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基于全变分模型的图像修补研究及应用

基于全变分模型的图像修补研究及应用

作者：邢天璋西北大学

学位级别：硕士

数字图像修补在图像处理领域扮演着很重要的角色,具有着较广阔的应用领域,也是当前图像处理和计算机视觉领域中的一个研究热点。本文主要是基于偏微分方程的图像修补研究及其应用。本文首先研究了当前经典的BSCB、CDD和TV三种变分修补模... 详细信息

数字图像修补在图像处理领域扮演着很重要的角色,具有着较广阔的应用领域,也是当前图像处理和计算机视觉领域中的一个研究热点。本文主要是基于偏微分方程的图像修补研究及其应用。本文首先研究了当前经典的BSCB、CDD和TV三种变分修补模型,通过理论分析和实验结果对比,总结了各种模型的特点。以TV修补模型为基础,就其存在的“连通性”被破坏这个问题,分析了这一问题出现的原因,提出改进方案。方案的主要思想在于对TV模型引入距离函数,利用距离函数给TV模型加权,使得新模型能够根据梯度出现位置和取向的不同采取“区别对待”的方法处理全变分的贡献,完成图像修补。加权因子的引入,不仅解决了“连通性”问题,而且保留了原始TV模型的去噪优势和较高的修补效率。在理论分析和数值实现方法研究之后,完成修补实验,验证了方法的有效性。然后,将改进后的加权TV模型推广到矢量图像的修补中。其方法主要是借鉴了BC TV模型的思想,将加权TV模型与BC TV模型相结合完成对彩色图像的修补。实验证明修补结果令人满意。

关键词：数字图像修补全变分 “连通性”原则加权全变分模型矢量图像

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一种宽带高效反射型超材料极化旋转器

西安电子科技大学学报 2017年第5期44卷 171-176页

作者：任宇辉丁君郭陈江邢天璋王夫蔚西北工业大学电子信息学院陕西西安710129 西北大学信息科学与技术学院陕西西安710069

采用六边形金属贴片状超材料结构,设计并制作了一种宽带、反射型极化旋转器.该结构可以在较宽的工作频带内将特定角度入射的线极化波旋转90°,从而使反射波与入射波极化正交.根据各向异性理论解释了极化旋转器的工作原理,分析了该结构... 详细信息

采用六边形金属贴片状超材料结构,设计并制作了一种宽带、反射型极化旋转器.该结构可以在较宽的工作频带内将特定角度入射的线极化波旋转90°,从而使反射波与入射波极化正交.根据各向异性理论解释了极化旋转器的工作原理,分析了该结构的等效电路,仿真了主要参数对其性能的影响.最终通过实际加工、测试证明了:当电磁波垂直入射时,该结构在8.41~11.3GHz的频带内极化转换率大于90%.

关键词：极化旋转器超材料各向异性媒质

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一种利用无线信号的被动式多目标定位系统

西安电子科技大学学报 2018年第1期45卷 93-98页

作者：邢天璋谢彬彬杨康汤战勇房鼎益西北大学信息科学与技术学院陕西西安710127

针对真实环境中的多径分布及非视距路径的多目标定位问题,基于指纹库匹配的思想,在无源射频识别标签环境中,提出一种被动式多目标定位系统.重点针对多目标的计数问题进行了深入的分析,通过无源标签边缘检测,将标签间距离与目标个数建立... 详细信息

针对真实环境中的多径分布及非视距路径的多目标定位问题,基于指纹库匹配的思想,在无源射频识别标签环境中,提出一种被动式多目标定位系统.重点针对多目标的计数问题进行了深入的分析,通过无源标签边缘检测,将标签间距离与目标个数建立函数关系,并对阅读器碰撞现象进行分析,从而确保定位数据的有效性与目标统计的精确性;其次,探索了目标相对于标签位置的相异性,并利用标签位置作为目标定位的约束条件,提升定位精度.在真实环境中对该系统予以测试,实验数据表明,该系统在目标个数统计与定位精度两个方面有效且均能满足设计要求,并较现有方法有明显提高.

关键词：目标定位指纹匹配目标计数射频识别

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文物监测中无线传感器网络数据压缩算法

西安电子科技大学学报 2012年第1期39卷 157-162页

作者：王举房鼎益陈晓江邢天璋张远高宝建西北大学信息科学与技术学院陕西西安710127 西安市遗址保护物联网应用工程实验室陕西西安710127 西北大学文化遗产研究与保护技术教育部重点实验室陕西西安710127

文物监测数据具有结构单一、冗余性大、误差高容忍度的特点,使得无线传感器网络中现有的数据压缩算法在文物监测中显得计算复杂度高、计算能耗大.将轻计算量型的SDT(Swing Door Trending)算法应用到无线传感器网络的文物监测中并作了改... 详细信息

文物监测数据具有结构单一、冗余性大、误差高容忍度的特点,使得无线传感器网络中现有的数据压缩算法在文物监测中显得计算复杂度高、计算能耗大.将轻计算量型的SDT(Swing Door Trending)算法应用到无线传感器网络的文物监测中并作了改进,分析了大规模情况下数据压缩和网络能耗之间的关系,将改进的SDT算法与目前无线传感器网络中有代表性的分布式小波压缩算法进行比较.实验表明,改进的SDT计算能耗较分布式小波压缩算法的能耗少73%,在压缩率小于25%时,改进的SDT压缩算法性能可与分布式小波压缩算法媲美.在长期、大规模的文物监测下,改进的SDT算法更适合于无线传感器网络数据压缩.

关键词：文物监测数据压缩无线传感器网络 SDT算法分布式小波压缩算法能耗

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基于压缩感知的被动式移动目标轨迹测绘

计算机学报 2015年第12期38卷 2361-2374页

作者：王举陈晓江常俪琼房鼎益邢天璋聂卫科西北大学信息科学与技术学院西安710127

被动式目标轨迹测绘以其无需目标携带任何设备的优点吸引着许多应用,如野生动物监测、入侵安全监测等.针对现有基于被动式目标轨迹测绘方法,因频繁定位而导致计算开销大和大量观测数据导致通信能耗高的问题,文中提出基于压缩感知的被动... 详细信息

被动式目标轨迹测绘以其无需目标携带任何设备的优点吸引着许多应用,如野生动物监测、入侵安全监测等.针对现有基于被动式目标轨迹测绘方法,因频繁定位而导致计算开销大和大量观测数据导致通信能耗高的问题,文中提出基于压缩感知的被动式目标轨迹测绘(Compressive Sensing Based Device-Free Target Trajectory Depiction,CSTD)算法,仅用少量观测数据一次性精确测绘出目标轨迹,减少了计算和通信开销,降低了能耗.文中的关键性发现及CSTD优点是:(1)轨迹上不同的位置及其估算具有时间独立性和空间统一性,可将不同位置映射到统一的物理空间一次性测绘出目标轨迹,避免传统方法频繁定位计算开销的问题;(2)目标轨迹与监测区域的空间位置相比具有稀疏性,利用压缩感知原理通过少量观测数据就能精确测绘出目标轨迹,降低了数据量和能耗.为适应实际应用中的大规模场景需求,该文给出了可扩展的CSTD算法模型,并提出了目标轨迹稀疏度未知(目标经过的位置数未知)下的稀疏恢复算法.部署了48个节点的8m×8m真实实验,结果表明在降低观测数据量的同时,CSTD较现有经典算法至少提高了63%的轨迹测绘精度.

关键词：被动式跟踪(定位) 压缩感知数据量物联网

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多传感器组合导航中的数据融合

西北大学学报（自然科学版） 2008年第5期38卷 719-722页

作者：曹正文代朝阳侯爱琴邢天璋西北大学信息科学与技术学院陕西西安710127

目的通过估计误差方差阵,对多传感器组合导航系统中不同的融合数据进行定位精度比较,为系统定位提供选择数据的依据。方法基于递推加权最小二乘法研究多传感器组合导航系统中的数据融合,讨论估计误差方差阵的推导过程及系统定位精度的... 详细信息

目的通过估计误差方差阵,对多传感器组合导航系统中不同的融合数据进行定位精度比较,为系统定位提供选择数据的依据。方法基于递推加权最小二乘法研究多传感器组合导航系统中的数据融合,讨论估计误差方差阵的推导过程及系统定位精度的计算。结果仿真结果表明,由于采用的递推加权最小二乘法比最小二乘法更能反应实际测量过程,可更有效地组合多个数据,系统定位性能要好。结论为多传感器组合导航系统提供了一种有效的数据融合方法,对工程的预研和实施有非常重要的意义。

关键词：多传感器组合导航数据融合递推加权最小二乘法估计误差方差阵定位精度

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物联网技术在大型遗址保护领域的应用

物联网技术 2013年第2期3卷 67-70页

作者：谢彬彬邢天璋肖云西北大学信息科学与技术学院陕西西安710127

遗址病害一直是文化遗产保护面临的主要问题。随着物联网技术的高速发展,遗址智能保护需求紧迫。遗址监控预防性保护体系的提出,可以解决现有大型遗址保护的自动化、精准化难题,为此,文中建立了一种遗址生存模型,可在一定程度上解决现... 详细信息

遗址病害一直是文化遗产保护面临的主要问题。随着物联网技术的高速发展,遗址智能保护需求紧迫。遗址监控预防性保护体系的提出,可以解决现有大型遗址保护的自动化、精准化难题,为此,文中建立了一种遗址生存模型,可在一定程度上解决现有的数据分析方法只是停留在初步处理的问题。该模型可以综合分析数据之间的多维关联关系,并提供准确的遗址病害机理与环境之间的关系。

关键词：物联网智能保护遗址监控预防保护体系遗址生存模型

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传感网通用数据感知获取系统的设计与实现

西北大学学报（自然科学版） 2014年第3期44卷 387-391页

作者：任丽晴张远尹小燕黄骏杰邢天璋房鼎益西北大学信息科学与技术学院陕西西安710127

针对传感网技术中需要感知的数据类型多样,不同应用场景下需要在基本的传感器通信节点上桥接扩展多种感知器件的应用需求,设计一种传感网通用数据感知获取系统。采用接口转换与扩展技术、数据缓存技术、多数据流交互技术和电平转换技术... 详细信息

针对传感网技术中需要感知的数据类型多样,不同应用场景下需要在基本的传感器通信节点上桥接扩展多种感知器件的应用需求,设计一种传感网通用数据感知获取系统。采用接口转换与扩展技术、数据缓存技术、多数据流交互技术和电平转换技术实现系统的易用性和普适性;采用自适应事件检测技术进一步完善系统功能。经过实际应用测试,系统可长期稳定的完成多种数据的感知获取,并在危险情况下及时提供可靠的报警信息。

关键词：数据感知获取传感器无线传感器网络接口转换与扩展自适应事件检测

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协作分集技术研究与展望

电子科技 2010年第3期23卷 107-110页

作者：邢天璋陈天白莹琦西北大学信息科学与技术学院陕西西安710127 中国联通陕西省分公司网络建设部陕西西安710077 西北大学图书馆陕西西安710069

多输入多输出技术(MIMO)由于对天线之间的距离有要求,因此难以应用在实际的无线通信终端中。协作分集技术通过利用单天线移动终端之间的相互协作,共享彼此天线,形成一个虚拟MIMO系统,从而获得空间分集。介绍了协作分集技术的基本协议,... 详细信息

多输入多输出技术(MIMO)由于对天线之间的距离有要求,因此难以应用在实际的无线通信终端中。协作分集技术通过利用单天线移动终端之间的相互协作,共享彼此天线,形成一个虚拟MIMO系统,从而获得空间分集。介绍了协作分集技术的基本协议,讨论了目前的研究情况,分析了其中的一些主要方案,并探讨了今后研究中需要解决的技术问题。

关键词：无线通信多输入多输出协作分集