重构系数中,而不将水印序列嵌入在图像像素值或变换系数中。因此本算法对裁剪攻击具有较强的鲁棒性,同时水印嵌入位置和嵌入强度均由原始图像信息分布决定。实验结果表明,本算法不增加嵌入水印序列信息量,降低了对原始图像的要求,提高旋转、平移、缩放和裁剪攻击的鲁棒性。     

基于局部保边函数的低信噪比图像去噪

传统的去噪算法要求含噪图像信噪比较高,并且去噪后图像边缘及纹理信息受到不同程度地损失。本文针对传统算法的不足,提出了基于局部保边函数的低信噪比图像去噪算法,首先对低信噪比图像运用自适应中值滤波器减少椒盐噪声对图像的影响同时保留图像边缘和纹理等细节信息;其次分析处理后的图像局部邻域内像素之间的关系,设计图像局部保边映射函数,最后利用Poly-Ribière-Polak(PRP)算法求出目标函数的最值进而实现低信噪比图像的去噪处理,去除高斯噪声和残余的椒盐噪声。 与传统算法相比,本文去噪效果较好,尤其是对PSNR为5.4db的低信噪比图像去噪后图像PSNR 达到24.3dB。     

超细TaN粉的制备

在耐热钢真空炉中，通氮气加热制备TaN粉。以钽粉为原料，研究了恒温温度、恒温时间和氮气分压对TaN产品含N量的影响，确定了制备TaN粉的最佳工艺条件是：恒温温度为1．100℃，氮气分压0．05MPa，恒温时间4h。可以制得含7．2％N、粒径小于1．0μm的超细TaN粉末。XRD分析表明，所得的TaN产品以TaN为主，含有少量的Ta2N，TaN0.8。     

基于模板映射的个性化接骨板快速设计

为快速设计符合特定个体患骨的个性化接骨板,提高接骨板与患骨的贴合性,提出了基于骨骼模板映射关系的个性化接骨板快速设计。首先,基于已有骨骼平均化曲面模型进行表面区域分割成骨骼模板,并建立接骨板类型与模板之间的对应信息;然后,将已修复受损骨骼(目标骨骼)模型映射到模板上,在模板上选出适合此受损形状的接骨板类型;最后,通过模板到目标骨骼反映射获取一组新的语义参数,自适应生成适用于受损骨骼的个性化接骨板。实验结果表明,所提方法能有效提升个性化接骨板的设计质量与效率,并通过三维打印对接骨板与目标骨骼贴合性进行有效验证,为后期的接骨板的制造提供了有力保障。     

基于多轴附加运动优化的成形磨削修形齿面扭曲消减方法

针对齿向修形斜齿轮成形磨削时产生的齿面扭曲误差,提出一种基于多轴附加运动优化的齿面扭曲误差消减方法。基于五轴联动数控成形磨齿机建立成形砂轮与齿轮的空间啮合坐标系,求解理论修形齿面及实际修形齿面在多个位置处的接触线;定量分析了x,y,c轴附加运动对齿廓斜率偏差的影响规律,以多轴附加运动代替常规x轴附加运动进行齿向修形,并借助遗传算法对各个位置处的多轴附加运动量进行联合优化,使实际修形齿面接触线与理论修形齿面接触线匹配,从而提高修形齿面的理论磨削精度。通过仿真分析及磨削实验证明,该方法可以有效消减齿面扭曲误差,提高修形齿面的成形磨削精度。