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基于KLFCV数据分布形式的多尺度MRF红外目标分割

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光电子．激光 2009年第5期20卷 662-667页

作者：魏坤赵永强程咏梅高仕博张洪才西北工业大学自动化学院陕西西安710072

提出了一种建立在红外多波段图像基础上的目标分割新方法。首先,对8～14μm成像波段通过滤光片细分为4个小的波段范围,用多波段图像代替单一波段图像,提高图像信息量;然后,根据多波段图像特点,通过对文献KLFCV模糊聚类模型进行分析,给... 详细信息

提出了一种建立在红外多波段图像基础上的目标分割新方法。首先,对8～14μm成像波段通过滤光片细分为4个小的波段范围,用多波段图像代替单一波段图像,提高图像信息量;然后,根据多波段图像特点,通过对文献KLFCV模糊聚类模型进行分析,给出一种新的数据分布形式,用它作为多尺度Markov随机场(MRF)模型的数据似然分布;最后,利用EM算法给出相应参数估计。人工模拟数据和实际场景图像的分割试验结果表明,本文方法在目标分割完整性和噪声抑制性上和相关文献相比均有不同程度提高。

关键词：红外多波段图像多尺度Markov随机场(MRF) 混合概率主成分分析模糊聚类红外图像分割参数估计

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基于迁移学习的铣削主轴功率响应建模

基于迁移学习的铣削主轴功率响应建模

作者：高仕博华中科技大学

学位级别：硕士

数控加工智能化是智能制造的重要发展方向,通过大数据建模预测机床响应是实现数控加工提升增效的重要手段之一。当前的数据驱动机床响应(如主轴功率)建模方法通常基于刀具、材料、冷却条件等特定工况,模型难以应用于不同的加工工况条件... 详细信息

数控加工智能化是智能制造的重要发展方向,通过大数据建模预测机床响应是实现数控加工提升增效的重要手段之一。当前的数据驱动机床响应(如主轴功率)建模方法通常基于刀具、材料、冷却条件等特定工况,模型难以应用于不同的加工工况条件;而针对新工况的再建模过程获取数据的时间和实验成本较高。为了减少新工况下主轴功率建模时所需数据,降低实际生产中面对多种工况的数据采集成本,论文应用迁移学习技术,利用不同工况下的加工数据,实现主轴功率建模。本文从降低新工况数据需求量与提高历史数据利用率的目的出发,使用基于样本的迁移学习方法,通过对历史主轴功率数据样本的迁移,实现在新的加工工况中,仅需要少量数据就可以建立性能良好的主轴功率预测模型。为了降低历史数据(源域数据)与新工况下的数据(目标域数据)的分布差异以更好的进行建模,本文提出了一种适用于回归问题的域适应方法,该方法通过建立域适应神经网络(Domain adaptation Neural Network,Da NN)并进行模型微调(Fine-tune)来学习源域主轴功率数据的知识并降低源域与目标域数据的分布差异。基于迁移源域数据与原始目标域数据,设计了基于Tr Ada Boost的迁移方法,通过迭代测试确定了算法的最优参数,实现了目标域主轴功率建模。本文提出的方法分别在刀具尺寸、刀具类型与毛坯材料这几种不同的工况的实验中进行了测试,在某一工况具有充足的主轴功率建模数据的情况下,成功将其他新工况的主轴功率训练样本的需求量降低到原来的10%左右,并获得了低于5%的平均主轴功率模型预测误差。本文提出的方法在对比实验中展现了明显的优势,验证了本文工作的有效性和先进性。

关键词：主轴功率建模铣削加工迁移学习神经网络

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时间偏差校准分布式多传感器多目标跟踪算法

西北工业大学学报 2020年第4期38卷 797-805页

作者：李松程咏梅王会宾高仕博西北工业大学自动化学院陕西西安710129 北京航天自动控制研究所北京100854

由于信号处理、量测采集延时等原因,导致多传感器系统中存在量测时间戳不准确,即量测时间偏差。针对量测存在时间偏差的分布式多传感器系统,提出一种时间偏差校准分布式多传感器多目标跟踪算法。在局部处理器,针对传感器量测存在虚警和... 详细信息

由于信号处理、量测采集延时等原因,导致多传感器系统中存在量测时间戳不准确,即量测时间偏差。针对量测存在时间偏差的分布式多传感器系统,提出一种时间偏差校准分布式多传感器多目标跟踪算法。在局部处理器,针对传感器量测存在虚警和漏检的情况,基于联合概率数据关联(JPDA)和扩展卡尔曼滤波(EKF)算法进行多目标跟踪,估计出存在时间偏差的局部航迹。在全局处理器,针对局部航迹时间偏差导致全局航迹精度下降的问题,首先,采用逆卡尔曼滤波基于局部航迹构造等效量测,针对匀速直线运动目标,推导出相对时间偏差伪量测方程并给出计算方法;然后,提出一种基于伪量测的相对时间偏差估计算法,采用递推最小二乘估计与卡尔曼滤波在空域及时域实现了相对时间偏差的联合估计;最后,设计一个时间偏差校准分布式多传感器多目标跟踪架构,联合进行时变时间偏差估计与补偿、“等效量测-全局航迹”关联和全局航迹更新。虚警和漏检下的多传感器多目标跟踪仿真结果表明:量测存在时间偏差情况下,所提算法可以有效提高融合后的全局航迹精度。

关键词：分布式航迹融合多目标跟踪等效量测伪量测方程时间偏差校准

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基于多时相红外图像探测浅层地下目标

红外与毫米波学报 2009年第1期28卷 25-30页

作者：高仕博程咏梅赵永强魏坤潘泉西北工业大学自动化学院

因浅层地下目标的存在引起地表红外图像随时间变化,通过多时相红外图像探测了地下目标.针对部分红外图像中的曝光噪声等干扰会造成多时相红外图像自动选取的困难,提出了基于核小成分分析的多时相去噪方法,自动获得效果良好的图像;然后... 详细信息

因浅层地下目标的存在引起地表红外图像随时间变化,通过多时相红外图像探测了地下目标.针对部分红外图像中的曝光噪声等干扰会造成多时相红外图像自动选取的困难,提出了基于核小成分分析的多时相去噪方法,自动获得效果良好的图像;然后采用基于空间和时相变化信息约束的多时相模糊核聚类算法对去噪后的多时相红外图像进行分类,其中引入了时相信息指数,对时相权重因子进行修正;最后由分类结果给出符合逻辑的地下目标的位置及大致种类数,并由地下目标的红外成像机理初步给出地下目标的大体物理性质,为利用热红外图像探测地下目标提供了一些有意义的研究.

关键词：红外探测地下目标核小成分去噪多时相模糊核聚类空时域约束

基于核Rayleigh商二次相关滤波器的红外目标检测

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红外与毫米波学报 2011年第2期30卷 142-148页

作者：吴燕茹程咏梅赵永强高仕博西北工业大学自动化学院陕西西安710129

Rayleigh商二次相关滤波器(RQQCF)是一种重要的目标检测方法,但其直接对原始图像数据进行操作,目标检测效果不总是很理想.核方法可以描述图像的高阶统计特性,有效抑制噪声及杂波,提高目标检测效果.将Ray-leigh商二次相关滤波器映射到高... 详细信息

Rayleigh商二次相关滤波器(RQQCF)是一种重要的目标检测方法,但其直接对原始图像数据进行操作,目标检测效果不总是很理想.核方法可以描述图像的高阶统计特性,有效抑制噪声及杂波,提高目标检测效果.将Ray-leigh商二次相关滤波器映射到高维核特征空间,完整推导核Rayleigh商二次相关滤波器(KRQQCF),提出用核特征提取方法解决其实现问题,并将算法用到红外目标检测中.实验中以核主成分分析(KPCA)特征提取方法为例,用真实场景下采集的红外数据对KRQQCF的性能进行检验,结果表明KRQQCF的性能明显高于RQQCF,该方法能实现对红外目标的准确检测,是一种有效的红外目标检测方法.

关键词：核Rayleigh商二次相关滤波器 Rayleigh商二次相关滤波器红外目标检测核主成分分析

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数据驱动二次相关滤波器红外目标检测

红外与毫米波学报 2014年第5期33卷 498-506页

作者：高仕博程咏梅赵永强肖利平西北工业大学自动化学院陕西西安710072 北京航天自动控制研究所北京100854 宇航智能控制技术国家级重点实验室北京100854

针对传统红外目标检测算法易受目标和背景先验样本质量、目标姿态和视角及噪声等的影响,提出了一种新的基于稀疏编码的数据驱动二次相关滤波器目标检测算法,其中给出了目标自相关矩阵基字典的概念,该数据驱动滤波器模型能包容多种姿态... 详细信息

针对传统红外目标检测算法易受目标和背景先验样本质量、目标姿态和视角及噪声等的影响,提出了一种新的基于稀疏编码的数据驱动二次相关滤波器目标检测算法,其中给出了目标自相关矩阵基字典的概念,该数据驱动滤波器模型能包容多种姿态和视角的目标,并能抑制噪声和样本质量的影响,同时可以舍弃对无规律背景样本的依赖,通过对行人和车辆的实验验证了该算法的有效性.所提算法的设计思想对诸多滤波器算法的改进具有很好的借鉴意义.

关键词：目标检测稀疏编码二次相关滤波器数据驱动

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基于张量的平稳小波变换红外图像去噪

光学学报 2009年第7期29卷 1818-1823页

作者：高仕博程咏梅赵永强潘泉魏坤西北工业大学自动化学院陕西西安710072

提出了一种基于张量的平稳小波变换红外图像去噪方法。采用平稳小波对噪声红外图像进行分解,保持低频近似图像不变,将所有尺度上的水平、垂直和对角方向的高频细节图像组合为一个立方体,形成三阶张量,通过多线性代数方法估计信号小波系... 详细信息

提出了一种基于张量的平稳小波变换红外图像去噪方法。采用平稳小波对噪声红外图像进行分解,保持低频近似图像不变,将所有尺度上的水平、垂直和对角方向的高频细节图像组合为一个立方体,形成三阶张量,通过多线性代数方法估计信号小波系数,这种处理方式没有破坏小波系数之间的固有空间关系,同时考虑到了尺度间和尺度内小波系数的相关性,优于传统的基于线性最小均方误差的信号小波系数估计算法,最后由低频近似图像与估计的高频细节图像通过平稳小波逆变换得到去噪图像。实验结果表明,该方法在性能指标和视觉质量上优于传统的平稳小波域最小均方误关去噪算法,为小波系数的较准确估计提供了一种全新思路。

关键词：图像处理红外图像去噪平稳小波变换张量多线性代数

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面向目标检测的稀疏表示方法研究进展

电子学报 2015年第2期43卷 320-332页

作者：高仕博程咏梅肖利平韦海萍北京航天自动控制研究所北京100854 西北工业大学自动化学院陕西西安710072 宇航智能控制技术国家级重点实验室北京100854

目标检测作为图像理解的一个基础而重要的课题深受国内外学者的重视,在军事和民用中具有广泛应用.应用背景的多样性和复杂性使得传统目标检测算法难以克服复杂背景、噪声干扰、光照变化以及非刚体形变、遮挡、弱特征、尺度、视角和姿态... 详细信息

目标检测作为图像理解的一个基础而重要的课题深受国内外学者的重视,在军事和民用中具有广泛应用.应用背景的多样性和复杂性使得传统目标检测算法难以克服复杂背景、噪声干扰、光照变化以及非刚体形变、遮挡、弱特征、尺度、视角和姿态变化等因素的影响.近些年来发展起来的稀疏表示方法为图像处理及目标检测研究提供了新的思路,本文概述了稀疏表示基本概念和理论研究进展,综述了稀疏表示方法在目标特征学习、目标分类器和滤波器设计以及多源信息融合目标检测等目标检测领域中的国内外重要研究进展,并展望了稀疏表示方法在目标检测领域的发展方向.

关键词：目标检测图像处理稀疏表示特征

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基于混合概率核主成分二次相关红外目标检测

光子学报 2008年第9期37卷 1883-1889页

作者：魏坤赵永强高仕博潘泉张洪才西北工业大学自动化学院西安710072

在主成分特征提取基础上,提出了一种把子空间二次综合判别函数(Subspace Quadratic Dynthetic Discri minant Function,SSQSDF)作为相关滤波器的红外目标检测算法.该算法把混合概率核主成分分析推广到混合概率模型,在核空间对样本进行... 详细信息

在主成分特征提取基础上,提出了一种把子空间二次综合判别函数(Subspace Quadratic Dynthetic Discri minant Function,SSQSDF)作为相关滤波器的红外目标检测算法.该算法把混合概率核主成分分析推广到混合概率模型,在核空间对样本进行特征提取,获取目标样本的低维主特征向量.对训练和待检测样本向主特征向量投影获得它们的低维特征分量,并把获取的特征量作为SSQSDF的样本参量.最后,SSQSDF滤波器输出大于给定阈值所对应的检测区域,将其作为检测目标.实验证明,该算法能较强抑制目标背景噪音,提高目标检测准确度,具有一定的可行性和有效性.

关键词：红外目标检测二次相关滤波核主成分分析混合概率模型二次综合判别函数