基于小波局部适应插值IBP算法的视频超分辨率重建

针对基于迭代反投影(IBP)算法的视频超分辨率重建,提出了一种改善初始估计来提高重建效果的方法.本文采用小波局部适应插值得到初始估计,结合滑动窗的视频重建模型,由一段低分辨率的视频重建一段高分辨率的视频, 达到提高视频空间分辨率的目的.实验表明改进算法得到的高分辨率视频有更好的视觉效果.     

基于Keren改进配准算法的IBP超分率重建

提出了一种基于Keren改进配准算法的迭代反投影(iterative back-projection,IBP)超分辨率重建算法.该算法克服了Keren迭代配准算法基于小角度旋转的局限,并在迭代运算过程中引入了权重因子和阈值.权重因子有效地控制了算法的收敛速度,提高算法的稳定性.阈值的引入使得算法效率更高,配准结果更加准确.通过Keren改进配准算法进行配准,再通过IBP算法对配准后图像序列进行超分辨率重建,仿真结果表明,基于Keren改进配准算法的IBP重建具有良好的超分辨率重建效果.     

一种基于彩色化的单幅彩色图像超分辨率重建

对单幅彩色图像进行超分辨率(Super-resolution,SR)重建,一般是将原始RGB图像转换为YUV图像,对亮度分量Y进行SR,而对色度分量U、V只进行简单的插值.因为图像插值很容易产生边缘模糊和锯齿,本文用彩色化算法对低分辨率的U、V分量进行处理,并提出一种基于彩色化的迭代反投影(Itherative Back-projection,IBP)方法,改善了传统基于插值的IBP算法对边缘图像的处理效果.实验结果表明,文中算法得到图像的客观质量和主观质量既优于传统的基于双立方插值处理的SR彩色图像,也优于其它以彩色化为基础进行色度图像处理的SR图像.     

一种改进的稀疏表示超分辨率重建算法

针对稀疏表示超分辨率重建算法中稀疏表示系数正则化效果不明显、字典完备性弱以及重建图像存在虚边缘等问题,提出了一种改进的稀疏表示超分辨率重建算法.首先对正则化正交匹配追踪(regularized orthogonal matching pursuit,ROMP)稀疏表示系数求解算法进行了改进,通过引入局部约束加权来提高稀疏表示系数的精度、增强图像的纹理特性;然后,将Huber影响函数用于提取图像的先验特征信息,以增强图像特征、提升高分辨率字典的表示能力;最后,提出了基于学习的迭代反投影方法,提高了图像后处理阶段预测误差的准确性,进一步改善了高分辨率重建图像效果.实验结果表明,该方法在峰值信噪比和视觉效果上都有所提高,重建图像的纹理特性和质量得到了有效增强.     

基于频域约束的IBP超分辨率图像复原方法

本文根据超分辨率图像复原方法的最新发展,重点研究了超分辨率图像重建的理论基础、数学模型以及现有的主要方法,在此基础上提出了一种基于频域约束的IBP超分辨率图像复原新算法,在图像复原的过程中,尽可能的保持图像低频部分的能量,在此基础上拟合高频部分的能量。得到了无论从主观角度还是客观数据方面都令人满意的结果。实验证明了方法的有效性。     

基于频域约束的IBP超分辨率图像复原方法

根据超分辨率图像复原方法的最新发展,重点研究了超分辨率图像重建的理论基础、数学模型以及现有的主要方法,在此基础上提出了一种基于频域约束的IBP超分辨率图像复原新算法,在图像复原的过程中,尽可能的保持图像低频部分的能量,在此基础上拟合高频部分的能量.得到了无论从主观角度还是客观数据方面都令人满意的结果.实验证明了方法的有效性.     

基于超分辨率重建的外源雷达实测信道估计

针对基于DRM(数字调幅广播)的外辐射源雷达实测参考信道估计面临的精度不足问题,研究了有限实测样本下的超分辨率重建网络估计方法．该方法在深度网络设计上通过将LS(最小二乘)信道估计方法获得的频域信道响应视为低分辨率的图像,经VDSR(非常深的超分辨重建网络)重建为高精度信道响应,最终实现对参考信号的准确估计;在训练数据集构建上,由于DRM外辐射源雷达实测信道估计中难以获取大量对应不同信道特征的实测数据,首先基于实测数据通过LS估计出时域信道响应,粗略确定信道中多径的大致时延和增益,然后在此基础上基于DRM波形特征仿真得到足够的信道数据,训练所提超分辨率重建网络,最后使用预训练模型预测实测数据．实测结果表明：本文方法可以达到比传统信道估计方法更高的精度．     

超分辨率重建算法综述

超分辨率重建是指由同一场景的低分辨率退化图像,运用相应的算法重建一幅清晰的高分辨率图像。然而,传统的基于插值、基于重建和基于学习的方法已很难获得进一步的突破。近年新兴的过完备稀疏表示是一种新的图像表示模型,它为解决超分辨率重建中的难点问题提供了新的思路。本文通过分析超分辨率技术的以往研究和最新进展,着重讨论了各算法在重构时的优缺点,并对未来超分辨率重建技术进行了展望。     

图像超分辨率重建算法比较研究

针对超分辨率重建技术的基本理论以及研究现状给予了综述性研究,对当前的主要算法进行了比较分析.     

基于SQI的超分辨率图像重建算法

提出了一种基于自商图像(Self Quotient Image-SQI)的超分辨率图像重建算法.该方法首先利用SQI提取光照不变量作为图像特征,并假设光反射分量具有分段平滑的特性,近似认为每一个小的图像块具有相同的增益系数;然后在流形学习的框架下,借助局部线性嵌套的思想构建高分辨率图像和低分辨率图像块间的关系,从而实现了超分辨率重建和图像增强.仿真结果表明,该算法有效地克服了传统方法受光照因素影响的缺点,在提高分辨率的同时克服了光照因素的影响,特别是对阴影效应的消除具有明显效果.     

基于孔隙度分类的超维重建算法

由于超维算法在字典建立过程和三维重建过程都涉及到大量的模式匹配,导致超维算法耗时较长,在实际的应用中还有一定难度.针对这个问题,本文提出了一种基于孔隙度分类的超维重建算法,能够较大程度上减少三维重建的时间成本.首先,结合字典元素的孔隙度这一特征对字典集进行分类;其次,利用孔隙度分类字典在重建时采取依孔隙度的搜索方式,优先搜索相应的字典区间;然后,针对不同的训练图像进行三维重建,结合孔隙度分布,提出了一种自适应的搜索范围确定方法;最后,通过对高中低三种孔隙度的训练图像分别进行多次重建,将传统超维算法和新算法的重建结果与真实岩心三维结构的统计特征函数、孔隙参数以及两种算法重建时间的进行对比分析,验证算法的有效性.     

Regional Prediction of Impending Debris Flow Based on Doppler Weather Radar

Debris flow prediction is one of the important means to reduce the loss caused by debris flow. This paper built a regional prediction model of impending debris flow based on regional environmental background （including topography, geology, land use, and etc.）, rainfall and debris flow data. A system of regional prediction of impending debris flow was set up on ArcGIS 9.0 platform according to the model. The system used forecast precipitation data of Doppler weather radar and observational precipitation data as its input data. It could provide a prediction about the possibility of debris flow one to three hours before it happened, and was put into use in Liangshan Meteorological Observatory in Sichuan province in the monsoon of 2006.     

波形对气象雷达探测的影响研究

对于雷达系统来说,发射波形决定了雷达系统的信号处理方式,因此发射的波形对于雷达系统来说十分重要。常规的气象雷达波形单一,在气象探测中存在不足;基于这个问题,从改变气象雷达波形的角度出发,研究波形对气象雷达探测的影响。分别从脉冲压缩后主旁瓣比、波形对雨量的衰减程度以及多普勒效应方面对三种波形进行仿真和分析,得出当降雨强度为中雨以上和小雨时分别采用线性调频波形信号和13位巴克码波形信号进行探测较为理想,当降雨强度在短时间内变化较大时则采用组合波形信号探测较为合适。     

基于空间自适应正则化的超分辨率重建算法

针对模糊图像的复原问题,从正则化技术克服问题病态性的思想出发,研究了一种有效的超分辨率重建算法。该算法充分考虑了图像的局部特性,引入了空间自适应加权矩阵,采用全局正则化参数与局部正则化参数矩阵相结合的方法,弥补了传统正则化方法所带来的正则化误差以及噪声放大误差。实验结果表明,该算法能够有效地减少重建误差,保护图像的细节信息。     

双偏振多普勒天气雷达监测雷电的分析

为了更有效开展雷电的实时监测和预警,利用S波段双线偏振多普勒天气雷达回波资料和闪电定位仪数据,对2009年7月初发生在江苏的一次雷暴天气过程进行了分析。在有闪电的回波区,闪电频次峰值出现在水平反射率因子42dBZ处,集中在34~46dBZ之间;闪电频次峰值出现在差分反射率因子ZDR的0.4dB处,主要集中在-0.4~1.4dB;闪电频次峰值出现在差分传播相位常数KDP的1°/km处,集中在0~2°/km附近;闪电频次峰值出现在相关系数ρhv的0.98处,集中在0.96以上。而无闪电回波的偏振参量都明显小于发生闪电回波的值。通过对雷暴回波单体偏振参量随时间变化的分析,发现偏振参量和闪电频次之间有较好的一致性。随着闪电的发生和频次的增加,回波单体的反射率因子ZH、差分反射率因子ZDR、差分传播相位常数KDP都有不同程度的逐步增加。最大时ZH达47dBZ、ZDR达到2dB以上、KDP达到2.5°/km。     

新一代天气雷达速度退模糊算法研究

速度退模糊算法对新一代天气雷达后期数据同化及短时临近预报具有重要影响。针对在高切变和孤立回波情况下速度退模糊出现错误的问题,提出了基于联合切变检测和十字形多尺度窗口的速度退模糊改进算法。首先,采用MDV(Mininum Distance Velocity, MDV)数据预处理方法进行全局数据优化。其次,将当前速度库和参考库的差值与切变阈值相比较,根据对比结果,分别进行切向和径向的退模糊。然后,在远离雷达的孤立回波区域,建立一种十字形多尺度窗口,实现参考库的确定,进而完成全方位的速度退模糊。使用我国新一代天气雷达(CINRAD-SA)在极端天气情况下的实测数据对该算法进行了多次验证。结果表明,在高切变和孤立回波情况下,该算法的速度退模糊准确率较高,优于新一代天气雷达中运行的WSR-88D速度退模糊算法。     

一种新的多普勒天气雷达回波数据无损压缩

为了解决多普勒天气雷达回波数据传输的实时性以及数据存储的有效性问题,提出了一种基于阶梯量化的多普勒天气雷达回波数据无损压缩新算法。针对天气雷达回波数据的特点,首先对天气雷达回波数据进行预处理,即将雷达回波数据进行格式转换;其次提出了一种阶梯量化方法,并采用MED预测进一步去除数据中的相关性;最后对量化和预测后的回波数据采用LZW编码以实现无损压缩。实验结果表明,新方法较其他方法大幅提高了回波数据的无损压缩倍数,可实现对多普勒天气雷达回波数据的有效压缩。     

基于小波包能量谱的天气雷达伺服电机故障预警系统研究

设计了数据采集的硬件系统,对天气雷达伺服电机振动信号进行实时采集;对采集的数据采用小波包特征的提取方法,利用小波包能量谱的方法将故障信号进行量化、分解,从而达到对天气雷达伺服电机故障的预警目的。经现场安装实验验证,表明基于小波包能量谱分析的天气雷达伺服电机故障诊断方法是一种方便灵活并且准确度很高的故障诊断方法。     

多普勒天气雷达风场探测数值模拟

大量的实际探测资料证明,冷暖平流常和大尺度的辐合辐散结合在一起。本文用数值模拟方法,分析了这种复合风场的多普勒径向速度特征,同时分析了雨滴下落速度对这些特征的影响,应用数值模拟得到的散度变化图表,从雷达PPI图像中,可以初步定量分析出各高度的辐合(散)值的大小。     

一种机载前视风切变雷达的信号分析及仿真

机载前视风切变雷达是飞机进行风切变探测和预警的重要工具.为了设计一种可输出风切变雷达仿真信号的风切变信号发生器,利用快速傅立叶变换(FFT)法分析某型机载前视风切变雷达的回波信号,分别用频谱估计法和经典功率谱估计法两种方法估计了雷达回波信号的多普勒频移,比较两种方法的优劣,进而选择经典功率谱估计法计算出风场的径向风速分布.建立均一化静止对称的风场模型仿真了风切变雷达的回波信号,从而设计出可输出风切变雷达仿真信号的风切变信号发生器,可满足机载气象雷达航空部附件维护和维修时对便携性和灵活性的需求.