应用科学学报

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2016, 34(4): 0-0.

摘要 ( 359 )

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卫星视频处理与应用进展

张过

2016, 34(4): 361-370. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.04.001

摘要 ( 1751 )

PDF (6851KB) ( 770 )

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视频卫星通过一定时间范围内对目标的连续成像，实现对热点区域和目标的动态实时监测，近年来已成为遥感卫星发展的一大热点.从视频卫星数据应用的角度出发，叙述视频卫星发展现状，分析卫星视频数据应用面临的主要挑战和成因.重点介绍卫星视频数据的几何辐射定标、视频稳像、超分辨率重建、运动目标检测与跟踪、三维重建等关键技术的现状和发展趋势.在此基础上总结卫星视频的主要应用领域，并对卫星视频数据处理与应用进行了展望.

卫星通信系统中编码调制模式分配算法

杨柳, 郭道省, 叶展, 谢斯林, 王雅慧, 张邦宁

2016, 34(4): 371-379. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.04.002

摘要 ( 1164 )

PDF (5761KB) ( 603 )

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在编码调制方式动态可变的FDMA卫星通信系统中，通过功率和带宽的均衡利用可提高资源利用效率，并能防止后续用户分配资源时功率或带宽受限而导致的系统容量降低.对卫星链路进行分析，建立基于编码调制模式动态可变的博弈模型，提出一种基于功率和带宽均衡利用的编码调制模式分配算法，提高了系统资源的利用效率.仿真表明，所提出的资源分配算法在资源受限情况下能显著提高系统信道容量.

GPS空时自适应滤波矩阵重构抗干扰算法

杨琼, 张怡, 唐成凯, 何伟

2016, 34(4): 380-386. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.04.003

摘要 ( 933 )

PDF (6451KB) ( 717 )

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小快拍数、干扰移动及天线平台震动引起协方差矩阵估计误差增加，导致现有的全球定位系统(global positioning system，GPS)空时自适应滤波抗干扰算法的性能急剧下降，为此提出了一种基于矩阵重构的GPS空时自适应滤波抗干扰算法.该算法利用Capon空间谱估计方法重构干扰加噪声协方差矩阵，并对矩阵进行时域平滑得到空时滤波权值.仿真结果表明，该算法在多干扰、低信噪比、小快拍数情况下降低了阵列误差的影响，提高了阵列天线输出信干噪比，与对角加载算法和矩阵锐化算法相比提升5dB左右.

一种基于事件的海洋关联规则挖掘方法

李溢龙, 李晓红, 薛存金, 林孝松

2016, 34(4): 387-396. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.04.004

摘要 ( 977 )

PDF (9159KB) ( 525 )

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在Apriori算法的递归链接-剪枝概念上，设计了面向海洋异常事件的关联规则挖掘算法.首先给出事件的相关概念与定义、事件的规则表达及评价指标.根据事件的定义和支持度阈值，生成事件频繁1-项集，并设计面向事件的链接-剪枝算法，实现频繁k-项集到(k+1)-项集的产生.根据事件强关联规则评价指标，提取海洋事件强关联规则.通过太平洋海洋异常事件的关联规则挖掘和典型异常事件间的关联规则分析，验证了该方法的正确性和可行性.

面向地理国情监测的CRF遥感影像分类

张春森, 冯晨轶, 崔卫红, 郑艺惟, 孙志伟

2016, 34(4): 397-404. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.04.005

摘要 ( 1046 )

PDF (2820KB) ( 645 )

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针对地理国情监测中地表覆盖信息的提取，提出了一种基于条件随机场的高分辨率遥感影像自动分类方法.与面向对象的传统分类方法不同，该方法基于概率图模型分别计算像素级和对象级的势函数，以及像素与它所属对象之间的层间势函数，将所得势函数统一到一个CRF模型中进行图割求解.该方法较充分地表达了像素与对象之间的关系，从而降低了对象分割误差传递对影像分类结果的影响.以“高分1号”遥感影像为实验数据，借鉴地理国情普查中地表覆盖分类体系进行实验验证.分类总体精度和平均精度分别达到91.08%和86.95%，远高于基于面向对象的分类结果.

基于引导滤波和NSST的工业CT图像边缘检测

孟天亮, 吴一全, 吴诗婳

2016, 34(4): 405-416. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.04.006

摘要 ( 890 )

PDF (19102KB) ( 509 )

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针对传统边缘检测算法不能准确检测有噪工业CT图像边缘的问题，提出一种鲁棒性好、能有效保持细小边缘的边缘检测算法.用引导滤波取代高斯滤波作为边缘检测的预处理，避免Canny算法对边缘的损坏，得到初步检测结果.在此基础上采用非下采样Shearlet变换分解图像，提取包含图像边缘细节信息的各尺度不同方向的高频系数.对每个方向的系数进行模极大值检测，并结合不同分解程度下边缘像素处的系数关系进一步调整模极大值，低频置零并通过反变换得到高频边缘检测结果.将初步检测结果与高频检测结果进行融合，经数学形态学处理得到最终边缘检测图像.实验对比了Canny算子以及近年来提出的同类边缘检测算法的结果，所提算法表现出更好的边缘保持特性，检测的完整性和准确性更高，品质因数比实验中的其他算法平均高出12%，边缘检测效果优越，为工业CT无损检测系统提供了更好的边缘检测方案.

基于统计的图像压缩感知低复杂度还原方法

杨竞然, 吴绍华, 王海旭, 李佳慧

2016, 34(4): 417-429. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.04.007

摘要 ( 999 )

PDF (15434KB) ( 286 )

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提出了一种基于图像统计信息的低复杂度高性能压缩感知还原方法.通过分析自然图像在小波表示下能量的分布特点，建立指数衰减模型，并将其作为统计先验应用于还原算法中.还原算法分为列(行)方向还原，行(列)方向还原两步骤进行，同时引入包含图像小波域能量统计先验的权重矩阵，并约束还原结果符合该权重矩阵的能量分步特点.根据实际应用的不同，该方法包含两种不同复杂度的还原策略，分别为一次直接(one-time direct，OTD)还原和两次迭代(two times iterative，TTI)还原.OTD策略在两步骤中均使用相同的权重矩阵，还原速度较快；TTI策略在第2步还原时通过二次迭代修正权重矩阵以获得更精确的还原结果.实验表明：OTD还原速度较传统方法有大幅度提高，同时还原质量也有所提升；TTI在OTD基础上以牺牲一部分还原速度为代价，获得了更好的还原质量，同时还原速度较传统方法亦有提高.

模板在线聚类的目标跟踪

胡昭华, 王冠南, 王珏, 邵晓雯, 卞飞飞

2016, 34(4): 430-440. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.04.008

摘要 ( 896 )

PDF (19795KB) ( 481 )

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针对基于模板的目标跟踪算法存在模板冗余高、难以适应非刚性目标外观多变的问题，提出一种基于粒子滤波的模板在线聚类目标跟踪方法.首先建立用于描述目标和背景的正、负模板集，然后抽取候选粒子，使用候选粒子与正、负模板集的类内距离以及正、负模板集之间的类间距离来构建似然函数，最后依据最大后验概率准则确定最佳候选粒子作为跟踪结果.根据视频序列中连续变化的目标状态，将一定范围内的相似目标状态视为一个状态类，确定当前状态类的聚类半径.采用均值漂移算法对正模板集及最近几帧跟踪结果进行聚类，并将聚类后的中心集作为新的正模板集.实验表明，该算法能保留目标不同的外观状态，在复杂情况下仍能准确跟踪目标.

基于启发式搜索的音频水印方案

常乐杰, 苏兆品, 胡东辉

2016, 34(4): 441-450. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.04.009

摘要 ( 999 )

PDF (5396KB) ( 472 )

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针对基于DWT-DCT-SVD的音频水印方案的不可感知性和鲁棒性相互制约，提出一种基于启发式搜索的音频水印嵌入方法.分析嵌入强度与不可感知性和鲁棒性之间的关系，构建音频水印嵌入强度的优化模型，设计一种启发式的搜索算法进行求解.实验表明，该水印方案可获得较好的不可感知性，能抵抗多种信号处理攻击和StirMark攻击.

结合背景先验和对象先验的显著性检测

岳珂娟, 郑明才, 肖建华, 伍炯星

2016, 34(4): 451-460. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.04.010

摘要 ( 1090 )

PDF (11484KB) ( 334 )

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提出一个结合背景先验和对象先验的显著性检测方法.首先，基于背景先验计算两个互补的测地线显著图，即基于纹理特征的测地线显著图和基于颜色特征的测地显著图；然后，计算基于对象先验的显著图；最后，训练一个贝叶斯分类器，并将这3个显著图融合，得到最终的结果.在当前使用最广且最大的用于显著性检测方法评价的公开数据集ASD和MSRA5000上的实验结果表明，该方法优于目前已有的15种方法.

改进BP神经网络的武警装甲车保障能力评估

单宁, 班超, 邓春泽

2016, 34(4): 461-468. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.04.011

摘要 ( 914 )

PDF (2474KB) ( 574 )

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影响武警装甲车战时平时保障能力的因素很多.针对当前武警装甲车保障能力评估方法的模糊性和不确定性，建立了以武警装甲车保障能力为目标的评估指标体系.采用萤火虫算法优化BP神经网络，确定其初始权值和阈值，并在此基础上提出一种评估武警装甲车保障能力的方法.根据建立的模型进行计算并分析，表明萤火虫神经网络具有更快的收敛速度和更高的准确性，可适用于武警轮式装甲防暴车保障能力的评估.

基于SVM的直升机飞行状态识别

熊邦书, 刘雨, 莫燕, 黄建萍, 李新民

2016, 34(4): 469-474. doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2016.04.012

摘要 ( 992 )

PDF (1188KB) ( 512 )

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针对直升机飞行状态识别训练样本数据少而导致识别率不高的问题，提出一种基于支持向量机(support vector machine，SVM)的直升机飞行状态识别方法.首先利用限幅、去野点和均值滤波对飞行数据进行去噪，用最小二乘法对飞行数据进行直线拟合获取变化率，并根据线性相关性提取状态特征参数，以减少数据冗余；然后根据特征参数将飞行状态分为10小类，对每一小类进行SVM分类器设计以提高识别效率；最后利用训练样本训练每个SVM分类器，用训练好的SVM分类器识别直升机全起落飞行状态.通过某型直升机实飞数据进行飞行状态识别实验，并将所提出的方法与RBF神经网络法进行对比，所得结果表明该方法在小样本情况下的识别率有明显提高，可为直升机故障诊断和寿命预测提供依据.

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