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一种优化透射率的无人机影像去雾算法研究

贵州大学学报（自然科学版） 2024年第4期41卷 52-57页

作者：丁子天喜文飞史正涛钱堂慧云南师范大学地理学部云南昆明650500 云南省高原地理过程与环境变化重点实验室云南昆明650500

无人机获取的影像出现不均匀雾,使得传统算法的去雾结果出现细节丢失、色彩失真等问题,很大程度上限制了影像的应用价值。针对该问题,本文提出一种改进透射率的无人机影像去除不均匀雾算法。首先,结合颜色衰减模型和大气散射模型计算透... 详细信息

无人机获取的影像出现不均匀雾,使得传统算法的去雾结果出现细节丢失、色彩失真等问题,很大程度上限制了影像的应用价值。针对该问题,本文提出一种改进透射率的无人机影像去除不均匀雾算法。首先,结合颜色衰减模型和大气散射模型计算透射率,通过改进引导滤波细化透射率;其次,加强图像边缘信息;最后,对去雾后的影像进行增强处理,提高图像的清晰度和对比度。实验结果表明,本文提出的算法对去除不均匀雾取得了较好的效果。计算同幅影像有雾区域和无雾区域的透射率,来去除无人机影像不均匀雾的方法,不仅可以推动去雾算法的理论发展,也可以促进无人机应用于雾天的灾害快速监测和救援。

关键词：无人机影像不均匀雾透射率混合先验引导滤波

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基于CSK的目标跟踪稳健算法

基于CSK的目标跟踪稳健算法

作者：钱堂慧昆明理工大学

学位级别：硕士

近些年,针对视频帧图像的目标跟踪技术成为计算机视觉研究的热点,通过目标检测实现目标跟踪的方法备受青睐,机器学习的思想被应用于模型更新,基于核相关滤波理论的目标跟踪算法在跟踪精度和实时性等方面取得了突出的成果。然而,光照剧... 详细信息

近些年,针对视频帧图像的目标跟踪技术成为计算机视觉研究的热点,通过目标检测实现目标跟踪的方法备受青睐,机器学习的思想被应用于模型更新,基于核相关滤波理论的目标跟踪算法在跟踪精度和实时性等方面取得了突出的成果。然而,光照剧烈变化、目标尺度变化、目标被完全遮挡以及目标在帧间发生大位移等来源于复杂实际环境的不可控因素仍然是目标跟踪研究的难点与挑战。本文基于循环结构核(Circulant Structure Kernels,CSK)跟踪方法对上述问题进行深入研究,取得如下成果:(1)通过对图像特征进行研究分析,并对CSK跟踪算法在频域进行多通道扩展,使算法能应用梯度方向直方图(Histogram of Oriented Gridients,HOG)、颜色名(Color Name,CN)、局部二值模式(Local Binary Pattern,LBP)等更优秀的视觉特征,增强算法对目标的表观能力,削弱光学变化和几何变化对目标跟踪的影响。(2)通过对源图像缩放变换构建图像金字塔,然后分层提取HOG特征,构建基于HOG特征的金字塔样本集,训练金字塔核相关滤波分类器(Pyramid Kernel Correlation Filter,PKCF),实现目标尺度检测,并根据目标的尺度变化调整跟踪矩形框和采样窗口的尺度,减小目标模型的误差积累,提高目标跟踪精度,完成CSK的尺度自适应改进。(3)在CSK跟踪流程中引入Kalman滤波器,充分利用目标运动状态信息,对目标在下一帧中可能出现的位置进行初步预测,然后再利用PKCF在预测位置附近进行目标中心位置校准和尺度检测,实现目标检测自适应,改进CSK跟踪算法当前帧目标检测区域固定在上一帧目标中心位置附近的缺陷,解决目标被完全遮挡和帧间大位移的问题。(4)对于Kalman滤波器与PKCF的更新,将离线更新与在线更新相结合,实现目标模型和分类器参数的自适应更新。首先利用跟踪效果好的目标模型和分类器参数建立备选方案,当跟踪精度下降或目标被完全遮挡时,启用备选方案代替在线目标模型和分类器参数离线更新PKCF。Kalman滤波器对当前帧进行位置预测的状态输入是上一帧PKCF获得的校准目标位置,即利用上一帧PKCF的输出对当前帧Kalman滤波器进行状态更新。(5)将尺度自适应、检测自适应以及更新自适应的思想与遮挡处理机制相结合,提出本文的最终算法:基于预测—校准—更新的目标跟踪稳健算法。最后从标准测试集VOT和实景拍摄的视频集中选取几组具有光照变化、尺度变化、目标遮挡等不同挑战的视频进行对比实验。本文算法与CSK算法的对比实验结果表明,本文算法成功实现尺度自适应改进,在.一定程度上解决了目标被完全遮挡和帧间大位移的问题,另外,跟踪精度和成功率也大幅提高。本文算法与CSK、KCF、CN、MOSSE、TLD、Struck算法在整体性能上做对比实验,结果表明,文本算法在中心位置误差、跟踪精度和成功率方面表现最优,在跟踪帧率方面表现不足。

关键词：目标跟踪稳健算法自适应核相关滤波 Kalman滤波

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航空图像光流场的逆向金字塔计算方法

测绘学报 2016年第9期45卷 1059-1064,1072页

作者：李佳田李显凯李应芸钱堂慧李果家林艳昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093 中国人民公安大学警务信息工程学院北京100038

航空图像光流场是低空运动目标检测与变化信息获取的基础,通常将图像金字塔结构引入数值过程以增强全局收敛性。然而,金字塔结构往往是由底层至顶层的递进方式构建,其忽略图像的几何成像过程,造成微小光流或不能得到光流的问题,导致难... 详细信息

航空图像光流场是低空运动目标检测与变化信息获取的基础,通常将图像金字塔结构引入数值过程以增强全局收敛性。然而,金字塔结构往往是由底层至顶层的递进方式构建,其忽略图像的几何成像过程,造成微小光流或不能得到光流的问题,导致难以支撑后续建模与分析。本文提出了一种以顶层图像为基准的逆向金字塔结构,首先依据中心投影定量地计算出顶层图像的降采样因子,使得顶层图像光流能够反映所设定的地面目标位移阈值;其次,结合顶层与原始图像,以等比方式确定中间层降采样因子;最后,利用高斯平滑与图像插值得到中间层图像,并形成金字塔。对比试验与分析表明,逆向金字塔可准确地计算航空图像光流场,在抑制地面微小位移方面具有优势。

关键词：航空图像光流场逆向金字塔中心投影降采样

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总变差一范数光流场计算综述

高技术通讯 2016年第4期26卷 349-358页

作者：李佳田李显凯李应芸李果家钱堂慧昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

重点回顾与总结了计算光流场的总变差线性一范数方法,简称总变差一范数(TV-L1)方法。通过一致的形式化描述,将亮度守恒模型与梯度守恒模型过渡至全局平滑模型,并着重描述了模型的数值计算过程,透析计算原理与算法底层。最后给出了光流... 详细信息

重点回顾与总结了计算光流场的总变差线性一范数方法,简称总变差一范数(TV-L1)方法。通过一致的形式化描述,将亮度守恒模型与梯度守恒模型过渡至全局平滑模型,并着重描述了模型的数值计算过程,透析计算原理与算法底层。最后给出了光流场可视化及质量评估方法,并对总变差一范数方法中的技术难点与下一步工作进行总结。

关键词：光流场总变差数值计算算法综述

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基于先验知识的模糊影像运动模糊核估计研究

测绘工程 2020年第2期29卷 1-5页

作者：喜文飞史正涛钱堂慧云南师范大学旅游与地理科学学院云南昆明650500 云南海钜地理信息技术有限公司云南昆明650000

无人机模糊影像恢复的效果取决于模糊核的精确度,高质量的模糊核是模糊影像恢复的关键。文中提出了一种利用先验知识预估模糊核的算法。根据无人机相邻影像,结合随机模糊核生成模糊影像的样本数据库,利用模糊影像和样本影像之间的残差,... 详细信息

无人机模糊影像恢复的效果取决于模糊核的精确度,高质量的模糊核是模糊影像恢复的关键。文中提出了一种利用先验知识预估模糊核的算法。根据无人机相邻影像,结合随机模糊核生成模糊影像的样本数据库,利用模糊影像和样本影像之间的残差,拟合多项式,计算模糊核。结合实验进行验证,对获取的无人机模糊影像进行验证,运动模糊影像水平方向模糊核的预估准确度达到100%,结合维纳滤波算法进行影像恢复,该方法可以很好的恢复运动模糊影像。

关键词：无人机模糊影像模糊核维纳滤波影像恢复

基于SBAS-InSAR技术的小区域沉降监测研究

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云南师范大学学报（自然科学版） 2022年第4期42卷 41-44页

作者：喜文飞杨正荣赵子龙钱堂慧周定义云南师范大学地理学部云南昆明650500 云南海钜地理信息技术有限公司云南昆明650000 昆明理工大学国土资源工程学院云南昆明650093

小基线集技术(SBAS-InSAR)可以获取空间连续的地表变形监测结果.针对小区域的地表沉降监测进行研究,利用2018年7月20日到2020年11月18日共计69幅升轨Sentinel-1ASAR影像进行VV极化和VH极化数据处理,通过SBAS-InSAR技术获得研究区地表垂... 详细信息

小基线集技术(SBAS-InSAR)可以获取空间连续的地表变形监测结果.针对小区域的地表沉降监测进行研究,利用2018年7月20日到2020年11月18日共计69幅升轨Sentinel-1ASAR影像进行VV极化和VH极化数据处理,通过SBAS-InSAR技术获得研究区地表垂直方向形变速率.为了验证SBAS-InSAR技术在小区域范围内沉降监测的适应性,选取研究区域若干变形点进行沉降分析,将水准测量沉降结果与SBAS-InSAR变形结果进行对比分析,结果表明,SBAS-InSAR技术进行小区域沉降监测方法可行,具有一定的应用价值.

关键词：小基线集技术变形速率水准测量小区域沉降监测

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核相关滤波跟踪算法的尺度自适应改进

计算机应用 2017年第3期37卷 811-816页

作者：钱堂慧罗志清李果家李应芸李显凯昆明理工大学国土资源工程学院昆明650093

针对基于检测的核相关滤波跟踪(CSK)算法难以适应目标尺度变化的问题,提出多尺度核相关滤波分类器以实现尺度自适应目标跟踪。首先,采用多尺度图像构建样本集,训练多尺度核相关滤波分类器,通过分类器对目标的尺度估计实现目标的最佳尺... 详细信息

针对基于检测的核相关滤波跟踪(CSK)算法难以适应目标尺度变化的问题,提出多尺度核相关滤波分类器以实现尺度自适应目标跟踪。首先,采用多尺度图像构建样本集,训练多尺度核相关滤波分类器,通过分类器对目标的尺度估计实现目标的最佳尺度检测;然后,在最佳尺度下采集样本在线学习更新分类器,实现尺度自适应的目标跟踪。对比实验与分析表明,本文算法在目标跟踪过程中能够正确适应目标的尺度变化,相比CSK算法,偏心距误差减少至其1/5~1/3,能满足复杂场景长时间跟踪的需求。

关键词：目标跟踪多尺度图像自适应核相关滤波

基于LOG算子的无人机模糊影像快速剔除算法研究

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苏州科技大学学报（自然科学版） 2021年第3期38卷 70-75页

作者：喜文飞高炜钱堂慧黄鸿志朱江云南师范大学地理学部云南昆明650500 云南师范大学信息学院云南昆明650500 云南海钜地理信息技术有限公司云南昆明650000 苍穹数码技术股份有限公司北京100081

无人机在复杂地形区域获取影像的时候,容易受到气流的影响造成飞行平台的抖动,获得的影像出现模糊、不清晰等现象。模糊影像传统的剔除方法是采用人工检索的办法,工作效率较低,耗费时间长。影像的清晰度与影像的边缘特征具有很大的相关... 详细信息

无人机在复杂地形区域获取影像的时候,容易受到气流的影响造成飞行平台的抖动,获得的影像出现模糊、不清晰等现象。模糊影像传统的剔除方法是采用人工检索的办法,工作效率较低,耗费时间长。影像的清晰度与影像的边缘特征具有很大的相关性,论文利用高斯-拉普拉斯算子(LOG算子)提取影像的边缘特征,通过计算影像的方差,设置阈值可以自动的进行模糊影像的剔除。结合工程实例进行验证,利用该方法进行的模糊影像识别准确率可以达到100%。

关键词：无人机模糊影像 LOG算子边缘特征

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喜马拉雅淡色花岗岩比以前认为的更热

科学通报 2024年第18期69卷 2682-2694页

作者：高彭黄惠婵尹常青张健钱加慧中山大学地球科学与工程学院广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室珠海519080 香港大学地球科学系中国香港999077

喜马拉雅造山带新生代淡色花岗岩是纯地壳熔体的典型代表.它们主要是由变沉积岩在缺自由流体的条件下通过白云母脱水部分熔融产生,其熔融温度一般低于800℃.本研究利用3种独立的方法限定淡色花岗岩的初始研究温度,其结果一致表明,淡色... 详细信息

喜马拉雅造山带新生代淡色花岗岩是纯地壳熔体的典型代表.它们主要是由变沉积岩在缺自由流体的条件下通过白云母脱水部分熔融产生,其熔融温度一般低于800℃.本研究利用3种独立的方法限定淡色花岗岩的初始研究温度,其结果一致表明,淡色花岗岩形成于相对高的温度条件(>800℃).首先,通过对比变泥质岩来源的熔体与喜马拉雅淡色花岗岩间的成分,发现高温(820~900℃)熔体的A/CNK(Al_(2)O_(3)/(CaO+Na_(2)O+K_(2)O),mol)值与大部分花岗岩的一致(1.0~1.3),而低温(750~800℃)熔体则具有更高的A/CNK值(1.3~1.4).除此之外,高温熔体、低温熔体和花岗岩在其他主量元素组成上并无显著差别.其次,本研究数据和文献数据都证实,喜马拉雅淡色花岗岩的锆石饱和温度低于相应样品中很大一部分的锆石Ti温度值.这一观测结果表明,初始岩浆并没有达到锆石饱和,而锆石的饱和结晶主要通过贫Zr矿物的结晶导致.很多样品的锆石Ti温度最大值均超过了800℃.最后,对两件代表性二云母花岗岩样品的相平衡模拟计算显示,5 kbar(1 bar=10~5Pa)结晶条件下的液相线温度均约为800℃,且液相线温度随结晶压力的增加而增加.因此,如果淡色花岗岩岩浆起源于更深的地壳层位(8~10 kbar),它们的形成温度应更高.综上,我们认为,喜马拉雅淡色花岗岩的初始岩浆温度比以前认为的更高.通过地壳深熔产生的岩浆作用有助于开启高喜马拉雅结晶岩系的折返和藏南拆离系和主中央逆冲断层的活动.

关键词：喜马拉雅淡色花岗岩温度地壳深熔