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基于MPEG-4的视频分割和运动估计算法研究与设计

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基于MPEG-4的视频分割和运动估计算法研究与设计

作者：雷茂慧江苏大学

学位级别：硕士

随着人们对视频信息需求的日益增长，H.26X、MPEG系列视频国际标准不断被推出，我国也积极推动自己的音视频编解码标准(AVS)的制定，AVS的视频部分己于2006年3月1日开始实施。其中，由MPEG组织制定的MPEG-4标准是一种基于“内容”的可... 详细信息

随着人们对视频信息需求的日益增长，H.26X、MPEG系列视频国际标准不断被推出，我国也积极推动自己的音视频编解码标准(AVS)的制定，AVS的视频部分己于2006年3月1日开始实施。其中，由MPEG组织制定的MPEG-4标准是一种基于“内容”的可交互性的第二代视频压缩标准，该标准在视频检索、视频监控和IPTV等方面都具有良好的发展前景。本论文对MPEG-4的高级应用前提——视频分割和运动估计算法进行了分析和改进。尽管MPEG-4定义了视频对象的概念，但是却没有定义视频分割算法，因此本论文对视频分割算法进行了研究和设计。首先，介绍了现有的几种视频分割算法，并对其进行了分析。其中的对称差分法能准确快速地检测到运动物体，在实时性要求较高的视频压缩中具有一定的优越性;但是该方法存在有时会提取不全或提取不出物体的缺陷。然后，本论文在对称差分法的基础上提出了一种视频分割算法，加入运动估计，还在对称差分法的中间处理过程——二值图像的预处理中加入了双阈值法作去噪去空洞处理。实验表明，本论文的算法解决了对称差分的缺陷，在运动信息不够明显的情况下依然能够提取出整个物体，从而增强了对称差分法的健壮性。运动估计算法不仅对本论文的视频分割有着很重要的意义，在整个的视频压缩算法中也具有举足轻重的作用，是视频压缩中占用计算量最大的一部分。本论文接下来介绍了运动估计算法原理，随后对几种经典的运动估计算法进行了描述和分析。本论文在对标准视频序列进行深入分析之后，发现运动矢量的分布除具有中心偏移性这一特点外，还具有另一重要特点，即在中心点水平和垂直方向上的分布较其他方向的分布更为密集，据此本论文提出了一种符合该特点的运动估计算法——新十字形搜索算法(NCS)，将搜索模板改进为大小十字形。实验表明该算法较之前的钻石搜索算法在图像质量和搜索点数方面均具优越性。运动估计中除了运动搜索算法，起点的预测也是不可或缺的，本论文设计了一种与NCS相匹配的运动预测算法，首先将预测器的数量减少为两个，并采用比较精确的比较法，然后根据自适应的阈值法来决定预测后采取的动作：是直接中止还是进入不同的十字模板进行搜索。这一系列的改进进一步加强了NCS算法的优势。

关键词： MPEG-4 视频分割运动估计起点预测新十字形搜索算法(NCS)

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一种十字形运动搜索算法

微计算机信息 2006年第8X期22卷 268-269,38页

作者：赵跃华雷茂慧宋雪桦王刚沈廷根江苏大学通信工程系镇江212013

近几年,虽然运动估计算法有了很多种的快速算法,但是,运动搜索巨大的计算量依然是视频压缩速率的瓶颈,本文针对运动矢量的分布特点,提出了一种新的运动搜索算法,算法不仅结构简单,而且测试结果表明,该算法比原有DS9(dia-mondsearch)算... 详细信息

近几年,虽然运动估计算法有了很多种的快速算法,但是,运动搜索巨大的计算量依然是视频压缩速率的瓶颈,本文针对运动矢量的分布特点,提出了一种新的运动搜索算法,算法不仅结构简单,而且测试结果表明,该算法比原有DS9(dia-mondsearch)算法在搜索点数和图像质量方面有较大的提高,最好时的搜索点数只有DS算法的3/4。

关键词：块匹配运动估计十字形搜索

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静止背景下基于宏块的运动对象的提取

微计算机信息 2006年第8X期22卷 276-278页

作者：何鸿王刚宋雪桦雷茂慧郑浩沈廷根江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江212013

提出了一种新的利用MPEG-4编码过程中宏块运动估计的结果来提取运动对象的算法。该算法在运动估计过程中加入相应的准则,充分利用运动估计中宏块的运动矢量和最小平均绝对差值来获取运动区域的掩模矩阵,最后经过消除噪声点和空洞获得精... 详细信息

提出了一种新的利用MPEG-4编码过程中宏块运动估计的结果来提取运动对象的算法。该算法在运动估计过程中加入相应的准则,充分利用运动估计中宏块的运动矢量和最小平均绝对差值来获取运动区域的掩模矩阵,最后经过消除噪声点和空洞获得精确的掩模矩阵从而获得运动对象,该方法能在编码过程中进行。实验证明:利用该方法得到了理想的分割效果,较传统基于像素的运动对象提取的方法大大节省了处理时间。

关键词：运动对象运动估计形态滤波运动区域

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基于篇章级语义图的对话一致性检测

数据分析与知识发现 2024年第5期8卷 18-28页

作者：李霏邓凯方范茂慧滕冲姬东鸿武汉大学国家网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室武汉430072

【目的】通过融合包含共指链以及抽象语义表示等语义信息的对话篇章级语义图,提高对话一致性检测的准确性。【方法】首先,利用预训练语言模型BERT编码对话上下文和知识库;其次,构建包含共指链和抽象语义表示等语义信息的对话篇章级语义... 详细信息

【目的】通过融合包含共指链以及抽象语义表示等语义信息的对话篇章级语义图,提高对话一致性检测的准确性。【方法】首先,利用预训练语言模型BERT编码对话上下文和知识库;其次,构建包含共指链和抽象语义表示等语义信息的对话篇章级语义图,利用多关系图卷积神经网络捕获语义图中的语义信息;最后,构建多个分类器预测多种对话不一致现象。【结果】基于CI-ToD基准数据集,与现有对话不一致检测模型进行实验对比,本文模型在F1值或准确率指标上较之前的最优模型取得0.01以上的提升。【局限】所提模型不能很好地处理对话中存在的共指实体省略问题。【结论】融合共指链以及抽象语义表示等多种类别的语义信息能够有效提升对话一致性检测的效果。

关键词：对话系统一致性检测共指链抽象语义表示图卷积神经网络

玉米籽粒胚缺陷突变体emb17的图位克隆及功能解析

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玉米籽粒胚缺陷突变体emb17的图位克隆及功能解析

作者：雷茂安仲恺农业工程学院

学位级别：硕士

基于相似日聚类及模态分解的短期光伏发电功率组合预测研究

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电网技术 2024年第7期48卷 2948-2957,I0087-I0088页

作者：龙小慧秦际赟张青雷段建国上海海事大学物流工程学院上海市浦东区201306 上海海事大学中国(上海)自贸区供应链研究院上海市浦东区201306

短期光伏发电功率预测是电站制定发电计划并进行调度的重要组成部分,有助于电力系统的动态稳定。针对光伏时序预测中存在的噪声干扰及单一模型预测效果不稳定等问题,该文提出一种基于改进型自适应白噪声的完全集合经验模态分解(improved... 详细信息

短期光伏发电功率预测是电站制定发电计划并进行调度的重要组成部分,有助于电力系统的动态稳定。针对光伏时序预测中存在的噪声干扰及单一模型预测效果不稳定等问题,该文提出一种基于改进型自适应白噪声的完全集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,ICEEMDAN)的组合预测模型。首先,利用相关系数提取重要气象特征,并采用模糊C均值聚类(fuzzy C-means clustering,FCM)将原始数据集划分为晴天、晴转多云和雨天。其次,每种相似日以最后一天为待预测日,其余为历史训练集;利用ICEEMDAN将历史训练集分解成若干个较为规律的子序列,并用排列熵(permutation entropy,PE)对各子序列进行重构。最后,高频项采用由卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)、(bidirectional gated recurrent unit,Bi GRU)双向门控循环单元与注意力机制组合而成的CNN-BiGRU-ATTENTION神经网络预测,低频项和趋势项采用最小二乘支持向量回归机(least squares support vector regression,LSSVR)进行预测,将预测结果叠加得到最终光伏发电功率预测值。通过实例验证:该文组合模型在不同天气条件下,可以解决单一模型预测精度低、预测效果不稳定等问题;相比其他模态分解,能够更精确地预测波动较大的局部特征。

关键词：光伏发电模态分解相似日聚类卷积神经网络最小二乘支持向量回归机注意力机制

长江经济带人类活动强度与生态系统服务价值时空关联特征分析

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长江流域资源与环境 2024年第9期 1992-2003页

作者：李久林雷秋慧胡大卫李瑶尹海伟安徽建筑大学建筑与规划学院安徽省城镇化建设协同创新中心北京师范大学社会发展与公共政策学院南京大学建筑与城市规划学院

人类活动是引起生态系统服务价值(Ecosystem Service Value, ESV)变化的重要原因，分析二者的时空演变特征并划定生态分区对实现区域可持续发展意义重大。以长江经济带为例，以2000、2010、2020年3期土地利用数据为基础数据，构建综合... 详细信息

人类活动是引起生态系统服务价值(Ecosystem Service Value, ESV)变化的重要原因，分析二者的时空演变特征并划定生态分区对实现区域可持续发展意义重大。以长江经济带为例，以2000、2010、2020年3期土地利用数据为基础数据，构建综合指标体系量化人类活动强度(Human Activity Intensity, HAI)、采用当量因子法计算生态系统服务价值，基于二者关系运用四象限模型划分生态质量分区。结果表明：(1)HAI以低强度和较低强度为主，空间分异特征显著。高强度区域成片分布在长江下游地区以及各省的省会城市，其范围逐年扩张。低强度区域主要分布在研究区中部、东南以及西北区域，面积不断扩大。(2)20 a间长江经济带ESV整体呈下降趋势，共减少409.75亿元；空间上，长江经济带上游地区较低值区分布最为广泛，其次是中值和较高值区；中游地区以较高值区为主，ESV大致呈“西高东低”的空间分布格局，下游地区ESV空间分布呈现“北低南高”的格局。(3)研究区生态质量整体较好，95%的县域分布在生态质量为优秀、一般和良好的区域，2000～2020年生态质量有所下降。研究可为区域生态系统的精细化管理以及生态环境的保护与修复提供参考依据。

关键词：生态系统服务价值人类活动强度四象限模型长江经济带

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HyTRV标模下表面边界层稳定性特征

实验流体力学 2024年

作者：刘姝怡王傲段茂昌徐洋黄刚雷陈坚强中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所空天飞行空气动力科学与技术全国重点实验室

高超声速转捩研究飞行器(Hypersonic Transition Research Vehicle, HyTRV)是为高超声速复杂三维边界层转捩研究设计的升力体标模，更接近真实飞行器外形。为深入认识HyTRV边界层稳定性特征及转捩机制，验证数值模拟和理论分析结果，本... 详细信息

高超声速转捩研究飞行器(Hypersonic Transition Research Vehicle, HyTRV)是为高超声速复杂三维边界层转捩研究设计的升力体标模，更接近真实飞行器外形。为深入认识HyTRV边界层稳定性特征及转捩机制，验证数值模拟和理论分析结果，本文在马赫6常规风洞中，采用红外热成像技术和高频压力传感器获得了0°和2°迎角时HyTRV标模下表面（迎风面）边界层转捩阵面及不稳定波演化特征，并与一维稳定性分析结果进行了对比。研究结果表明：迎角为2°时，标模下表面横流失稳区较0°迎角时缩小且后移，标模中心线处转捩先于两侧横流区。另外，横流区存在宽频的高频信号，信号幅值在转捩完成前达到饱和。该信号包含多频段扰动，多种扰动之间相互作用，使得频谱变宽，边界层最终转捩变为湍流。

关键词：升力体横流失稳高超声速风洞边界层转捩 e 方法

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红外相机双目立体视觉系统标定方法

红外技术 2024年

作者：李翔梁文宏赵文森朱慧慧雷世舟西安工业大学机电工程学院

本文提出一种主动式圆孔点阵热红外双目立体标定方案，标定系统由热源系统和标定板组成，标定板为非对称PVC孔洞板，结构简单、制作成本低，高、低温辐射区域边界清晰。本文还以重投影误差为评判标准，分析了标定板圆孔间距、圆孔数量... 详细信息

本文提出一种主动式圆孔点阵热红外双目立体标定方案，标定系统由热源系统和标定板组成，标定板为非对称PVC孔洞板，结构简单、制作成本低，高、低温辐射区域边界清晰。本文还以重投影误差为评判标准，分析了标定板圆孔间距、圆孔数量、圆孔直径，和标定距离4个方面对红外相机标定效果的影响。实验结果表明，圆孔间距60 mm左右、圆孔数量36、圆孔直径30 mm左右的标定板标定效果最佳，标定图像平均重投影误差为0.06 pixels，适用于高、低分辨率热红外相机立体视觉系统的高精度标定。

关键词：红外标定板红外双目视觉热红外相机重投影误差