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基于改进CenterNet的轻量级无锚框SAR图像多尺度舰船检测算法

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哈尔滨工程大学学报 2024年第3期45卷 504-516页

作者：谢洪途姜新桥王国倩谢恺中山大学(深圳)电子与通信工程学院广东深圳518107 广州医科大学第五附属医院广东广州510700

针对复杂场景下多尺度舰船检测精度较差、效率较低、泛化性较弱等问题,本文构建了一个轻量级无锚框的合成孔径雷达图像舰船检测框架。为满足合成孔径雷达图像舰船实时检测的需求,提出了基于改进CenterNet的轻量级无锚框合成孔径雷达图... 详细信息

针对复杂场景下多尺度舰船检测精度较差、效率较低、泛化性较弱等问题,本文构建了一个轻量级无锚框的合成孔径雷达图像舰船检测框架。为满足合成孔径雷达图像舰船实时检测的需求,提出了基于改进CenterNet的轻量级无锚框合成孔径雷达图像舰船检测方法,通过预测目标关键点的信息及检测框的相关属性,实现了合成孔径雷达图像舰船快速准确定位与检测。为解决合成孔径雷达图像样本稀缺的问题,采用了适用于合成孔径雷达舰船图像的数据增强方法以扩充训练样本,并引入了多尺度训练以增强模型泛化性能。实验结果表明:本文方法具有检测效率高、检测精度好、泛化性能强等优势,能实现复杂场景下多尺度舰船的实时高精度检测。

关键词：合成孔径雷达图像复杂场景多尺度训练舰船检测改进CenterNet 轻量级无锚框数据增强

基于冗余小波变换的视频压缩运动估计与补偿算法研究

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基于冗余小波变换的视频压缩运动估计与补偿算法研究

作者：谢洪途国防科学技术大学

学位级别：硕士

视频压缩编码的研究是目前信息技术中最为活跃的领域之一。运动估计和补偿是消除视频信号时间冗余的主要途径,是视频压缩编码的关键技术之一。传统的视频编码标准均采用空域块匹配运动估计方法来消除视频信号的时间冗余。小波变换具有... 详细信息

视频压缩编码的研究是目前信息技术中最为活跃的领域之一。运动估计和补偿是消除视频信号时间冗余的主要途径,是视频压缩编码的关键技术之一。传统的视频编码标准均采用空域块匹配运动估计方法来消除视频信号的时间冗余。小波变换具有良好的时频局部化特点且符合人类的视觉特性,基于小波域的运动估计技术也成为了近来研究的热点。然而,离散小波变换不具有平移不变性,因此在小波域内难以获得精确的运动估计与补偿效果。而冗余小波变换具有平移不变性,在冗余小波域进行运动估计可以达到很好的效果,但是算法的计算复杂度过高。块匹配法是基于平移模型的,存在一定的局限性和不足。而三角网格法是基于仿射变换的,它克服了块匹配法的不足,对作非平移运动的视频图像有较好的运动估计与补偿效果。本文的切入点是如何进一步提高运动估计与补偿的精度和重建图像的主观质量,降低运动估计算法的计算复杂度,提高运动估计的效率。本文首先对冗余小波域内块匹配运动估计与补偿进行了一些探讨与研究,然后针对非平移运动的视频图像,对冗余小波域内DT三角网格运动估计与补偿做了相关研究。本文主要的研究内容和工作如下: (1)本文将空间域搜索起点预测方法和搜索方法引入冗余小波域的运动估计中,并进行改进,提出了一种基于冗余小波变换的快速自适应块匹配运动估计算法。该算法首先提出了一种用于划分图像块运动状况和提前终止搜索的自适应阈值的选择与计算方法,并利用自适应阈值提取潜在运动块;然后在冗余小波域内提出了一种自适应搜索起点预测方法,实现对潜在运动块搜索起点的精确预测;最后在空域搜索方法的基础上,在冗余小波域内提出了一种能根据图像块的运动剧烈程度自适应地调整搜索方向和搜索半径以及提前终止搜索的搜索方法,实现对潜在运动块的快速运动估计。实验结果表明,该算法能够在保持良好的运动估计精度的情况下,有效地减少运动估计所需时间,提高运动估计的效率,且重建图像主观质量很好。与现有冗余小波域块匹配运动估计算法相比,该算法在运动估计的质量与效率上有明显的优势。特别对不同运动特征的视频图像序列的运动估计,该算法有很强的适应能力。 (2)针对块匹配法不适合非平移运动的视频图像的运动估计,在经典冗余小波域DT网格运动估计算法的基础上,本文提出一种基于改进SIFT特征提取的冗余小波域DT网格运动估计与补偿算法。该算法首先在冗余小波域内提出一种新的特征点提取模板,将SIFT算法引入到冗余小波域的特征提取;接着提出了一种具有抗旋转能力和低维特征描述符的改进SIFT算法,以及一种新的特征相似性度量和匹配准则;然后利用改进的SIFT算法和特征匹配准则对新的特征点提取模板进行特征点提取与精确匹配,并以匹配后的特征点为网格节点生成DT网格;最后在冗余小波域内提取潜在运动区PMA,并利用网格节点的运动矢量和仿射变换方法在潜在运动区PMA内对图像进行运动估计。理论分析与实验表明,该算法能快速有效提取视频图像稳定的特征点并进行精确的特征点匹配,能获得准确的运动矢量,提高运动估计的精度和效率,且重建图像主观质量很好。该算法较经典冗余小波域DT网格运动估计算法在预测精度与效率上都有较大提高,特别对非平移运动的视频序列的运动估计效果很明显。

关键词：运动估计和补偿冗余离散小波变换块匹配自适应 DT网格改进SIFT

基于椭圆极坐标的一站固定式双基地低频UWB SAR FFBP成像处理

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电子学报 2014年第3期42卷 462-468页

作者：谢洪途安道祥黄晓涛周智敏国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

一站固定式双基地低频UWB SAR具有方位移变的距离徙动和较长的合成孔径,这导致其距离方位耦合变得非常复杂,从而限制了频域算法的应用.为此,本文提出一种基于椭圆极坐标的一站固定式双基地低频UWB SAR FFBP算法.基于一站固定式双基地SA... 详细信息

一站固定式双基地低频UWB SAR具有方位移变的距离徙动和较长的合成孔径,这导致其距离方位耦合变得非常复杂,从而限制了频域算法的应用.为此,本文提出一种基于椭圆极坐标的一站固定式双基地低频UWB SAR FFBP算法.基于一站固定式双基地SAR的成像几何,分别推导了直角坐标与椭圆极坐标下后向投影算法的解析表达式,并讨论了双基地FFBP算法中采用椭圆极坐标的优势.然后分别从频带和斜距误差角度推导了子图像的采样间隔.最后讨论了该算法的实现过程和计算量.仿真结果证明了所提方法的有效性.

关键词：一站固定式双基地合成孔径雷达椭圆极坐标低频超宽带快速因式分解后向投影

基于脉冲神经网络的轻量化SAR图像舰船识别算法

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第4期45卷 474-482页

作者：谢洪途陈佳兴张琳朱楠楠中山大学·深圳电子与通信工程学院广东深圳518107 空军预警学院湖北武汉430019 中山大学系统科学与工程学院广东广州510275

针对传统方法进行合成孔径雷达(SAR)图像目标识别存在参数多、能耗高等问题,提出了一种基于脉冲神经网络(SNN)的轻量化SAR图像舰船识别算法.首先,利用视觉注意力机制提取SAR图像视觉显著图,采用泊松编码器进行脉冲序列编码,能抑制背景... 详细信息

针对传统方法进行合成孔径雷达(SAR)图像目标识别存在参数多、能耗高等问题,提出了一种基于脉冲神经网络(SNN)的轻量化SAR图像舰船识别算法.首先,利用视觉注意力机制提取SAR图像视觉显著图,采用泊松编码器进行脉冲序列编码,能抑制背景噪声干扰.然后,结合泄漏整合发射(LIF)脉冲神经元和卷积神经网络,构建融合时序信息的SNN模型,能实现SAR图像舰船识别.最后,采用反正切函数作为反向传播时脉冲发射函数的梯度替代函数对SNN模型进行优化,能解决模型难以训练的问题.实验结果表明所提算法具有高精度、少参数、高效率和低能耗等优势,能实现SAR图像高效准确舰船识别.

关键词：合成孔径雷达图像舰船识别脉冲神经网络轻量化

安全操控下5 kW固体氧化物燃料电池电堆预测控制器设计

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控制理论与应用 2021年第8期38卷 1238-1246页

作者：张琳汪枫谢超唐文辉方群乐谢洪途中国人民解放军空军预警学院预警技术系湖北武汉430019 武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心湖北武汉430081 中山大学电子信息学院广东广州510275

基于5 kW固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆,考虑建模仿真—2温度层模型在模型精度与复杂度上做了更好的折中,可以更有效地应用于控制器设计.本文首先对2温度层模型在常用稳态工作点附近采用泰勒级数展开,获得其状态空间方程.然后考虑其安... 详细信息

基于5 kW固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆,考虑建模仿真—2温度层模型在模型精度与复杂度上做了更好的折中,可以更有效地应用于控制器设计.本文首先对2温度层模型在常用稳态工作点附近采用泰勒级数展开,获得其状态空间方程.然后考虑其安全操作特性,设计了两种带约束的预测控制器:即面向SOFC电堆的快速负载跟踪与燃料亏空控制器与面向SOFC电堆温度安全的控制器.重点分析了不同切换速率工况下的温度及其梯度、功率以及燃料亏空特性,使得系统在快速进行功率跟踪的同时工作在安全范围以内.结果发现随着电流调节速率的增大,跟踪过程虽然加快,但其存在安全风险也相应增大;此外,安全指标相对避免燃料亏空指标而言,对电流调节速率的要求更加苛刻,在控制器设计时必须综合进行考虑.

关键词： SOFC电堆建模仿真状态空间方程安全操作预测控制器

基于形态学变换的建筑物布局环视图像多尺度多方位融合方法

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哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：谢洪途邹鹏张琳胡俊朱楠楠姜和俊中山大学.深圳电子与通信工程学院空军预警学院预警技术系近地面探测技术重点实验室中山大学系统科学与工程学院

针对建筑物布局雷达成像存在墙体虚焦展宽、边缘毛刺和墙体空洞等问题，本文提出了一种基于形态学变换的建筑物布局环视图像多尺度多方位融合方法，能够有效实现建筑物布局的高精度重构。采用非下采样剪切波变换将各视角雷达图像进行多... 详细信息

针对建筑物布局雷达成像存在墙体虚焦展宽、边缘毛刺和墙体空洞等问题，本文提出了一种基于形态学变换的建筑物布局环视图像多尺度多方位融合方法，能够有效实现建筑物布局的高精度重构。采用非下采样剪切波变换将各视角雷达图像进行多尺度多方位分解；对低频图像采用基于形态学变换的融合方法进行处理，对高频图像采用区域方差取大的融合方法进行处理；分别将融合后的低频图像和高频图像进行非下采样剪切波变换逆变换，获得高质量的建筑物布局图。实验结果表明：本文所提方法能够获得高精度的建筑物布图像，从而证明了本文理论分析的正确性与所提方法的有效性。

关键词：穿墙雷达建筑物布局环视成像多尺度多方位融合形态学变换非下采样剪切波变换展宽抑制空洞填充

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混合能源直流微电网能源优化管控策略研究

电力系统保护与控制 2024年第3期52卷 141-151页

作者：张琳谢洪途赵路路陈勇王一舟李世飞空军预警学院预警技术系湖北武汉430019 中山大学·深圳电子与通信工程学院广东深圳518107 中国人民解放军95369部队广东佛山528000 中国人民解放军95894部队北京102211

混合能源直流微电网在快速跟踪负载方面具有较大优势,弥补了固体氧化物燃料电池(solidoxidefuelcell,SOFC)直流微电网功率跟踪缓慢的问题。现有能源管控策略重点关注能源分配,对系统效率、运行安全性和燃料亏空方面缺乏相关研究和成熟... 详细信息

混合能源直流微电网在快速跟踪负载方面具有较大优势,弥补了固体氧化物燃料电池(solidoxidefuelcell,SOFC)直流微电网功率跟踪缓慢的问题。现有能源管控策略重点关注能源分配,对系统效率、运行安全性和燃料亏空方面缺乏相关研究和成熟策略。为此,提出了一种混合能源直流微型电网能源优化管控策略。首先,搭建了混合SOFC直流微电网模型。其次,采用最优操作点(optimal operating points,OOPs)实现最大效率,然后采用平均电流控制模式保证稳定的电力供应。最后,设计了基于SOFC电流的时滞控制算法来避免燃料亏空。实验结果表明,所提出的能源优化管控策略具有时间响应迅速、输出效率高和热特性良好等优势。

关键词：混合能源直流微电网能源优化管控最优操作点最大效率稳态热安全时滞控制避免燃料亏空

基于冗余小波变换的自适应运动估计与补偿算法研究

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计算机应用研究 2011年第1期28卷 367-370,380页

作者：谢洪途高广珠何智勇国防科学技术大学电子科学与工程学院电子科学与技术系长沙410073

为进一步提高运动估计和补偿的效果,提出了一种基于冗余离散小波变换(RDWT)的自适应运动估计算法。该算法提出了一种自适应块匹配和用于划分块运动状况的自适应阈值的计算方法;对静止块不进行估计,只对运动块采用自适应搜索起点预测方... 详细信息

为进一步提高运动估计和补偿的效果,提出了一种基于冗余离散小波变换(RDWT)的自适应运动估计算法。该算法提出了一种自适应块匹配和用于划分块运动状况的自适应阈值的计算方法;对静止块不进行估计,只对运动块采用自适应搜索起点预测方法和自适应阈值算法进行运动估计与补偿。实验结果表明,该方法能在保持较高峰值信噪比的情况下提高运动估计效率,且重建图像主观质量很好,较现有RDWT域运动估计算法有明显优势。

关键词：冗余离散小波变换运动估计与补偿自适应块匹配准则自适应阈值

基于RDWT与改进SIFT的DT网格运动估计与补偿

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计算机应用研究 2011年第8期28卷 3131-3133,3144页

作者：谢洪途罗旗舞高广珠汪良会国防科学技术大学电子科学与工程学院长沙410073 湖南大学电气与信息工程学院长沙410082

为进一步提高运动估计和补偿的效果,提出了一种基于RDWT与改进SIFT的DT网格运动估计算法。首先在RDWT域内提取潜在运动区(PMA),并设计了自适应的特征点提取模板;然后对SIFT算法进行了改进,它能快速进行特征点的精确提取与匹配,进而生成D... 详细信息

为进一步提高运动估计和补偿的效果,提出了一种基于RDWT与改进SIFT的DT网格运动估计算法。首先在RDWT域内提取潜在运动区(PMA),并设计了自适应的特征点提取模板;然后对SIFT算法进行了改进,它能快速进行特征点的精确提取与匹配,进而生成DT网格;最后利用仿射变换在PMA内进行运动估计与补偿。实验表明,该算法能快速有效地提取视频图像的特征点,在保持较高峰值信噪比(PSNR)的情况下提高运动估计的效率,且重建图像的主观质量很好,较现有基于不规则三角网格的运动估计算法在PSNR和效率上有一定优势。

关键词：冗余离散小波变换改进SIFT DT网格运动估计与补偿