边缘保留自适应提升形态小波及其在甲藻特征提取中的应用

自适应提升形态小波将多分辨率分解和图像空域中目标的几何结构和局部特征相结合,可以满足特定图像处理任务的需要.本文针对甲藻类细胞显微图像边缘模糊、对比度低等不利于甲沟特征提取的困难,构造1种边缘保留自适应提升形态小波.该小波将图像的边缘作为重要的局部特征,更新提升根据是否是边缘像素选择保留、锐化滤波或平滑滤波,使得分解后的近似图像中,图像边缘得以保留,而灰度变化缓慢的区域得到了平滑.实验结果证明:甲藻细胞经边缘保留自适应提升形态小波分解后的近似图像,在一定程度上突出了目标边界,较之原始图像,更有利于甲沟特征的提取.     

基于数学形态学的藻细胞图像预处理

针对藻细胞原始图像的特点,将数学形态学中的闭运算、自适应形态面积开运算、形态重构及Canny算子相结合,用于对混杂大量噪声的原始藻细胞灰度图像进行预处理,包括去噪、重建保留原始图像细节信息的藻细胞图像.在预处理的过程中,利用形态边缘检测算子对藻细胞的边缘轮廓进行了检测.实验证明该方法能有效的去噪.所提取的藻细胞的边缘轮廓精确、完整,为后续的特征提取及分类识别奠定了良好基础.     

基于侧扫声纳的人工鱼礁自动识别方法研究

人工鱼礁的投放是海洋牧场建设的重要措施,为实现大范围人工鱼礁信息的自动识别提取,提出了一套基于侧扫声纳影像的人工鱼礁自动识别方法。首先使用侧扫声纳后处理软件对采集的数据进行预处理,再对预处理后的图像进行均值平滑滤波整体去噪、自适应平滑滤波局部去噪、极差滤波锐化图像、提取目标边缘判定目标、二值化,最后进行矩阵运算提取礁体及其声影区,最终获得鱼礁的位置信息。实验结果表明,本方法应用于两种侧扫声纳图像人工鱼礁识别,正确度达94%以上,完整度达85%以上,且具有良好的通用性,能够为海洋牧场建设中人工鱼礁投放质量评估提供科学的数据支撑。     

小波函数对侧扫声纳图像滤波效果的影响分析

侧扫声纳技术应用日益广泛，已成为海洋测量的重要工具，而去除噪声处理是对侧扫声纳图像进行正确判读的前提。利用小波函数滤波处理的方法，分别采用Haar、Daubechies、Coiflets、Symlets、Discrete Meyer、Biorthogonal、Reverse Biorthogonal等小波函数与中值滤波函数对侧扫声纳图像进行处理，并以平滑指数和边缘保持指数为评价指标，对滤波效果进行定量比较。试验表明，小波函数可以有效地平滑声纳图像，并能保持其较好的边缘效果。     

改进的基于非高斯双参数模型的图像滤波算法

以描述小波系数分布规律的非高斯双参数模型为基础,介绍和分析了BiShrink滤波算法,指出了其存在的不足。提出的改进算法采用冗余小波变换替代正交小波变换,将子带内小波系数的局部相关性纳入滤波过程,给出了局部自适应的阈值估计策略,再通过双参数联合收缩函数达到系数收缩的目的。实验结果表明,改进算法同时兼顾了子带内小波系数之间的相关性和尺度间系数的传播特性,在有效滤除噪声的同时,较好地保持了图像的细节信息。     

CDF(2,2)小波在悬沙图像分析中的应用

利用双正交小波CDF(2,2)分解的各级小波系数能够充分体现悬沙图像中颗粒信息的特点,并结合各级小波中不同的功率分布,提出了一种对各级小波系数进行非线性调整的自适应算法。该算法能够在清除无关背景色的同时,可以最大程度地保留颗粒信息,进而获得很好的二值化图像,有利于颗粒图像的深入分析。     

基于经验模态分解和小波阈值的自适应降噪方法

针对全波形三维激光测绘雷达(LiDAR)在数字地形测量中如何降低背景噪声问题,提出了一种基于经验模态分解(EMD)和小波阈值的自适应降噪方法。在扫测的地形信号经EMD分解后,计算内蕴模式函数(IMF)与经过2/3阶重构的扫测信号之间的互相关函数,从而改善小波阈值自适应地对IMF中的高频噪声成分进行滤除。实验结果表明,与EMD重构降噪法、小波阈值降噪法和传统的EMD-小波联合降噪法比较,这种方法在对全波形LiDAR回波信号的噪声剔除和地物信号保留方面具有明显的优势,降噪后信号的误差能缩小10%~20%,波形相关性能提升5%~20%,信噪比能提升20%~40%。     

IKONOS影像自适应小波包融合处理技术研究

针对传统的融合技术在IKONOS高分辨率卫星影像处理中的不适应性，提出一种更为精确细致的图像融合方法——自适应小波包分析法，既可以对图像低频部分进行融合处理，还可以对高频部分采取所需的融合处理策略，以综合多源多时相图像中的高频细节信息。该融合算法在信息量、光谱特征和边缘特征等方面具有综合优势。融合后影像不仅很好地保留了原多光谱图像的光谱特征，而且在增加融合结果信息量，改善解译的精度和可靠性以及使用率等方面均收到很好的效果。     

基于自适应滤波的磁梯度数据三维相关成像

为了提升磁梯度数据相关成像法对不同深度的多磁性目标的成像效果,提出了一种自适应滤波方法。首先将待成像空间划分为三维规则网格,通过解析法计算位于不同网格的磁性体在观测平面的理论磁梯度,然后依据各磁性体的磁梯度数据频谱特征来决定观测数据的滤波阈值,最后将滤波后的观测数据用于相关成像。仿真模型实验表明：对于位置较浅磁性体,根据成像结果估计的磁性体中心位置与实际基本相符, 滤波处理最多减小了约 76%的误差,对于平均 1.7 m 深的多个磁性体,估计的中心位置最大误差 0.3 m,相比于无滤波处理的结果误差减小了 46%左右,信噪比不足时,对近似球体的模型仍然有较好的定位效果。说明自适应滤波在一定程度上能改善三维相关成像的分辨率,提升水下磁性目标定位的准确度。     

二维小波变换在侧扫声图目标检测中的应用

针对侧扫声纳图像目标边缘检测困难的问题,利用二维离散小波变换对侧扫声纳(SSS)声图进行多分辨率分析,对大尺度分解的小波系数进行非极大值抑制,并重构小尺度上的低频分量。联合各尺度上的低频分量,构建SSS声图像素点处特征向量,构成其特征空间,对特征空间进行主成分分析,压缩其维数,并对压缩后的特征向量进行K-均值聚类分析,提取类间边缘线。利用含有沉船的SSS声图,并在其均质区域内加入目标与声影进行验证实验。该方法在实验中边缘检测准确率为0.90,表明该方法的有效性。     

深海采矿扬矿泵导叶区域粗颗粒通过特性试验研究

在深海采矿系统中,海底矿石必须经过扬矿泵才能提升到海面船上,但矿石粒径较粗,容易在泵体中形成堵塞,尤其是在扬矿泵导叶区域,因此,研究粗粒在导叶中的运动特性对于保障系统安全工作具有重要意义。针对深海矿物粒径较大的特点,设计并制作了具有宽流道的扬矿泵流道模型,安装于管道输送试验系统。利用高速摄像机对扬矿泵导叶内粗颗粒运动特性进行了记录,并对其运动轨迹、碰撞情况以及颗粒速度等信息进行了分析。结果表明:颗粒在通过导叶区域时,运动轨迹与水流流向基本一致;颗粒与导叶发生碰撞位置主要集中于导叶背面入口处、导叶压力面中部和导叶背面出口处;颗粒粒径越小,跟随性越好,碰撞次数越少。试验结果可为扬矿电泵设计提供参考。     

基于小波变换和高斯函数的影像去噪方法研究

提出了小波变换与高斯函数相结合进行影像去噪的方法，在去除高斯白噪声的同时能够有效去除椒盐噪声。此方法是在小波域内结合小波变换的特点对高频子带分别进行高斯低通滤波，将滤波后的小波系数经过反变换后即可得到经过去噪后的影像。实验表明该方法不仅对高斯噪声和椒盐噪声去噪效果明显，而且保留了影像的细节信息，其滤波效果优于中值滤波和小波软阈值法。     

世越号起吊姿态敏感性分析与方案选择

韩国世越号打捞是世界上首次利用托底钢梁原状态整体起吊难船出水的工程。客滚难船装载的货物容易在沉没后发生移位,上层建筑长时间沉没海底后发生泥沙淤积导致难以准确估计整船的重量重心及浮力浮心的位置。利用水池模型试验和数值计算两种方法分别对大型浮吊船单臂架打捞法和双驳船抬吊打捞法进行了难船姿态受重心位置偏移的敏感性分析。水池模型试验中发现,用大型浮吊船单臂架打捞法,世越号的姿态受其重心位置偏移非常敏感,容易发生侧翻;而用双驳船抬吊打捞法,世越号的姿态受其重心位置的影响非常有限,难船和抬浮驳船都可以保持一个较好的姿态。对比水池模型试验的结果,由于难以计及托底钢梁的翘动和滑动现象,数值计算中得到的难船起吊姿态值偏小。双驳船抬吊打捞法被选为打捞世越号的施工方案,其对难船重心位置偏移不敏感的特性得到了现场实证。这个特点为世越号的成功打捞出水起到了关键作用。     

层次分析法在半潜式平台吊装事故成因分析中的应用研究

半潜式钻井平台因其作业性质及工作环境特殊,其吊装作业事故发生率高、事故后果严重。运用层次分析法对半潜式钻井平台吊装事故成因进行定性与定量的综合分析,把平台的人员因素、设备设施因素、环境因素和安全管理因素等有机结合起来建立分析模型,科学客观的得出影响作业安全各因素的相对权重比值,为有效控制减少半潜式钻井平台吊装事故提供科学的决策依据。     

大型导管架吊点分步离散优化设计

导管架吊点的设计是关系导管架起吊安全的重要环节.针对大型导管架吊点结构特点,利用有限元法和优化技术,提出了分步离散优化设计方法.在建立吊点有限元模型和给定边界条件的基础上,按线性静力分析,将吊点设计分为选型和板厚优化两个步骤.在吊点选型过程中,以最少板数为优化目标;在吊点板厚优化过程中,以综合最小板厚为优化目标.该方法不仅是大型导管架吊点优化设计的通用有效方法,而且同样适用于其它类似的工程问题.     

海上风机稳桩施工平台吊装过程中的多船水动力干扰特性与动力响应分析

建立双臂起重船从运输船上起吊大型稳桩施工平台的吊装系统模型,其中,起重船与运输船呈T型布置。首先基于势流理论,采用专业水动力分析软件AQWA开展了双船系统的频域水动力分析,分析双船起吊系统的水动力干扰特性和遮蔽效应,并对双船间隙自由液面进行黏性修正从而提高频域多体水动力分析的精度。进一步采用频域—时域方法对起吊耦合系统进行参数分析,探究起吊速度、波浪周期等对吊索张力和起重船运动的影响规律。分析多个工况下运输船的遮蔽效应对起吊系统的影响。结果表明,对间隙流体施加阻尼自由液面边界条件可以一定程度提高计算模型的精度,在某些周期的迎浪条件下运输船对起重船的遮蔽效应可以降低吊装系统的响应;起吊速度对时域动力响应的影响较小;周期为8 s的规则波引起过大的动力响应。     

基于小波分层原理的机载激光雷达数据滤波

分析了小波变换的基本原理并把小波变换引入到了机载激光雷达数据滤波中,实现了DSM数据的快速、高精度的滤波。在文章的最后,利用英国Birmingham地区的实验数据对基于小波分层原理的数据滤波方法进行了验证,结果表明基于小波分层原理的数据滤波方法的正确率优于94%,精度优于±0.71m。     

海洋天然气水合物勘探地震处理的最小平方反滤波设计及其应用

地震勘探的BSR识别技术是发现海洋天然气水合物的最经济、快捷、方便、有效的方法.在地震处理识别上,对子波的精确处理是水合物地震资料处理中最关键的一个环节,采用最小平方误差准则,即利用实际输出与期望输出的误差平方和为最小的条件,来确定反滤波因子,因此又称为最小平方子波整形.在地震处理程序中引入三种期望输出,即俞氏子波、雷克子波、Buttworth子波,对子波零相位化有较好的效果.根据上面的原理,我们开发了一套最小平方反滤波地震处理软件,对天然气水合物地震勘探资料进行试处理的结果表明,该软件在提高分辨率的同时保持了较高的信噪比.     

基于小波变换的声纳图像边缘特征检测研究

声纳图像的边缘特征检测是其目标识别技术的重要技术基础。声纳图像背景复杂、噪声污染严重,而传统的边缘检测方法对图像噪声非常敏感,所以针对这一特点,利用小波变换易于消除噪声、运算方便的数学特征,提出了一种基于小波变换的声纳图像边缘特征检测算法。由计算机仿真结果可以得到,与传统的边缘检测算法相比,此算法在有效地抑制噪声的同时,还可以得到较高的边缘定位精度,能够很好地检测到原始声纳图像的边缘。