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混沌非线性随机相位分数傅里叶变换图像加密算法

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混沌非线性随机相位分数傅里叶变换图像加密算法

作者：赵景程哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

图像加密是保证图像安全的有效手段。大部分图像加密方法都是线性的，与非线性加密系统相比，线性加密方法的抗攻击性较弱。对数-极坐标变换是一种典型的非线性变换，本文将对数-极坐标变换引入到图像加密研究中以提高图像加密系统的抗... 详细信息

图像加密是保证图像安全的有效手段。大部分图像加密方法都是线性的，与非线性加密系统相比，线性加密方法的抗攻击性较弱。对数-极坐标变换是一种典型的非线性变换，本文将对数-极坐标变换引入到图像加密研究中以提高图像加密系统的抗攻击能力，增强图像加密系统的安全性。首先，本文详细介绍了分数傅里叶变换、分数梅林变换、Arnold变换及其推广形式。特别分析了分数梅林变换及其实现方法。建立了实现分数梅林变换的简便途径，即对一幅图像进行分数梅林变换相当于先将该图像进行对数-极坐标变换，之后再进行一定阶次的分数傅里叶变换。这为快速实现本文提出的混沌非线性随机相位分数傅里叶变换图像加密算法奠定了算法基础。其次，本论文建立了混沌非线性随机相位分数傅里叶变换图像加密算法并详细研究了这种图像加密算法的有效性和安全性，这些研究工作主要从统计特性分析、密钥敏感度分析、抗攻击能力分析、抗干扰能力分析和鲁棒性分析五个不同角度展开。此外，本文还采用数值仿真方法示例性研究了这种图像加密算法产生的密文图像的统计分布、对数均方误差、峰值信噪比以及密文受损对解密效果的影响。研究结果表明，混沌非线性随机相位分数傅里叶变换图像密码系统是安全有效的，并能够有效抵抗各种典型密码攻击方法的破解攻击。

关键词：分数傅里叶变换对数-极坐标变换分数梅林变换 Arnold变换

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基于间谐波阻抗的孤岛检测研究

基于间谐波阻抗的孤岛检测研究

作者：赵景程北京交通大学

学位级别：硕士

近年来,传统能源发电带来的环境污染问题日益严重,新能源发电技术在世界范围内得到了普遍的认可,基于太阳能、水能、风能和燃料电池的可再生能源发电技术得到了广泛的应用,发展也越来越迅速。分布式发电具有零排放、低损耗、低污染等特... 详细信息

近年来,传统能源发电带来的环境污染问题日益严重,新能源发电技术在世界范围内得到了普遍的认可,基于太阳能、水能、风能和燃料电池的可再生能源发电技术得到了广泛的应用,发展也越来越迅速。分布式发电具有零排放、低损耗、低污染等特点,可以提高电力系统运行的灵活性和可靠性。但是,分布式发电技术的应用又给电力系统带来很多问题,孤岛效应就是其中之一。及时准确地检测出孤岛对于保证电力系统的安全稳定运行有着十分重要的意义。并网逆变器是可再生能源发电系统中的重要元件,本文对并网逆变器的控制方法进行了分析,搭建了 MATLAB仿真模型,通过数学计算,对SPWM逆变电路中各元件参数进行了设定。同时,分析了 SPWM逆变器产生间谐波的机理,对SPWM在不同载波频率下产生的间谐波含量进行了分析,验证了通过SPWM逆变器向电网注入间谐波来检测孤岛效应理论的可行性。本文针对含光伏电源的分布式发电系统,提出了基于间谐波阻抗的孤岛检测方法,并进行了相关建模计算仿真等工作,给出了间谐波电压范围的具体设定方法,给出了孤岛判断的条件。通过仿真,对该模型下并网逆变器产生的间谐波含量进行分析,保证其可以满足电力系统间谐波含量限值的标准。针对不同负载容量的分布式发电系统进行了仿真分析,并分析验证了负载容量变化时对孤岛检测的影响。本文还将该方法应用于含整流型负载的系统中,验证了该孤岛检测法受到非线性负载影响很小,抗干扰性强的特点。负载中含有交直交变频调速装置的系统的特点,提出了利用交直交变频调速装置注入系统的特征间谐波进行孤岛检测的新方法,该方法拓宽了间谐波阻抗法应用于孤岛检测的范围,所用间谐波频率低,大大降低了检测装置的成本,具有较好的经济效益。对于含有多个逆变器的分布式发电系统进行了建模仿真,分析比较了间谐波阻抗法相对于传统阻抗法在多并网逆变器系统中应用于孤岛检测的优势,验证了该方法对多逆变器系统具有较好的适应性,各个逆变器可以选用不同频率间谐波,因此不会出现稀释效应,具有孤岛检测速度快等特点。

关键词：分布式发电孤岛检测间谐波阻抗并网逆变器

本科院校体育类专业滑雪产业人才培养模式的构成与优化

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冰雪运动 2023年第3期45卷 70-75页

作者：赵景程朱明孙艺宁吴月滨黑龙江冰雪体育职业学院黑龙江哈尔滨150025 黑龙江省体育科学研究所黑龙江哈尔滨150008

本科院校体育类专业一直是滑雪产业人才培养中的重要环节,相关人才的培养水平决定了滑雪产业能否实现高质量发展。以哈尔滨体育学院、东北师范大学、吉林体育学院3所本科院校的滑雪产业相关专业为研究对象,采用问卷调查、数理统计、文... 详细信息

本科院校体育类专业一直是滑雪产业人才培养中的重要环节,相关人才的培养水平决定了滑雪产业能否实现高质量发展。以哈尔滨体育学院、东北师范大学、吉林体育学院3所本科院校的滑雪产业相关专业为研究对象,采用问卷调查、数理统计、文献资料等研究方法,从人才培养目标、专业课程设置、培养模式要素等方面,研究滑雪产业人才培养模式的构成。发现当前本科滑雪产业人才培养与复合型素质标准存在脱节,课程内容设置与社会需求错配,学生综合素养有待加强。提出改进以往课程模块和结构,加强师资队伍建设,加快构建和完善实践教学体系等对策建议,以期通过优化滑雪产业人才培养模式,使人才专业能力与产业发展需求实现更好的对接,助力我国滑雪产业的振兴与发展。

关键词：滑雪产业人才培养本科院校体育专业培养模式

以市场需求为导向的滑雪产业人才培养模式构建

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冰雪运动 2023年第2期45卷 69-73页

作者：赵景程朱明吴月滨李云汉黑龙江冰雪体育职业学院黑龙江哈尔滨150025 黑龙江省体育科学研究所黑龙江哈尔滨150008

在北京冬奥会的促进与影响下,我国冰雪运动得到快速发展,滑雪产业更成为其中进步的典范,但当前相关人才在数量和质量上都存在短板,阻碍了我国滑雪产业的进一步发展。通过问卷调查法,对当前我国滑雪产业人才的相关情况进行研究,发现重理... 详细信息

在北京冬奥会的促进与影响下,我国冰雪运动得到快速发展,滑雪产业更成为其中进步的典范,但当前相关人才在数量和质量上都存在短板,阻碍了我国滑雪产业的进一步发展。通过问卷调查法,对当前我国滑雪产业人才的相关情况进行研究,发现重理论、轻实践的传统培养模式已不能适应当前滑雪产业高速发展的现状,滑雪产业人才的培养目标与用人单位的实际需求存在一定偏差。对此提出明确人才的培养目标、丰富人才的培养模式、构建互通的课程体系、充实滑雪产业教材库、支持学生考取职业资格证书、完善教学监控评价机制、畅通人才岗位实训渠道等措施,以此构建滑雪产业人才培养的有效模式。通过以市场需求为导向,培养复合型滑雪产业人才,由此助力我国滑雪产业实现飞跃式发展。

关键词：市场需求滑雪产业人才培养教育模式

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尾矿坝浸润线的观测方法

工程勘察 1989年第3期17卷 45-48页

作者：赵景程周良富马鞍山钢铁公司

本文对用传统方法观测尾矿坝浸润线进行分析,并在用轻型井点降低尾矿坝浸润线的试验中,设计出三层测压系统。

关键词：尾矿坝浸润线观测法

分层测压水位观测系统及其在尾矿坝观测中的应用

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金属矿山 1987年第4期 41-44+55页

作者：赵景程

介绍了在监测轻型井点降低尾矿坝浸润线时所采用的一种新颖、较经济的小型塑料管分层测压水位观测系统,并与常规观测法作了比较。文中还对实测尾矿坝渗流场方法进行了探讨。

关键词：尾矿坝体平面渗流轻型井点观测孔混合水位观测井浸润线子坝分层测压等势线水文测验水位观测

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数字尾矿库研究

金属矿山 2004年第10期33卷 46-49页

作者：王山东赵景程王昌民陈佩富南京大学GIS/RS实验室马钢集团设计研究院

阐述了建立数字尾矿库的必要性 ,重点研究了数字尾矿库中地形、坝体、气象、水文、工程地质、调洪、稳定分析等模型的有机集成。并根据模型间的数据流程 ,给出数字尾矿库决策支持系统的结构。建立数字尾矿库系统后 ,可对尾矿库进行实时... 详细信息

阐述了建立数字尾矿库的必要性 ,重点研究了数字尾矿库中地形、坝体、气象、水文、工程地质、调洪、稳定分析等模型的有机集成。并根据模型间的数据流程 ,给出数字尾矿库决策支持系统的结构。建立数字尾矿库系统后 ,可对尾矿库进行实时监测、动态模拟 ,以指导生产。

关键词：尾矿库安全系数动态模拟数据流程坝体调洪稳定分析水文工程地质决策支持系统

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鲁棒模糊超像素聚类分割算法及工程实现研究

鲁棒模糊超像素聚类分割算法及工程实现研究

作者：赵景天西安邮电大学

学位级别：硕士

图像分割是图像理解和机器视觉的关键基础,它能有效地区分图像中不同属性的内容,从而实现感兴趣目标的提取。超像素生成技术在计算机视觉中常被用作预处理,是在对原始图像进行过分割后,生成的多组具有统一属性的像素集合,这些像素集合... 详细信息

图像分割是图像理解和机器视觉的关键基础,它能有效地区分图像中不同属性的内容,从而实现感兴趣目标的提取。超像素生成技术在计算机视觉中常被用作预处理,是在对原始图像进行过分割后,生成的多组具有统一属性的像素集合,这些像素集合可作为后续图像分割的对象,从而降低计算机视觉的计算成本。结合超像素生成的图像分割技术,可显著提高图像分割效率和分割精度。通过利用超像素内像素集合的共性,获得有意义的区域特征,从而高效地捕捉图像中的语义信息。因此,深入研究基于超像素的图像分割算法对于满足计算机视觉日益增长的需求具有重要的理论价值和实用意义。虽然基于超像素的图像分割无需预先的训练就可完成语义分割,但其需要两个步骤来实现分割。此外,其提供的分割效果容易受到超像素质量的影响,同时对噪声和异常值较为敏感。而模糊聚类算法通过对样本分配隶属度实现样本聚类,具有存储开销小、执行效率高等优点,是应用最为广泛且具有良好扩展性的聚类算法之一。因此,为了降低基于超像素的图像分割算法的模型复杂性并增强对噪声的抑制能力,本文将基于超像素的图像分割算法与模糊聚类理论相结合,进行系统研究并提出了一系列改进算法,并且将提出算法在FPGA开发平台进行了实现。本文主要研究内容如下:(1)为了增强现有超像素生成算法对噪声的抑制能力,提高生成超像素在噪声环境中的边界附着性和规整性,本文提出了一个基于模糊聚类的超像素生成算法。首先,将可能性理论与现有的模糊超像素生成算法相结合,构建了一个局部搜索的可能乘积划分聚类目标函数,利用模糊隶属度和可能典型性描述划分像素过程中的不确定性;其次,在当前像素隶属度迭代过程中,引入邻域像素的隶属度,并对局部窗口中不同位置的像素分配不同权重提高超像素内部像素的空间连接性。在此基础上,使用现有的模糊超像素图像分割算法对超像素图像进行分割。通过对不同类型噪声干扰自然图像测试,证实所提出的算法具有较高的分割效率和鲁棒性。(2)基于超像素的图像分割需要两个步骤实现分割,分别是超像素产生和超像素图像分割,本文对这两个步骤分别进行改进,提出了一种鲁棒的模糊超像素图像分割算法。首先,在超像素生成阶段,添加像素的纹理轮廓特征构造了一个自适应加权欧氏距离,提高对图像低对比度区域的捕捉能力;其次,在引入可能性理论的基础上,进一步在局部搜索的模糊可能乘积划分聚类目标函数中嵌入模糊因子提高超像素生成算法对噪声的鲁棒性;最后,在超像素图像分割阶段,利用超像素的邻域信息构建新的超像素隶属度划分矩阵,进一步改善超像素正确分类的准确性。通过对图像添加不同类型噪声的测试,表明该算法具有预期的鲁棒性和分割性能。(3)基于超像素的图像分割需要两个不同阶段,增加了算法陷入局部最优解的概率。受模糊C-多均值聚类的启发,本文提出了一种结合超像素产生和超像素图像分割的联合学习算法。首先,模糊超像素生成的目标函数和模糊超像素分割的目标函数被加权融合为一个目标函数,从而可以优化一个目标函数生成超像素并分割图像;其次,通过在隶属度迭代过程中,引入像素局部空间信息,提高了生成超像素对噪声的抑制能力;最后,通过优化联合目标函数,聚类中心被引入到超像素质心的迭代过程中,使超像素质心产生偏移,将在图像中一些区域生成更密集的超像素。实验测试表明,本文所提出算法在性能指标和视觉效果优于现有的超像素图像分割算法。(4)为了进一步提高算法的分割性能并增强对高强度噪声的抑制能力,本文在超像素产生和超像素图像分割联合基础上引入稀疏子空间聚类,提出了一种基于超像素产生和模糊稀疏子空间聚类的联合学习算法。首先,构造一个加权结合模糊超像素生成和模糊稀疏子空间聚类的目标函数,引入稀疏子空间聚类的自表示系数矩阵描述超像素之间的内在关联性;其次,构建了一个包含自表示系数的加权欧氏距离,增强算法对噪声的抑制能力;最后,利用最优化理论,证明了算法的收敛性和可行性。通过自然图、合成图和噪声干扰图的分割测试,验证了所提出算法对噪声图像和无噪声图像具有满意的分割性能和较强的抗噪性能。(5)为了提高算法的运行效率并有效缩短开发周期,在ZYNQ7020芯片的FPGA开发平台利用HLS软环境复现所提出算法。实验结果表明,该系统对分辨率为800*480的彩色图像的分割效率明显优于传统PC平台,其中LUT和BRAM的利用率分别为85%和92%,达到了预期设计目标。针对目前基于超像素的图像分割算法存在的问题,本文提出了一系列改进算法,并利用最优化理论分析了算法的合理性和收敛性。多种数据集测试表明,本文所提出的算法不仅优于现有的基于超像素的图像分割算法,而且具有良好的普适性。

关键词：图像分割超像素模糊聚类稀疏子空间聚类 FPGA