Canny算法修正的谷形检测手指静脉分割算法

针对使用方向谷形检测方法对手指静脉图像进行分割存在的静脉边界区域分割精度低的问题,对结合了Niblack算法的方向谷形检测分割进行深入研究与探讨,并以此为基础提出基于Canny算法修正的谷形检测手指静脉分割算法。首先对手指静脉的局部梯度变化特征进行分析,得出静脉边界点应具备的条件,并以此作为是否为真实边界点的判据,同时结合由Canny算法获取的非极大值抑制图像对基于方向谷形检测的分割结果进行边界点修正。最后通过实验对比修正前后的分割效果,发现该算法分割结果在静脉区域的连续性,以及静脉提取的真实性和准确性上都表现更为优秀,证明了其有效性。     

纹理方向与边缘特性相结合的车牌定位方法

针对道路车辆的车牌信息提取问题,提出了一种基于纹理方向与边缘特性相结合的车牌定位方法.利用梯度方向场对获取原图像进行计算,从而得到纹理方向图;融合纹理方向图和二值图像通过区间判定边缘信息的方法确定候选区域及车牌区域;采用改进的区域标记方法实现车牌的准确定位.实验证明此种方法定位速度快、准确率高,具有很高的鲁棒性.     

基于快速熵阈值的彩色图像边缘自动检测方法研究

作者提出了一种基于CIE LUV彩色空间的边缘检测算法,首先通过非线性同等组滤波器进行平滑和去噪预处理,接着利用改进的各向同性边缘检测器和快速熵阈值技术自动确定图像边界,并考虑了像素与其八领域像素的颜色距离进一步精确定位图像的边缘.实验证明该算法能较好的得到彩色图像的边缘.     

随机数发生器种子值对岩石试样弹塑性破裂过程的影响研究

阐述了岩土类材料的非匀质性特性,以及对岩土类材料弹塑性破裂过程进行数值模拟的分析程序REPFPA,通过8个试样的数值模拟"试验",深入地研究了随机数发生器种子值对岩石试样弹塑性破裂过程的影响.分析结果表明:只要岩石材料力学性质的均质度和其它参数保持不变,随机数发生器种子值对岩石试样弹塑性破裂过程与结果的影响很小.     

基于宏观基本图的路网边界信号控制策略（英文）

为了解决过饱和区域的信号控制问题,基于宏观基本图理论研究过饱和区域的边界信号控制策略.首先,通过VISSIM仿真软件构造特定区域路网的宏观基本图.然后,根据宏观基本图确定该路网所能承载的最大累积车辆数.基于路网可承载的最大累积车辆数建立区域边界交通信号控制策略,通过监控路网车流输入量、路网内总车辆数以及路网流出量,调整路网内边界交叉口的信号配时.最后,针对虚拟路网建立了仿真模型,并设计3种流量需求方案对控制效果进行验证.仿真结果表明,边界控制策略实施后路网的驶入驶出量大大提高,路网能够维持较大的通行量;同时,边界进口道的排队长度得到了合理控制,且路网的平均停车次数、平均延误等指标均得到了改善.因此,基于宏观基本图的边界信号控制策略是有效可行的.     

基于多特征融合与改进霍夫变换的电缆检测研究

隧道墙体表面存在裂纹、水泥颗粒、施工标准线等干扰,再加上光照的影响,给电缆检测带来很大困难。针对一般算法难以同时克服多种干扰的不足,从电缆边界特征出发,提出用多特征融合和改进霍夫变换相结合的算法确定电缆区域。首先运用背景减除或边缘检测确定感兴趣区域|然后融合图像的梯度、灰度和邻域特征得到边界集合图|最后用一种改进的霍夫变换从边界集合图中将边界提取出来。实验表明,该算法能够适应背景和目标的复杂变化,满足电缆实时检测要求。     

基于观测响应的土体空间变异性表征：位移反分析应用（英文）

目的:由于现场勘察和室内土工试验数据的不足,因此土体空间变异性难以估计。通过间接方法如反演分析方法进行估算是一个有效的途径,而土体参数空间变异性概率反演估计的准确性受变异特性自身影响。本文旨在通过算例研究和模型试验验证,明确影响土体空间变异性反演准确性的关键因素,以期为岩土勘察测试工程实践提供参考。创新点:1.通过土坡空间变异性反演分析,揭示数据类型、变异系数、相关长度和协方差函数类型等对反演的影响;2.室内分层土模型试验验证表明,概率反演分析方法可有效地识别土体层厚和内摩擦角变异性。方法:1.通过边坡数值算例,研究位移监测数据类型、土体相关长度、弹性模量变异系数以及协方差函数对弹性模量空间变异性的位移反分析的影响(图5、6、9、11和12)。2.开展室内模型试验,利用粒子图像测试技术获取位移监测数据,对分层土体内摩擦角的变异性进行识别,并研究软弱夹层位置与厚度对反分析的影响(图14)。结论:1.水平位移比竖直位移更适合用于位移反分析。2.反分析精度在可接受范围内,且对于高变异性的情况(COV_E=1.5),误差不超过10%;此外,反分析精度还受协方差函数类型和相关长度的影响。3.反分析可识别出模型试验的土体分层,并且对内摩擦角的估计误差小于10%。     

基于改进JSEG算法的图像分割

JSEG算法是一种有效的彩色图像分割方法,传统的JSEG算法主要包含两个部分：颜色量化和空间分割。在颜色量化阶段的阈值是提前预设的,但它并不能满足现实生活中复杂的图像问题。传统JSEG算法的J值计算仅考虑了像素的位置信息和类标志,并没有考虑像素的颜色信息,因此它并不能表示边界强度。提出一种改进的Canny算子检测的边缘信息,对原始的J值进行有效修正,从而构建新的J图,完成最后的区域增长。实验结果表明,图像预期分割效果良好,有着很好的鲁棒性。     

超声波时域仿真的局部共形技术

采用时域有限差分(FDTD)方法模拟声波的传播,以解决超声探测的动态计算机仿真问题.建立了声波模拟的速度一压力交错网格有限差分模型,给出了声波支配方程的FDTD离散形式及非均匀流体媒质内部边界的处理方法,并详细讨论了完全匹配层吸收边界及其有限差分算法的实现.数值实验验证了上述计算方法的有效性.     

基于FLAC~(3D)梁单元修正的隧道/巷道拱架支护模拟方法(英文)

目的:基于常用的数值模拟软件FLAC~(3D)进行二次开发,弥补现有数值模拟方法的缺陷,提出一种准确有效的隧道/巷道拱架支护数值模拟方法。创新点:1.引入抗弯和抗压能力的相关性,改进梁单元压弯极限判据;2.通过FISH语言编程,实现梁单元修正和拱架精确模拟。方法:1.通过对FLAC~(3D)中梁单元支撑理论的分析,明确其存在的缺陷,并利用算例进行证实(图4~6);2.基于传统强度理论,对梁单元现有压弯极限判据进行改进(图7和8);3.通过FISH语言编程,实现梁单元修正模型嵌入(图9);4.通过算例分析,对新模拟方法的效果进行验证(图10和13)。结论:1.改进了梁单元压弯极限判据,通过FISH语言编程实现了梁单元的修正及拱架屈服失效的模拟。2.构件压弯试验和巷道拱架支护实例分析表明:修正模型体现了在压弯组合荷载作用下梁单元屈服时弯矩和轴力的相关性;实现程序是有效的且灵敏度较高;提出的新模拟方法使计算偏差得到有效压制,拱架模型呈现出的力学行为及围岩支护作用更加接近实际,计算精度和设计可靠度更高。     

基于改进K-均值与分水岭算法的医学图像分割

传统K-均值基于欧式距离,结果不能真实反映数据,而传统分水岭分割方法存在过分割和敏感性伪边缘的问题。鉴于此,提出一种基于改进K 均值聚类预分割与控制标记分水岭的医学图像分割算法：基于图像空间特征运用改进K 均值聚类对感兴趣区域和背景区域进行初始分割;在扩展最值变换的基础上作形态学开闭处理;利用控制标记分水岭算法在给出内部和外部标记后用强制最小技术修正梯度幅度图像并与形态学图像叠加,以降低过分割和减少伪边缘数量。实验结果表明,该方法相较于传统分水岭算法有显著改善,且具有较强的抗噪性能和边缘定位能力,能够更好地满足医学图像的分割要求。     

结合火焰监测技术和支持向量机算法的混煤在线辨识研究（英文）

目的:混煤在锅炉燃烧中应用广泛。本文利用火焰监测技术提取混煤燃烧的火焰特征量,获取最优的特征量组合,并研究混煤相似度对其辨识错误率和正确率的影响。创新点:1.利用Relief F算法和支持向量机(SVM)算法定量分析各个火焰特征量在煤质辨识过程中的重要性,获取最优特征量组合;2.定义混煤的相似度,并分析相似性对其辨识错误率和正确率的影响。方法:1.利用火焰监测技术提取火焰图像信号和火焰光强信号,提取20个火焰特征量(图3和4、表1);2.利用Relief F算法计算20个特征量在煤质辨识中的重要性(图7);3.利用SVM算法分析特征量个数对煤质辨识正确率的影响,确定最优特征量组合(图8)。结论:1.在煤质辨识过程中,结合Relief F算法和SVM算法可以将特征量个数由20降至12,并能保证辨识准确度;2.混煤与其组分煤种的相似度主要受组分煤种的挥发份含量及掺混比例影响;3.辨识错误率与相似度之间存在一个阈值,当相似度低于该阈值时,辨识错误率为0,当相似度高于该阈值时辨识错误率与相似度呈正相关;4.辨识正确率随着相似度的升高而降低。     

适用于ADI-FDTD的基于线性插值的吸收边界条件及其改进方法(英文)

基于线性插值的方法提出了一种适用于交替方向隐式时域有限差分法(ADI-FDTD)的吸收边界条件,该边界条件能够在ADI-FDTD方法中改善边界反射性能.首先,对由截断误差和相速估计误差引起的此吸收边界条件的反射进行了分析和推导.通过理论分析,说明了基于相速估计和非均匀网格的对此吸收边界改进方法能够改善边界条件的反射特性.然后进行了矩形波导情况下该吸收边界条件的数值仿真.最后给出了数值仿真结果,并通过对有无相速估计下吸收边界条件反射系数比较、对均匀和非均匀网格处理下吸收边界条件反射系数的比较,以及对在不同时间步长下吸收边界条件反射系数变化的分析,说明了该吸收边界条件及其改进方法对ADI-FDTD方法中的边界反射性能有很好的改善效果.     

图像检索中基于最大信息获取量的主动学习算法

本文提出一种基于内容的图像中的主动学习算法. 首先用支撑向量机学习得到初始查询概念, 然后用相似性测度对其进行检验, 选取信息量最大的样本来请求用户标记, 最后在相关反馈的迭代优化过程中获取用户的图像查询概念. 算法通过支撑向量机二值分类器与相似性测度2种不同学习模型的融合, 来减轻它们各自所存在的模型偏置. 实验结果显示, 所提算法能够显著提高图像检索的精确度, 在少量的反馈迭代之后即能准确地获取目标概念.     

用修正的Feltcher算法进行二维不连续非均匀介质电常数重构

采用多方向的横磁波(TM)照射目标,用矩量法(MOM)将散射的积分方程离散为矩阵方程,对方程组的求解采用阻尼最小二乘法,其中对阻尼因子的选取采用修正的Feltcher算法。数值结果表明:该方法对于二维不连续非均匀介质的重构能获得好的重构结果。     

基于Radarsat-1数据的北极海冰SAR图像自动分割研究

基于Radarsat-1数据提出了一种集成Gibbs采样标记步骤的北极海冰SAR图像分割算法,该算法综合考虑了斑点噪声、纹理特征等不确定因素,经由像素到区域再到大尺度区域这一途径,把区域化标识、Gibbs采样标记以及区域合并等操作组合起来,实现对海冰SAR图像的分割,针对S.Laurence Bay和Beaufort海冰图像的测试实验表明,与基于区域的MRF分割算法相比提出的算法可有效提高图像分割的准确性。     

黄土土柱加热加速蒸发的试验模拟研究（英文）

目的:土质覆盖层下的城市固体废弃物由于生化降解反应具有更高温度,该温度梯度增强了土质覆盖层内的水蒸气扩散,在覆盖层的蒸发模拟中不容忽视。与水蒸气扩散相关的参数一般通过瞬态剖面法测量,但在一定蒸发边界下的土体干燥过程会持续很长时间,因此这种传统测量方法十分耗时。本文旨在提出一个底部加热的新方法加速黄土土柱脱湿,更为高效地获取水蒸气运移相关参数。创新点:1.提出一个全新的底部加热方法用于加速土体脱湿,同时利用提出的数值模型反分析得到水蒸气运移的相关参数挠曲度τ;2.发现底部加热加速脱湿的根本原因在于极大增强的水蒸气扩散。方法:1.研制一套室内黄土土柱试验装置(图3);2.在土柱底部施加恒温70°C,监测黄土的水热响应(图4);3.提出一个数值模型模拟这一水热耦合运移过程,利用该模型反分析影响水蒸气运移的关键参数,包括试验黄土的挠曲度τ和经验蒸发公式的参数a。结论:1.在相同蒸发边界下,相比不加热的情况,底部加热使土柱脱湿加速了最高22天;2.在第15天前,加热增强的水蒸气流量主导黄土蒸发过程,一直占总水分损失量的50%以上;3.试验及数值模拟结果均表明,相比传统方法,本文提出的底部加热法可更为高效地获取水蒸气运移参数。     

孔隙特征对土体内部流动特性的影响——孔隙尺度的数值研究（英文）

目的:研究土体内部的流动现象对岩土、农业及地质工程等领域具有重要意义。本文旨在探讨孔隙的平均直径、直径标准差、配位数及各向异性对土体内部水压、流量分布、流动模式及关键流动路径的影响,为评估土质屏障中的优势流动行为提供依据。创新点:1.在孔隙尺度分析孔隙特征对土体宏观渗透率及内部流动规律的影响;2.评估多个孔隙特征参数(如孔隙的平均直径、直径标准差、配位数及三种孔隙直径分布形式)对土体内部优势流动行为的影响。方法:1.将土体孔隙空间简化为由孔隙与吼道互相连接构成的球-杆模型,并通过改变孔隙和吼道的特征参数来描述复杂的孔隙结构;2.利用孔隙网络模型得到单元体内部水压和流量分布情况,为计算土体固有渗透率和评估其流动特性提供基础数据;3.基于击穿路径的概念,分析不同孔隙特征下土体内部流动的迂曲和非均匀程度;4.通过引入吼道收缩系数,调整水平或竖直吼道直径大小,评估孔隙各向异性对流动规律的影响。结论:1.土体的孔隙率和固有渗透率均随着孔隙直径平均值的增大、标准差的减小及配位数的增大而增大。2.孔隙直径的变异系数(COV)越高,土体内部水压和流量的分布越不均匀;配位数的提高会削弱水压的局部化分布但会提高流量的不均匀程度。3.随着COV的提高,击穿路径变得更加曲折;当COV由0增加到1.0时,击穿路径的迂曲度由1.00增加到大约1.71,击穿路径承担的流量占总流量的比值由2.0%提高到7.8%。4.水平与竖直吼道直径比值的提高,也会导致击穿路径迂曲度的提高;水平与竖直固有渗透率的比值和水平与竖直吼道直径的比值呈双对数线性相关。     

基于修正α-β-γ滤波的多目标跟踪算法研究

在传统α-β-γ滤波算法的基础上,提出一种适用于多目标、非均匀采样时间情况的修正α-β-γ滤波算法.介绍了匀加速(CA)模型和α-β-γ滤波算法,利用相关公式推导出修正后的滤波算法,并进行仿真验证.仿真结果证明了本算法对解决多目标跟踪问题的有效性.     

现场测试固废填埋场压实黄土覆盖层的气相渗透系数（英文）

目的:我国西北地区黄土分布广泛,黄土作为当地固废填埋场的覆盖土料具有广泛的应用前景。现场尺度测试压实黄土覆盖层的气相渗透系数,从而可用于评估其填埋气减排性能。方法:1.在西安固废填埋场建立压实黄土覆盖层试验基地(图2);2.在试验基地的膜内核心测试区域布置通气试验系统,包括空气压缩机、通气管网、气压测试装置、含水率测试装置、温度传感器和静态箱(图3,5~7);3.在覆盖层表面裸露时和植草后分别进行通气试验测试压实黄土覆盖层的气相渗透系数。结论:1.当饱和度低于85%时,干密度为1.45 Mg/m3压实黄土的气相渗透系数随含水率增加而降低,但并不明显;但是当饱和度高于85%时,气相渗透系数随含水率增加而显著减小;2.黄土层和碎石层之间的毛细阻滞作用使得上部黄土层储存更多水分,并显著降低其气相渗透系数,这有利于降低填埋气的排放;3.裸露条件下,当压实黄土的体积含水率从36%增加至46%时,其气相渗透系数从3.67×10-12 m2降低至5.73×10-14 m2;4.植草后压实黄土的气相渗透系数比裸露条件下小近一个数量级,这主要是因为植被根系占据了压实黄土的大孔隙;5.现场尺度的压实黄土气相渗透系数比室内试验的结果高1至2个数量级,这主要是因为现场所用黄土含有大的结团,结团会增加黄土的孔隙直径以及减小孔隙的曲折度。