改进SPIHT算法及硬件高速实现

基于小波变换的SPIHT图像压缩方案是一种实用高性能图象压缩编码算法,但原始SPIHT算法链表式编码限制了其在高速处理中的应用。本文提出了一种改进的SPIHT压缩编码算法,在确保恢复图像质量与原始算法基本相当的基础上,改进算法可以采用并行流水结构实现,有利于高速处理中的应用,可以对高达40×8Mbit／s的原始图像实时压缩和去压缩。     

GPS整周模糊度搜索算法的可靠性和时效性比较

研究了GPS载波相位快速静态定位中的整周模糊度搜索算法,对实数编码的改进遗传算法和LAMBDA算法进行了对比分析.算例表明:实数编码的遗传算法在搜索效率和可靠性方面和LAMBDA算法相当.     

二重结构编码算法求解背包问题的分析及改进

给出了背包问题的数学模型,分析了解决该问题的二重结构编码的混合遗传算法,在此基础上通过引入价值密度的概念并与局部搜索算法相结合对算法进行了改进,并通过大量的数值试验充分证明了改进后的二重结构编码算法的有效性有了一定的提高.     

海洋遥感 L3A 数据的优化行程及其组合无损压缩算法研究

在比较研究常见的多种无损压缩算法的基础上,进一步研究了符合遥感应用的压缩技术.结合海洋遥感L3A 数据产品的特点,提出了一种基于优化行程编码的无损压缩算法以及该算法与哈夫曼编码相结合的组合压缩算法,可应用于 MODIS、NOAA、HY 等国内外多种卫星的 L3级原始数据文件的压缩.通过9种无损压缩算法的对比实验,结果表明,该算法与其它通用的压缩方法或工具相比,具有最小的时空积,即在压缩时间和空间上具一定的综合优势,且更加高效地传输、存储和共享海量的卫星遥感图像或数据     

基于ICA的稀疏编码算法在图像处理中的应用

针对独立分量分析基于数据间的高阶统计特性,并能有效揭示图像的本质特征的优势,分析了自然图像基于ICA的稀疏编码的实质,主要从图像压缩和图像去噪两个方面讨论了稀疏编码算法在图像处理中的应用。仿真实验结果表明,稀疏编码算法能够有效提取自然图像的特征基向量,利用特征系数的稀疏性,可以有效实现自然图像的压缩;结合软门限算子对噪声图像的特征系数进行处理,能有效减小自然图像中的高斯噪声的影响。     

基于Pfafstetter规则的流域编码算法并行化方法

流域编码是以子流域划分进行流域相关研究的重要内容。Pfafstetter 流域编码以编码唯一、顾及流域拓扑关系及编码效率高等优点而被广泛采用。本文在流域相关研究的分析范围不断增大、数据精度越来越高的需求背景下,以Pfafstetter 编码为基础,对流域编码并行化方法进行研究。首先,分析了Pfafstetter 编码不全面和码位不一致的问题,改进了Pfafstetter 编码规则;然后,从数据并行的角度,讨论了并行计算环境下的数据划分及并行化策略,进而设计了流域编码并行算法;最后,利用长江中上游流域SRTM数据,在集群系统上对流域编码并行算法的正确性和并行性能进行了测试。实验结果表明,本文设计实现的流域编码并行算法可获取与实际较为一致的计算结果,且提高了编码计算效率,可为基于子流域划分的流域分析并行化提供参考。     

支持时空耦合计算的HTM-ST日地空间系统数据组织模型

数据组织模型是对科学数据进行有效管理、共享与应用的基础。日地空间物理学科通常采用基于语义标注的传统数据组织模型,但是该模型忽略了数据间的时空关系,难以支持大规模数据处理与关联分析,应建立一种支持时空计算的数据组织模型,从而有效支持当前日地空间物理领域对数据快速发现、精细结构识别、耦合关系研究与时空演化分析等方面的应用需求。鉴于此,本文提出了HTM-ST离散化时空数据组织模型,该模型在层次三角网格的基础上,在时间维度通过等长剖分进行扩展,从而形成离散化的时空剖分,采用时-空耦合编码将高维的剖分单元组织到一维空间中,并基于上述剖分结构与编码算法在HBase环境下设计了模型的存储方案。本文利用多颗极轨卫星的能量粒子探测数据实现了该数据组织模型的原型示范系统,并设计了基于该模型的时空查询算法和地方时全球数据插值算法,用于对该模型进行实验验证。实验分析表明,HTM-ST模型具有高效性和鲁棒性,可以作为面向时空关系的日地空间物理数据组织与存储基础。     

我国地理空间信息共享的分类方法和地理编码规则研究

本文针对我国地理空间信息的现状和共享需求,在综合国内外地理空间信息分类方法的基础上,研究提出支持多源、多类型、多尺度地理空间信息空间整合的统一的分类编码规则和高层分类的方案。包括对要素类采用线分类,以信息共享程度分为门类,按学科划分亚类;对要素属性采用面分类,解决学科之间对相同对象采用不同分类视角的问题。提出了对要素类、要素实体和属性项进行编码的规则。该方案经过相应的研究项目试验,表明能够在兼容现有数据库系统基础上较好支持跨领域的信息共享。     

格形编码的正交频分复用技术在时间色散信道中的应用

提出了一种格形编码的正交频分复用 (TC OFDM )方案 ,研究把正交频分复用(OFDM )和格形编码 (TCM )有机地结合 ,来克服时间色散信道中的频率选择性和多径衰落。对码率 2 / 3格形编码的 8DPSK OFDM在时间色散信道中的误码率性能进行了分析和模拟 ,讨论了不同正交载波数情况下格形编码的设计。结果表明 ,在比特误码率BER为 10 - 3时采用TC OFDM方案与未编码系统相比可以提供 6dB的编码增益。     

小波零树编码在EOS/MODIS遥感图像压缩中的应用

研究了对EOS/MODIS遥感图像的压缩.针对EOS/MODIS图像的特性及其传输和存储过程中的实际需要,在Mallat塔式分解的基础上,采用嵌入式零树编码方法,选取适于EOS/MODIS图像数据的编码参量,对其进行了编解码.实验结果表明,该算法的图像重构质量和峰值信噪比都非常好,并且可以在保证图像主要轮廓的基础上,不同程度地体现图像的细节信息,适用于图像的渐进传输及图像浏览,符合对高分辨率、高精度、海量EOS/MODIS图像数据进行实时传输及存储的实际要求.     

基于模糊控制的快速循迹智能车的设计与实现

提出基于模糊控制的快速循迹智能车的实现方法.利用转速传感器、线阵CCD、舵机等构成一个闭环控制系统,并采用PI算法控制智能车后轮速度.采用模糊控制算法将线阵CCD返回的误差模糊化,然后按照MAX-MIN规则进行逻辑推理,最后将推理结果反模糊化后以控制舵机转向.实验结果证明了该方法的有效性.     

一种基于分块的分形图像压缩方法

分形编码具有高压缩比的特点,但在编码过程中其匹配搜索时间开销巨大.提出一种基于分块的分形图像压缩方法:依据人眼视觉特性在PSNR变化不大的情况下,图像主观质量感受不明显的特点,将图像在空域分割为若干相对较小的块,对感兴趣区可采取一分为四的方法进一步减小块的大小,然后对每个块分别进行分形编码,并重构.结果表明,在PSNR略有降低的情况下,编码的匹配搜索时间大幅减少,同时重构图像的主观质量并没有明显降低.     

一种基于二维倒谱变换的数字水印

提出了一种基于二维倒谱系数能量的数字图像水印新算法。倒谱域水印算法克服了水印嵌入时频段选择的限制，增大了水印嵌入的信息量，避免了块效应。该算法利用置乱变换预先对水印图像进行处理，更加提高水印的抗剪切性和鲁棒性，实验结果表明：算法对于JPEG压缩、剪切、加噪等方面都有很好的抗攻击性。     

克隆选择算法的线状要素图形简化模型

 线状要素作为占据地图图形80%以上的地图目标,其自动概括是制图综合的一个重要内容。线状要素图形简化是其制图综合的一个主要手段。本研究以克隆选择算法的基本原理,分析对线状要素数据进行压缩时图形简化的约束条件,顾及线状要素的几何精度和形状特征,设计相应的编码机制、变异机制和亲和度函数,提出一种新的线状要素图形自动简化模型。同时,结合不可行解修复机制,提高图形简化的精度。最后,将该模型与道格拉斯算法、遗传算法的简化结果作对比,实验表明,在相同的几何精度内,文中提出的线状要素图形简化模型,在保持线状要素图形形状方面表现更佳。     

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抗投影变换的矢量地理数据水印算法

在矢量地理数据水印算法研究中,以往研究较多考虑增删点、裁剪、平移、旋转等攻击方式,而对抗投影变换的攻击方式研究较少。由于投影变换在GIS中具有重要意义,故本文提出了一种抗投影变换的矢量地理数据水印算法。水印嵌入前,对待嵌矢量地理数据利用道格拉斯算法进行压缩,使用四叉树分块选取特征点,提取并保存特征点及其属性信息;水印嵌入采用坐标映射和量化机制以增强水印算法的鲁棒性;检测水印时,将待检测数据与原始特征点进行属性信息匹配,匹配成功的同名点采用二元三次多项式进行最小二乘法拟合,根据拟合的多项式系数对待检测数据进行投影变换,最终实现水印信息的提取。实验结果表明,本方法能抵抗投影变换攻击、增删点、几何变换以及它们的复合攻击,具有较好的可行性和实用性。     

网络环境下的遥感影像金字塔纹理压缩算法与实验

 建立不同分辨率的遥感影像金字塔模型是现阶段虚拟地球平台的主要技术手段,遥感影像数据的高效压缩是模型应用的基础。论文在分析多种图像压缩技术的基础上,提出以小波变换的JPEG2000标准来压缩网络环境中遥感影像金字塔的纹理瓦片数据。首先,介绍了小波变换的JPEG2000标准的基本原理和EBCOT算法特点,然后,结合实例实现了网络环境中遥感影像金字塔纹理压缩/解压缩的具体过程,对4幅影像图像进行5级离散小波变换,分别对在1024×1024、512×512、256×256、128×128、64×64不同分块大小和1∶15、1∶30、1∶60不同压缩倍率情况下进行图像压缩和重构耗时实验,通过改变分块大小参数和压缩倍率,对压缩性能进行了对比分析,最后,从主观视觉质量和客观辐射质量,对JPEG2000压缩、DXT压缩和JPEG压缩几种方法的压缩图像进行了评价与对比分析。实验结果表明,小波变换的JPEG2000具有高质量、高压缩率、良好的抗误码能力等特性,重构图像的视觉质量与原始图像相比人眼看不出失真,而峰值信噪比较好,是一种简单有效、易于快速实现的压缩方法,更适合于网络环境下空间遥感图像数据的近无损实时压缩。     

基于优化合并的高分辨率遥感影像分割算法

高分辨率遥感影像的分割算法研究对遥感数据处理与应用具有重要意义。本文提出了一种优化合并的分割算法以提高运算效率,该算法包含局部最优合并和全局最优合并2个阶段。第1阶段采用凝聚层次聚类（Hierarchical Agglomerative Clustering,HAC）方法实现局部最优合并,并对其合并规则进行了优化,使优化后的合并规则先注重光谱特征,再考虑待合并区域的几何特征。第2阶段采用区域邻接图（Region Adjacency Graph,RAG）方法实现全局最优合并,其合并规则主要考虑了区域的光谱和边界信息,减少了区域尺度对合并规则函数产生的负面影响,并且该阶段利用了红黑树来实现全局最优合并,以提高对RAG的搜索效率。最后,利用OrbView3高分辨率遥感影像开展了分割实验,结果表明本文算法可以得到令人满意的分割精度。本文的成果为遥感影像分割及其相关研究提供了新思路。