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基于图像特征与灰度值的快速匹配算法研究

基于图像特征与灰度值的快速匹配算法研究

作者：张源峰兰州理工大学

学位级别：硕士

随着世界各国对图像匹配技术的普遍应用,图像匹配算法也逐渐受到了重视,许多专家学者对此进行研究,不断取得新的发现和突破。目前,图像匹配技术在识别遥感卫星图像、军事侦察、医学影像诊断及核实人脸特征信息等多个领域中均得到了广泛... 详细信息

随着世界各国对图像匹配技术的普遍应用,图像匹配算法也逐渐受到了重视,许多专家学者对此进行研究,不断取得新的发现和突破。目前,图像匹配技术在识别遥感卫星图像、军事侦察、医学影像诊断及核实人脸特征信息等多个领域中均得到了广泛的应用,为了进一步改善图像匹配算法的实时性和配准精度,提高图像匹配技术的应用效率和精准率,本文通过计算不同拍摄时间、不同拍摄角度、不同拍摄环境下获得的两幅以上图像的相似重叠度,以此获得的匹配结果,可以为分析图像的后续工作提供科学依据。本文针对图像匹配存在的问题,主要完成了以下的研究工作:(1)针对图像匹配要求实时性较高时会发生匹配率降低的问题,研究了一种以Harris自相关矩阵的迹和改进灰度值为依据的快速图像匹配算法。该算法用Harris自相关矩阵的迹检测实时拍摄到的未知图像的子区域角点,可以避免计算Harris响应的因变量;然后将储存在计算机里的图像模型中检测出灰度值与子区域最高阶特征点灰度值相同的像素点,并计算这个像素点和最高阶特征点的灰度值与其邻域灰度值之和的比值,当比值相同时则这个像素点被定义为储存在计算机里的图像模型中的特征点;最后以子区域特征点为匹配依据将储存在计算机里的图像模型和实时拍摄到的未知图像进行配准。(2)针对未知图像发生较大的旋转和模糊变化时会发生匹配率下降的问题,研究了一种以Harris与高斯圆形窗口为依据的快速图像匹配算法,该算法用Harris提取出未知图像的角点,在角点邻域内筛选SIFT特征点,并且利用高斯圆形窗口对筛选出的特征点建立低维描述子。该算法不仅具备了Harris算法的高稳定性而且兼顾了SIFT算法对于旋转变化较大的未知图像也有着高匹配率的特点。(3)针对未知图像多次传输时会发生压缩失真,导致匹配率降低的问题,研究了一种以改进FAST和FREAK为依据的快速图像匹配算法。该算法首先为储存在计算机中的图像模型和实时拍摄到的未知图像构建改进的FAST特征点检测样板,在尺度空间金字塔的基础上对原图像进行了降采样,从而避免了高斯核与原图像进行卷积的过程;然后用改进的FREAK算法为每个特征点建立与人类视网膜结构相类似的降维特征描述子;最后用改进的Hamming距离进行特征匹配,所研究的算法对多次传输失真的未知图像具有较高的匹配率。(4)针对当图像邻域范围内的场景变化时会发生匹配率降低的问题,研究了一种以改进Shi-Tomas和区域协方差矩阵为依据的快速图像匹配算法。该算法首先用改进的Shi-Tomas算法筛选出未知图像的角点;然后用区域协方差构建特征模型,并且以区域协方差矩阵为依据将实时拍摄到的未知图像与储存在计算机中的图像模型进行匹配,区域协方差矩阵的特性确保了当未知图像发生欧式变换时的鲁棒性;最后用改进的RNASCA算法删除误匹配点,减少了对未知图像进行迭代检测的次数,加快了图像匹配的速度。

关键词：自相关矩阵的迹模糊变化图像匹配改进灰度值区域协方差矩阵

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外商直接投资、技术进步与中国能源强度研究

外商直接投资、技术进步与中国能源强度研究

作者：张源峰华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

自21世纪初以来,中国的整体经济规模和增长率一直位居世界前列,但是能源环境问题却制约着中国经济的可持续发展。未来,工业化和城市化将导致能源消耗和碳排放量的持续增加。外商直接投资(FDI)是国家和地区之间资本流动的主要形式之一,... 详细信息

自21世纪初以来,中国的整体经济规模和增长率一直位居世界前列,但是能源环境问题却制约着中国经济的可持续发展。未来,工业化和城市化将导致能源消耗和碳排放量的持续增加。外商直接投资(FDI)是国家和地区之间资本流动的主要形式之一,然而对于那些为发展经济而放松环境规制吸引外国投资的国家,外商直接投资的进入将会带来许多能源和环境问题。但是,外资进入东道国也有积极的一面,即带来能效技术转移和技术溢出,从而东道国的能源效率得到提高。因此,准确把握FDI对中国能源效率影响的大小,FDI的技术传导渠道,对于制定科学合理的外资政策和产业政策具有重要的现实意义。基于以上背景和国内外研究现状,本文研究了 FDI通过技术溢出影响能源强度的机制及其影响效果。本论文以外商直接投资、技术进步以及能源强度为研究对象,首先分析了三者的内涵、测度方法以及基本现状;其次,理论分析了 FDI对能源强度以及技术进步的影响机制;最后,采用DEA数据包络法和面板数据模型的分析方法,探究在不同研发投入水平以及收入水平的情况下FDI的技术溢出效应对中国工业行业能源强度的行业异质性影响。研究结果表明:①FDI通过规模效应、结构效应以及技术效应对能源强度产生影响,理论分析表明FDI对能源强度既有正面影响也有负面影响,需要实证分析其具体的影响方向及其程度。②FDI对东道国技术进步的影响包括直接影响和间接影响两方面。直接影响指外商直接投资通过跨国公司提高自身的生产率来提高东道国的生产率。间接影响方面,FDI通过产业内关联途径和产业间关联途径对能源强度产生技术溢出效应。③Malmquist指数可以很好地表示技术进步。2003年至2016年中国工业部门整体处于技术进步状态,但是技术水平的提高呈现边际下降趋势。④2003年至2016年中国工业部门的FDI通过技术溢出降低了中国工业行业的能源强度,并且行业竞争性越高,FDI提高能源效率的效果越好。⑤由于研发投入费用的技术转化效率低,人均研发投入并未能有效促进FDI的技术传播与扩散,而人均收入水平越高可以使人受教育程度更高,更容易观察、学习和模仿外资企业的新技术,从而能更好地促进FDI的技术传播与扩散。

关键词：外商直接投资技术进步能源强度

基于可控制粒子群优化的无线传感网节点定位技术

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厦门大学学报（自然科学版） 2013年第6期52卷 739-743页

作者：张源峰程恩厦门大学信息科学与技术学院福建厦门361005 闽西职业技术学院电气工程系福建龙岩364021

针对传统的基于分布式加权距离的无线传感节点定位过程中,节点定位准确度低,导致节点定位误差较大的问题,提出了一种基于可控制粒子群优化的无线传感网节点定位算法.采用经典多维标度法(MDS)定位算法求得节点的初始化坐标,在传统的粒子... 详细信息

针对传统的基于分布式加权距离的无线传感节点定位过程中,节点定位准确度低,导致节点定位误差较大的问题,提出了一种基于可控制粒子群优化的无线传感网节点定位算法.采用经典多维标度法(MDS)定位算法求得节点的初始化坐标,在传统的粒子群算法中引入粒子释放以及速度约束体系,对粒子群计算过程中粒子生成过程进行控制,根据节点定位过程中的反馈,控制粒子释放速度,并约束相应的过程,在保证最优定位的同时,可以最大程度地增强粒子种群的多样性,避免定位过程中出现局部最优现象,准确定位无线传感节点.实验结果表明:改进后的算法与原算法相比,在定位精度上有明显的提高.

关键词：传感节点多维标度粒子群优化节点定位

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光学图像信息多标记特征分层识别系统设计

激光杂志 2020年第7期41卷 209-212页

作者：张源峰程恩厦门大学信息科学与技术学院福建厦门361005 闽西职业技术学院福建龙岩364021

为提升图像识别系统的识别率,降低识别耗时,设计了光学图像信息多标记特征分层识别系统。系统硬件部分主要由两个模块组成,分别为图像预处理模块和图像信息多标记特征分层识别模块。通过图像预处理模块对图像进行灰度处理、二值化处理... 详细信息

为提升图像识别系统的识别率,降低识别耗时,设计了光学图像信息多标记特征分层识别系统。系统硬件部分主要由两个模块组成,分别为图像预处理模块和图像信息多标记特征分层识别模块。通过图像预处理模块对图像进行灰度处理、二值化处理和分割等变换处理,为提升识别结果的准确性,根据处理结果利用图像信息多标记特征分层识别模块得到合适的训练样本,将其放入BP神经网络中进行训练,判断并分析获取的信息。在上述基础上,通过分层的BoF-SIFI特征代表光学图像全局特征和局部特征,详细描述图像的分布特性,利用基于径向基函数的支持向量机分类器完成光学图像信息多标记特征分层识别。实验结果表明,所设计系统能够快速准确实现光学图像信息多标记特征的分层识别,验证了系统的实际应用效果。

关键词：光学图像信息多标记特征分层识别系统预处理

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小集群最优特征的传感器节点优化覆盖算法

科技通报 2014年第2期30卷 68-70页

作者：张源峰程恩闽西职业技术学院电气工程系福建龙岩364021 厦门大学通信工程系福建厦门361005

无线传感器网络中,为最优化地设置传感器节点,实现最优化的节点信息覆盖,同时减少收敛迭代次数。提出了一种基于小集群最优特征的传感节点优化覆盖算法。通过计算每个个体的适应度,淘汰适应度较低的小集群,复制高适应度的个体,并提出用... 详细信息

无线传感器网络中,为最优化地设置传感器节点,实现最优化的节点信息覆盖,同时减少收敛迭代次数。提出了一种基于小集群最优特征的传感节点优化覆盖算法。通过计算每个个体的适应度,淘汰适应度较低的小集群,复制高适应度的个体,并提出用区域覆盖率这一评价指标体系,使用小集群最优特征适应度函数控制算法流程。根本上减少了收敛次数并提高了计算精度。仿真实验表明对无线传感器网络覆盖进行优化设计仿真迭代次数到183,覆盖收敛,新算法的有效覆盖率为91.2%,结果展示了算法在无线传感器网络中具有较好的时效性和应用性。

关键词：无线传感器网络小集群节点优化覆盖

基于Harris角点与SIFT的快速图像匹配算法

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兰州理工大学学报 2019年第1期45卷 101-106页

作者：赵小强张源峰兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省工业过程先进控制重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学电气与控制工程国家级实验教学示范中心甘肃兰州730050 吉林省民航机场集团公司长春龙嘉国际机场设备保障部吉林长春130501

针对基于局部特征的图像匹配算法,当图像发生较大的旋转变化时此算法会发生匹配率下降的问题,并且随着时间、场景、遮挡、光线的变化,图像的特征会发生模糊变化,这将严重影响匹配率,因此提出了一种基于Harris角点与SIFT的快速图像匹配算... 详细信息

针对基于局部特征的图像匹配算法,当图像发生较大的旋转变化时此算法会发生匹配率下降的问题,并且随着时间、场景、遮挡、光线的变化,图像的特征会发生模糊变化,这将严重影响匹配率,因此提出了一种基于Harris角点与SIFT的快速图像匹配算法,该算法用Harris检测图像的角点,在角点邻域内筛选SIFT特征点,并且利用高斯圆形窗口对筛选过的特征点建立低维描述子.该算法不仅具备了Harris算法的高稳定性而且兼顾了SIFT算法对于旋转变化较大的图像也有着高匹配率的特性.仿真结果表明,与SIFT算法相比,本文提出的算法不仅匹配速度快,而且在图像发生模糊变化、旋转变化的情况下可得到高匹配率.

关键词： Harris 图像匹配 SIFT 模糊变化旋转变化

基于Harris自相关矩阵的迹和改进灰度值特征的高速匹配算法

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兰州理工大学学报 2018年第5期44卷 108-113页

作者：赵小强张源峰兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学甘肃省工业过程先进控制重点实验室甘肃兰州730050 兰州理工大学国家级电气与控制工程实验教学中心甘肃兰州730050

针对在图像匹配要求实时性较高的情况下匹配率低的问题,提出了一种基于Harris自相关矩阵的迹和改进灰度值特征的高速匹配算法.该算法首先根据像素点位于角点时Harris自相关矩阵的迹最大的特点,用Harris自相关矩阵的迹检测待匹配图像的... 详细信息

针对在图像匹配要求实时性较高的情况下匹配率低的问题,提出了一种基于Harris自相关矩阵的迹和改进灰度值特征的高速匹配算法.该算法首先根据像素点位于角点时Harris自相关矩阵的迹最大的特点,用Harris自相关矩阵的迹检测待匹配图像的子区域角点,避免计算Harris响应函数,提高了图像匹配的实时性;然后在子区域的角点基础上利用灰度值特征检测出最高阶特征点,在参考图像中检测出灰度值与子区域最高阶特征点灰度值相同的像素点,并计算这个像素点和最高阶特征点的灰度值与其邻域灰度值之和的比值,当比值相同时则这个像素点被定义为参考图像中的特征点;最后以子区域特征点为匹配依据将参考图像和待匹配图像进行匹配.该算法与SIFT算法、SURF算法的仿真结果表明,在实时性要求较高的情况下该算法可得到高匹配率.

关键词：图像匹配灰度值 Harris 自相关矩阵的迹

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浅谈无线传感网与物联网的关系

湖北科技学院学报 2012年第12期32卷 52-53,74页

作者：张源峰闽西职业技术学院电气工程系福建龙岩364021

在物联网概念如日中天的今天,无线传感网和物联网常常被人们与物联网纠结到一起,并且很难进行区分.在很多对物联网或是对无线传感网的名词解释中无线传感网就是物联网,在仔细的研究后并非如此.本文将对无线传感网与物联网的关系、区别... 详细信息

在物联网概念如日中天的今天,无线传感网和物联网常常被人们与物联网纠结到一起,并且很难进行区分.在很多对物联网或是对无线传感网的名词解释中无线传感网就是物联网,在仔细的研究后并非如此.本文将对无线传感网与物联网的关系、区别及应用情况进行深入的研究.

关键词：无线传感网物联网关系

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无线视频监控传输技术的研究

安防科技 2010年第2期 3-7页

作者：张源峰闽西职业技术学院

结合无线视频技术在监控系统中的应用需求,通过分析无线视频传输技术,指出当前一些技术的不足之处。针对无线视频传输中带宽资源有限和视频数据量大的问题,研究一种基于带宽-失真模型的无线视频数据传输的控制机制,来避免由于不必要重... 详细信息

结合无线视频技术在监控系统中的应用需求,通过分析无线视频传输技术,指出当前一些技术的不足之处。针对无线视频传输中带宽资源有限和视频数据量大的问题,研究一种基于带宽-失真模型的无线视频数据传输的控制机制,来避免由于不必要重传而带来的带宽资源浪费,提高系统带宽使用效率,并通过实验对所提机制进行测试,结果表明该机制能有效地降低传输需用的带宽。

关键词：无线视频系统监控容错传输机制 ARQ