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基于超声波声衰减的甲烷浓度测量方法

应用基础与工程科学学报 2018年第3期26卷 672-679页

作者：丁喜波王珊邹一风哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室

依据混合气体中的声衰减系数随气体成分改变而变化的特性,研究了声波的衰减与介质本身性质的关系,提出了甲烷浓度的声衰减检测方法.通过测量超声波在不同介质中的声衰减强度,建立甲烷浓度与声衰减系数的数学模型,并结合测量电路实现对... 详细信息

依据混合气体中的声衰减系数随气体成分改变而变化的特性,研究了声波的衰减与介质本身性质的关系,提出了甲烷浓度的声衰减检测方法.通过测量超声波在不同介质中的声衰减强度,建立甲烷浓度与声衰减系数的数学模型,并结合测量电路实现对检测方法的验证.实验结果表明,在甲烷浓度比较低时,超声波接收探头测量出的声衰减系数与甲烷浓度呈线性关系.浓度相对误差小于2%,符合国家测量标准,可推广到其他气体浓度检测中.

关键词：甲烷超声波声衰减声特性

融合大功率点追踪和寻光感知技术的太阳能智能跟踪系统设计

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电网技术 2014年第1期38卷 87-92页

作者：施云波葛春志王萌萌汪亚东渠立亮测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室哈尔滨理工大学黑龙江省哈尔滨150080

针对目前跟踪式太阳能光伏电池发电系统跟踪误差较大、抗干扰性较差、系统耗能较高等问题,融合大功率点追踪(maximum power point tracking,MPPT)和智能寻光感知技术设计了套太阳能光伏电池跟踪系统,实现了光电转化效率的大化。运用投... 详细信息

针对目前跟踪式太阳能光伏电池发电系统跟踪误差较大、抗干扰性较差、系统耗能较高等问题,融合大功率点追踪(maximum power point tracking,MPPT)和智能寻光感知技术设计了套太阳能光伏电池跟踪系统,实现了光电转化效率的大化。运用投影原理研制了寻光传感器,加入光强感测单元构成智能寻光感知模块,消除气候条件影响实现系统全天候的运行工作。为降低系统功耗,将跟踪方式设计为离散式,系统空闲时断电待机。对实现大功率点跟踪的扰动观察法进行优化改进,提出差别化扰动方式避免了扰动观察法在大功率点附近产生震荡及光强变化时的误动作。经实验验证,该系统跟踪分辨力可达到0.344?,系统误差小于2.5°,系统充电效率提高40%以上。

关键词：太阳能光伏电池最大功率点跟踪寻光感知模块离散式跟踪

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基于残差密集网络的频谱感知方法

通信学报 2021年第12期42卷 182-191页

作者：盖建新薛宪峰南瑞祥吴静谊哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室黑龙江哈尔滨150080

针对传统卷积神经网络(CNN)频谱感知方法没有充分利用特征图信息并且提取特征图的能力受限于浅层的网络结构等问题,通过在传统CNN频谱感知方法中添加密集连接,实现特征图信息重利用,同时在密集单元的两端加入捷径连接,实现更深层的网络... 详细信息

针对传统卷积神经网络(CNN)频谱感知方法没有充分利用特征图信息并且提取特征图的能力受限于浅层的网络结构等问题,通过在传统CNN频谱感知方法中添加密集连接,实现特征图信息重利用,同时在密集单元的两端加入捷径连接,实现更深层的网络训练,进而提出一种基于残差密集网络(ResDenNet)的频谱感知方法。该方法将频谱感知问题映射为图像二分类问题,首先对接收信号分割成矩阵并归一化灰度处理,得到的灰度图像作为网络的输入,然后通过密集学习和残差学习训练网络,最后将在线数据输入ResDenNet中,完成基于图像分类的频谱感知。数值实验表明,所提方法优于传统频谱感知方法,在信噪比低至-19 dB时,所提方法检测概率仍高达0.96,虚警概率低至0.1,同时具有更好的泛化能力。

关键词：频谱感知残差密集网络密集连接捷径连接

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基于三维傅里叶变换的胸腹表面测量

光学精密工程 2018年第4期26卷 778-787页

作者：孟晓亮于晓洋吴海滨樊琪孙晓明哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室黑龙江哈尔滨150080

鉴于人体胸腹表面三维运动测量在精确放疗等医学领域中的重要应用背景,提出一种三维傅里叶条纹分析与三频时间相位展开相结合的三维傅里叶变换胸腹表面测量方法。投射一幅不同频率三原色余弦条纹组成的图案,每采集一幅图像就能实现相应... 详细信息

鉴于人体胸腹表面三维运动测量在精确放疗等医学领域中的重要应用背景,提出一种三维傅里叶条纹分析与三频时间相位展开相结合的三维傅里叶变换胸腹表面测量方法。投射一幅不同频率三原色余弦条纹组成的图案,每采集一幅图像就能实现相应时刻胸腹表面的三维形状测量;将动态条纹图像序列作为一个三维序列整体,通过三维傅里叶变换并结合三维高斯滤波器提取折叠相位。无干扰时其均方根误差不超过0.005rad,峰谷值误差不超过0.015rad,其抗干扰能力高于二维傅里叶条纹分析和其他胸腹表面三维傅里叶条纹分析方法;通过三频时间相位展开方法进行折叠相位展开,在限定条件下绝对相位的误差不超过折叠相位的误差。理论分析和实验结果表明,本文方法能实现人体胸腹表面的三维动态测量。

关键词：三维傅里叶变换折叠相位高斯滤波器时间相位展开胸腹表面

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基于子图融合技术的图像增强算法

系统工程与电子技术 2017年第12期39卷 2840-2848页

作者：赵蓝飞王爱丽王博吕鑫淼哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室黑龙江哈尔滨150080

自由参数的选取以及全局性的灰度映射函数限制了空域图像增强方法的性能。针对这一问题,从图像融合的角度出发,提出了一种基于子图融合技术的图像增强方法。首先,将自适应空域图像增强看作是一个图像融合过程,将通过枚举自由参数得到的... 详细信息

自由参数的选取以及全局性的灰度映射函数限制了空域图像增强方法的性能。针对这一问题,从图像融合的角度出发,提出了一种基于子图融合技术的图像增强方法。首先,将自适应空域图像增强看作是一个图像融合过程,将通过枚举自由参数得到的子图序列作为待融合的图像;其次,根据图像细节、饱和度、亮度信息来计算待融合图像的权重;最后,根据估算的权重进行图像融合得到增强图像。另外,将这一方法应用于改进一些较为常用的空域图像增强算法,如:分段线性变换、Gamma校正、对比度拉伸变换等算法。根据实验结果可知,所提方法能够有效地提高空域图像增强的视觉效果。

关键词：图像增强图像融合分段线性变换 Gamma校正对比度拉伸变换

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彩色梯度相移与格雷码相结合的三维测量方法

光学精密工程 2010年第11期18卷 2497-2504页

作者：单鹂娜于晓洋于双吴海滨陈德运哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室黑龙江哈尔滨150080

为了实现高分辨率快速非接触式三维测量,将彩色梯度相移法与格雷码相结合,提出了三维测量算法。将一幅彩色梯形三步相移图案和两幅彩色格雷码图案相结合,对测量空间进行编解码;通过两幅彩色格雷码图案将测量空间可靠地分成64个子空间,... 详细信息

为了实现高分辨率快速非接触式三维测量,将彩色梯度相移法与格雷码相结合,提出了三维测量算法。将一幅彩色梯形三步相移图案和两幅彩色格雷码图案相结合,对测量空间进行编解码;通过两幅彩色格雷码图案将测量空间可靠地分成64个子空间,通过一幅重复彩色梯形三步相移图案将每个子空间分成6个区域,每个区域再通过强度比细分到像素级。给出了编码图案和解码公式,组建了彩色结构光三维测量系统,并分别采用彩色梯形相移法和本文提出的方法对深度为700～950nm的平面进行了仿真和实际测量。理论分析、仿真与实际测量结果表明,得到的测量平均误差实验,结果显示该方法具有抗干扰能力强、运算速度快的优点。

关键词：彩色梯形相移格雷码强度比三维测量

一种基于变分模型的泊松-高斯噪声图像复原算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2017年第3期29卷 428-435页

作者：赵蓝飞王爱丽王博吕鑫淼哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室哈尔滨150080

为了改善已恢复图像的图像质量,提出一种基于变分模型的图像复原算法.首先通过多曝光图像成像算法重建出对于光照具有线性响应的亮度图像,并采用泊松-高斯噪声模型对图像退化过程进行建模;然后通过分析亮度图像的同态子块,将泊松-高斯... 详细信息

为了改善已恢复图像的图像质量,提出一种基于变分模型的图像复原算法.首先通过多曝光图像成像算法重建出对于光照具有线性响应的亮度图像,并采用泊松-高斯噪声模型对图像退化过程进行建模;然后通过分析亮度图像的同态子块,将泊松-高斯噪声模型的未知参数估计问题转化为求解一个线性方程组;再根据贝叶斯公式和最大后验概率准则推导出一个具有严格凸函数性质的变分模型,其最优解即为对于无噪图像的最优估计;最后利用最小二乘法以及最速下降法分别对噪声的参数以及无噪图像进行估计.实验结果表明,本文算法能够在抑制噪声的同时保证图像的细节与图像质量.

关键词：变分模型图像复原泊松-高斯噪声模型相机响应函数最速下降法

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基于局部对比度保持的色阶重建算法

计算机辅助设计与图形学学报 2023年第8期35卷 1229-1238页

作者：赵蓝飞魏莲莲刘赫哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室哈尔滨150080

为了解决现有色阶重建算法存在的明暗对比欠佳以及细节弱化问题,提出一种基于局部对比度保持的色阶重建算法.首先利用二阶范数构建聚类准则,通过动态规划对聚类准则进行最优化,实现全局色阶重建;然后通过局部边缘保持滤波对局部对比度... 详细信息

为了解决现有色阶重建算法存在的明暗对比欠佳以及细节弱化问题,提出一种基于局部对比度保持的色阶重建算法.首先利用二阶范数构建聚类准则,通过动态规划对聚类准则进行最优化,实现全局色阶重建;然后通过局部边缘保持滤波对局部对比度进行估计,根据局部对比度一致性构建线性方程组,方程组的解是保证局部细节特征的重建图像.在TMQI数据库上的实验结果表明,所提算法对应的主观打分均值达到0.898,色阶映射图像质量测度达到0.896,局部均值韦伯对比度达到1.645,均高于现有的色阶重建算法;该算法可以有效地保证重建图像整体明暗效果,重建图像的局部细节较为丰富.

关键词：高动态范围图像色阶重建色阶聚类动态规划局部对比度保持

基于采样值随机压缩矩阵核空间的亚奈奎斯特采样重构算法

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电子与信息学报 2019年第2期41卷 484-491页

作者：盖建新杜昊辰刘琦童子权哈尔滨理工大学测控技术与仪器黑龙江省高校重点实验室哈尔滨150080

针对现有调制宽带转换器亚奈奎斯特采样重构算法性能不高问题,该文提出一种基于采样值核空间的支撑重构算法和随机压缩降秩方法,将两者结合得到一种高性能采样重构算法。首先利用随机压缩变换在不改变未知矩阵稀疏特性的前提下将采样方... 详细信息

针对现有调制宽带转换器亚奈奎斯特采样重构算法性能不高问题,该文提出一种基于采样值核空间的支撑重构算法和随机压缩降秩方法,将两者结合得到一种高性能采样重构算法。首先利用随机压缩变换在不改变未知矩阵稀疏特性的前提下将采样方程转化为多个新的多测量向量问题,然后利用采样值矩阵核空间与采样矩阵支撑正交的关系获取联合稀疏支撑集,最后通过伪逆完成重构。从理论和实验两个方面对所提方法进行了分析和验证。数值实验表明,与传统重构算法相比,所提算法提高了重构成功率、降低了高概率重构所需的通道数,而且重构性能总体上随压缩次数增加而提高。

关键词：稀疏重构亚奈奎斯特采样多测量向量调制宽带转换器