航天三线阵光学遥感成像运动模糊建模与分析

为了提高立体摄影测量的精度,对航天三线阵光学遥感成像的运动模糊模型进行推导和分析。根据引起运动模糊的方式,将三线阵光学遥感成像运动模糊分为前向运动模糊和姿态运动模糊。利用坐标系旋转来研究三线阵相机曝光瞬间前向飞行和姿态变化对运动模糊的影响,对俯仰、滚转和偏航姿态运动引起的模糊分别进行建模。仿真实验表明:(1)曝光瞬间航天三线阵遥感成像运动模糊是空间变化的,俯仰和滚转比偏航运动对三线阵相机的影响更严重;(2)对于直视线阵CCD而言,偏航引起的运动模糊可以忽略不计,但是对前视和后视线阵CCD的影响不能忽略;(3)航天三线阵相机的前视和后视线阵CCD比直视线阵CCD更容易受到航天器姿态运动的影响。     

A robust color image watermarking algorithm against rotation attacks

A robust digital watermarking algorithm is proposed based on quaternion wavelet transform (QWT) and discrete cosine transform (DCT) for copyright protection of color images. The luminance component Y of a host color image in YIQ space is decomposed by QWT, and then the coefficients of four low-frequency subbands are transformed by DCT. An original binary watermark scrambled by Arnold map and iterated sine chaotic system is embedded into the mid-frequency DCT coefficients of the subbands. In order to improve the performance of the proposed algorithm against rotation attacks, a rotation detection scheme is implemented before watermark extracting. The experimental results demonstrate that the proposed watermarking scheme shows strong robustness not only against common image processing attacks but also against arbitrary rotation attacks.     

手指静脉红外图像血管网络修复新方法

由于手指静脉位于皮下,手指中的生物组织、手指解剖结构、皮肤结构成像特性等固有原因都给手指静脉成像造成不利影响。针对手指静脉图像中普遍存在的局部血管残缺问题,首次提出一种指静脉红外图像血管网络修复方法。首先,利用多尺度Gabor滤波对手指静脉图像进行增强,减少图像整体退化性模糊;然后,对指静脉图像进行二值化并提取血管骨架网,以便对血管网络缺损位置进行判断;再将提取的血管骨架端点、二分叉点作为血管骨架网络修复的源点,根据最小路径原则实现手指静脉图像血管骨架网络修复;最后,将Gabor增强方向图作为约束条件,复原血管网络的管径信息得到修复后的手指静脉二值化图像。实验结果表明:该方法可以实现手指静脉图像局部血管网络残缺修复,得到更加完整、稳定的血管网络结构,利用修复后的图像可以进一步提高手指静脉识别精度。     

陆空通话复诵语义自动化校验BiLSTM模型

为保证航空运输安全，飞行员要对管制员发送的指令进行复诵,并且管制员要对复诵指令进行进一步的确认。而由于疲劳、紧张、疏忽等原因，管制员未能及时发现飞行员复诵错误的情况也时有发生，给民航运输安全带来巨大隐患。针对这个问题，本文提出一种陆空通话复诵语义自动化校验BiLSTM模型。首先，利用两个并行的长短时记忆网络（BiLSTM）对管制员发送的指令和飞行员复诵的指令分别进行语义特征提取；然后将两个BiLSTM网络各个时刻的输出进行交互得到一个指令和复诵指令间的语义匹配矩阵；最后经过一个动态k-Max池化层后输入到多层感知器中从而得到指令与复诵指令间最终的匹配分数来判别复诵语义是否一致。实验证明，该方法在解决陆空通话复诵语义自动校验任务中是有效的，平均测试精度达到了90.53%。      

民航陆空通话语音识别BiLSTM网络模型

民航陆空通话对民航飞行安全十分重要,但因其通话模式有特殊的语法结构与发音方式,日常语音识别声学模型无法有效应用于民航陆空通话的语音处理问题。针对民航陆空通话的特殊语境,本文提出了基于双向长短时记忆网络(BiLSTM)的民航陆空通话语音识别方法。首先,提取民航陆空通话语音的FBANK特征作为输入,以时序链式连接(CTC)为目标函数,训练BiLSTM网络得到BiLSTM/CTC模型。然后,利用声学模型,语言模型与陆空通话词典实现民航陆空通话的语音识别,并结合数据增强与数据迁移对模型进行增强训练提高语音识别性能。实验结果表明本文提出的方法适用于民航陆空通话语音识别,并且数据增强模型可有效降低民航陆空通话语音识别的词错误率。      

指静脉红外图像特征不变性编码新方法

基于编码的特征表达方法在光照不变性、运算效率、特征表述能力等方面具有较大优势,成为新型的特征提取方法之一。手指静脉图像采用红外光透射成像,加之手指内部其他组织的固有影响,图像质量普遍较低。将Gabor滤波对图像纹理的增强与局部图结构编码的思想相结合,重点研究一种新的对称邻域交叉图结构,将局部邻域的纹理变化转换为加权的编码串。通过不同方向特征编码提取每个通道Gabor滤波图像的特征编码图,充分表达像素点周围邻域的位置信息和梯度信息,具有良好的旋转不变性。实验结果表明:提出的手指静脉特征编码新方法比多种常用特征编码方法具有更好的识别性能,对图像姿态变化更鲁棒。     

基于地理同名点配准的机载红外移动小目标检测方法

在飞行器等移动载体条件下的红外光电系统中,由于场景条件复杂,目标特征不明显,弱小移动目标检测是自动目标检测领域的一大难点。因此,针对复杂地面场景条件下的移动小目标检测问题,提出了一种无关图像内容的基于帧间地理同名点区域配准的机动目标检测方法。该方法通过综合飞行器惯性组合导航信息,解算视场中像素点对应的地理位置,获取帧间图像地理同名点对,完成图像配准工作,区域配准获得帧间背景的移动量,并对帧间图像进行运动补偿,然后进行帧间差分将背景干扰去除,突出运动目标,最后利用目标运动信息的反向验证对目标进行确认。通过试验结果可以看出,该算法能够取得较好的检测效果。     

手指多模态Gabor编码特征局部融合方法研究

鲁棒性特征提取一直是生物特征识别领域研究的一个重要问题。由于手指姿态易变,这个问题在手指多模态生物特征描述方面显得更为突出。为了较为稳定地刻画手指多模态生物特征信息,本文提出了一种新的基于Gabor特征编码的局部灰度特征提取方法。首先,对手指的三个模态指纹、指静脉和指节纹图像分别进行Gabor滤波,刻画它们的纹理方向特性,并分别获取Gabor方向特征编码。然后,分别对特征编码图像进行局部灰度特征分析,并以局部串联的方式对手指多模态生物特征进行融合。实验表明,该方法在自制的手指姿态多变的数据库中具有良好的识别性能。      

手指静脉图像血管网分形修复方法

由于生物组织对近红外光具有高散射效应，手指静脉红外透射成像质量往往较差，血管网络存在信息残缺。为了解决指静脉血管残缺问题，本文提出一种基于分形的手指静脉红外图像血管网络修复方法。首先，利用多尺度Gabor滤波对指静脉图像增强，进而提取血管骨架；其次，利用Gabor滤波得到的方向特征对血管网络进行结构预修复；接着采用K均值聚类方法提取指静脉结构的父子血管长度比特征，将其作为一种分形特征；然后，利用该特征计算缺损血管长度；最后，建立血管点移动模板，通过统计相邻血管点位置移动概率实现血管形态模拟及网络修复。实验结果表明，本文方法可以实现指静脉图像局部残缺区域的修复，从而提高手指静脉识别精度。      

复杂背景下基于自适应模板更新的目标跟踪算法

为了提高复杂背景下目标跟踪的稳定性,在模板匹配失败时引入目标分割过程,根据新目标区域与模板的相似度分析得出导致匹配失败的具体原因,提出了一种新的自适应模板更新算法.根据模板图像各像素到模板中心的距离构造加权函数,对传统归一化相关算法进行改进,使新算法具有一定的抗遮挡能力.实验结果表明,该算法与固定模板跟踪算法和逐帧模板更新算法相比,在目标尺寸变化和被物体局部遮挡时,跟踪的连续性和稳定性更好.