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基于双目视觉技术的煤矿救援机器人研究进展 被引量:20
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作者 翟国栋 张文涛 +3 位作者 岳中文 潘涛 胡文渊 卢杏浩 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期206-217,共12页
针对发生煤矿事故后的环境探测和紧急救援任务,研发和使用煤矿救援机器人是提高救援效率和降低救援危险系数的关键途径,而双目视觉技术是煤矿救援机器人获取事故现场信息和实现自主避障及路径规划的前提。首先,基于双目视觉技术的实现流... 针对发生煤矿事故后的环境探测和紧急救援任务,研发和使用煤矿救援机器人是提高救援效率和降低救援危险系数的关键途径,而双目视觉技术是煤矿救援机器人获取事故现场信息和实现自主避障及路径规划的前提。首先,基于双目视觉技术的实现流程,介绍了视觉测距的数学原理,归纳了目前摄像机标定领域的代表性方法,包括传统标定方法、主动视觉标定方法和自标定方法。阐述了立体视觉匹配中全局匹配算法、局部匹配算法和亚全局匹配算法的最新研究成果,并比较了3类匹配算法的优缺点。然后,在对近年来煤矿救援机器人研究文献进行分析的基础上,研究了双目视觉技术在煤矿救援机器人中的应用和发展情况。指出双目视觉技术在煤矿救援机器人领域的研究范围主要涵盖立体视觉匹配算法、模式分类与识别、视觉测量与3维重建、组合测量与定位、视觉伺服控制和基于虚拟现实技术的视觉算法仿真等方面。最后,根据煤矿非结构化环境的高动态和强干扰特点,指出煤矿救援机器人现场应用的关键是解决运动模糊和镜头污染、超广角镜头的非线性大幅畸变、弱/零照度条件等技术难题;根据煤矿救援机器人双目视觉的大视场、高精度、自适应感知等要求,提出了包括多自由度测量、多传感器信息融合、基于主动视觉的自适应感知等未来发展建议。 展开更多
关键词 煤矿救援机器人 双目视觉 摄像机标定 立体视觉匹配 应急救援 信息融合 主动视觉
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基于形态特征和k均值聚类的黄斑检测与定位 被引量:4
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作者 曹新容 林嘉雯 +1 位作者 薛岚燕 余轮 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期654-660,共7页
彩色眼底图像已经广泛地应用于眼科相关疾病的辅助诊断和筛查。眼底图像中的黄斑区域检测和中心定位是眼科疾病分级、诊疗的重要步骤。提出一种有效检测与定位黄斑的方法,通过分析黄斑的低亮度和趋于圆形的形态特征,可以不依赖视盘和血... 彩色眼底图像已经广泛地应用于眼科相关疾病的辅助诊断和筛查。眼底图像中的黄斑区域检测和中心定位是眼科疾病分级、诊疗的重要步骤。提出一种有效检测与定位黄斑的方法,通过分析黄斑的低亮度和趋于圆形的形态特征,可以不依赖视盘和血管信息,在二值化眼底图像中实现黄斑检测,确定黄斑区域。改进k均值聚类方法,引入图像的空间信息,优化聚类对象,获取黄斑的边缘信息,实现黄斑中心的有效定位。在公开的眼底图像数据库上验证方法的性能,具有较高的准确率。对正常和存在病变的眼底图像的黄斑中心有效定位,可达到96.11%和92.12%,平均准确率达到93.92%。实验表明,提出的基于形态特征和k均值聚类的黄斑检测与定位方法简单、高效,对眼科疾病的计算机辅助诊断有实用价值。 展开更多
关键词 黄斑检测 黄斑定位 形态特征 K均值聚类
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基于核空间的加权邻域约束直觉模糊聚类算法 被引量:12
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作者 张洁玉 李佐勇 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期2162-2168,共7页
该文针对直觉模糊聚类算法不考虑空间邻域信息的缺点,提出一种基于核空间和加权邻域约束的直觉模糊C均值聚类算法。该算法首先在直觉模糊C均值(Intuitionistic Fuzzy C-Means,IFCM)算法的基础上加入空间邻域约束关系,且赋予邻域内每个... 该文针对直觉模糊聚类算法不考虑空间邻域信息的缺点,提出一种基于核空间和加权邻域约束的直觉模糊C均值聚类算法。该算法首先在直觉模糊C均值(Intuitionistic Fuzzy C-Means,IFCM)算法的基础上加入空间邻域约束关系,且赋予邻域内每个点不同的权重;接着采用核诱导函数代替欧氏距离计算各点到聚类中心的距离;然后创建包含邻域信息的新的目标函数,最优化该目标函数得到新的隶属度及聚类中心的迭代表达式。利用所提出的新算法与同类聚类算法及基于显著过渡区域的二值化算法进行图像分割,并对结果进行定量分析后可知,所提出的算法最高能够得到0.9776的F度量值。实验结果表明新算法性能稳定并且具有较高的分割精度。 展开更多
关键词 模糊C均值聚类 直觉模糊集 邻域信息约束 核空间
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一种分层无线传感网的匿名双因素用户认证协议 被引量:4
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作者 房卫东 张武雄 +2 位作者 潘涛 高智伟 倪业鹏 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期168-177,共10页
用户认证协议可以确保无线传感网访问用户的合法性与传感器节点感知信息的接入安全。现有用户认证协议(Fan协议)存在各种安全缺陷,易遭受多种网络安全攻击,尤其是节点妥协攻击、口令猜测攻击、内部特权攻击等,也不支持用户的匿名性,无... 用户认证协议可以确保无线传感网访问用户的合法性与传感器节点感知信息的接入安全。现有用户认证协议(Fan协议)存在各种安全缺陷,易遭受多种网络安全攻击,尤其是节点妥协攻击、口令猜测攻击、内部特权攻击等,也不支持用户的匿名性,无法保障用户的隐私。针对这些安全挑战,提出了一种分层无线传感网的匿名双因素用户认证协议,该协议在注册阶段以哈希隐藏方式传输口令,提高了口令传输的安全性;增大网关节点秘密参数与用户的相关性,实现了秘密参数的唯一性;在认证阶段,增大会话密钥与系统时间和用户的关联性,实现会话密钥的唯一性和动态性;引入口令更新机制,用户可以在不联系簇头节点的情况下,自由更新口令,保障了口令的新鲜性。逻辑分析与仿真结果表明,与Fan协议相比,本协议在仅增加少量计算开销的基础上,不仅可以防御节点妥协攻击、口令猜测攻击和内部特权攻击,而且实现了用户匿名性;与Nam、He-Kumar、Mir等协议相比,本协议采用了哈希函数、级联操作和异或操作等轻量级安全操作,减少了传感器节点计算开销,优化了传感器节点向网关节点的注册流程,综合性能优于上面提到的3种用户认证协议。因此,本协议不但适用于资源受限的传感器节点,而且显著提高了无线传感网安全性。 展开更多
关键词 无线传感网 用户认证协议 双因素 匿名性
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群体突发异常事件检测与事件源定位算法 被引量:3
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作者 李海丰 姜子政 +1 位作者 范龙飞 陈新伟 《中国民航大学学报》 CAS 2019年第3期49-53,64,共6页
提出一种群体突发异常事件检测与事件源定位算法以提高检测的准确性。算法分为群体异常行为检测和事件源定位两个阶段,在异常行为检测阶段,提出一种空间、时间联合的异常行为检测算法:在空间角度,提取平均动能分布直方图来描述人群的运... 提出一种群体突发异常事件检测与事件源定位算法以提高检测的准确性。算法分为群体异常行为检测和事件源定位两个阶段,在异常行为检测阶段,提出一种空间、时间联合的异常行为检测算法:在空间角度,提取平均动能分布直方图来描述人群的运动特征,并使用支持向量机分类器对不同状态的人群运动特征进行分类;在时间角度,构建隐马尔可夫模型,对场景中连续的人群行为状态进行异常检测。在事件源定位阶段,在随机抽样一致性算法框架下通过计算异常行为人群的反向延长线交点,实现了事件源位置的定位,并可同时标记多个事件源位置。在UMN公共数据集上进行实验,并与传统光流法、SIFT点检测法与社会力法进行对比,结果表明,该算法能够有效检测出群体异常行为,且AUC=0.967,比上述3种方法的AUC分别提高0.127、0.074、0.007,并成功标记出事件源的合理位置。 展开更多
关键词 群体异常事件检测 事件源定位 空间、时间联合 随机抽样一致性
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基于随机森林的频谱域光学相干层析技术的图像视网膜神经纤维层分割 被引量:2
6
作者 陈强 徐军 牛四杰 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期1101-1108,共8页
频谱域光学相干层析技术是一种广泛应用于眼科疾病诊断的成像技术,而视网膜层分割对青光眼的诊断有很好的参考价值。该文利用随机森林分类器寻找视网膜层间单像素宽的边界,随机森林分类器由12个特征训练产生,其中相对灰度特征和邻域特... 频谱域光学相干层析技术是一种广泛应用于眼科疾病诊断的成像技术,而视网膜层分割对青光眼的诊断有很好的参考价值。该文利用随机森林分类器寻找视网膜层间单像素宽的边界,随机森林分类器由12个特征训练产生,其中相对灰度特征和邻域特征较好地解决灰度不均匀的分割误差大问题。对10组带有青光眼病变的视网膜图像进行分割,并与传统算法和Iowa软件进行比较,平均边界绝对误差为9.20±2.57μm,11.33±2.99μm和10.27±3.01μm。实验结果表明,改进算法可以较好地分割视网膜神经纤维层。 展开更多
关键词 频域光学相干层技术 青光眼 视网膜图像分割 视网膜神经纤维层 随机森林
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多尺度特征融合的煤矿救援机器人目标检测模型 被引量:6
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作者 翟国栋 任聪 +3 位作者 王帅 岳中文 潘涛 季如佳 《工矿自动化》 北大核心 2020年第11期54-58,共5页
传统目标检测模型采用人工设计的目标特征,造成检测精度较差。基于深度学习的目标检测模型具有较高的检测精度,然而针对实时性和精度要求比较高的煤矿救援机器人应用场合,获取的图像信息较少且目标特征不明显,造成目标检测效果较差。为... 传统目标检测模型采用人工设计的目标特征,造成检测精度较差。基于深度学习的目标检测模型具有较高的检测精度,然而针对实时性和精度要求比较高的煤矿救援机器人应用场合,获取的图像信息较少且目标特征不明显,造成目标检测效果较差。为提高目标检测精度和速度,基于YOLO V3模型提出了一种多尺度特征融合的煤矿救援机器人目标检测模型。该模型主要包括特征提取和特征融合2个模块:特征提取模块采用空洞瓶颈和多尺度卷积获得更加丰富的图像特征信息,增强目标特征表达能力,提高了目标分类精度和检测速度;特征融合模块在特征金字塔中引入空间注意力机制,对含有丰富语义信息的高层特征图和含有丰富位置信息的低层特征图进行有效融合,弥补了高层特征图位置信息表达能力不足的缺点,提高了目标定位精度。将该模型部署在煤矿救援机器人嵌入式NVIDIA Jetson TX2平台上进行灾后环境目标检测实验,检测精度为88.73%,检测速度为28帧/s,满足煤矿救援机器人目标检测的实时性和精度需求。 展开更多
关键词 煤矿救援机器人 目标检测 多尺度特征融合 YOLO V3 深度学习
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H.264中逆量化逆变换的高层次综合实现
8
作者 陈新伟 孟祥刚 +3 位作者 高腾 陈瑶 梁科 李国峰 《电子技术应用》 北大核心 2016年第11期25-28,共4页
逆变换与逆量化是H.264解码器中的一个重要环节,由于其算法复杂度较高,利用传统的RTL方法设计其硬件电路需要消耗大量的设计时间并经历复杂的验证过程。提出了采用高层次综合的方法进行高效快速的逆变换逆量化硬件模块设计。测试结果表... 逆变换与逆量化是H.264解码器中的一个重要环节,由于其算法复杂度较高,利用传统的RTL方法设计其硬件电路需要消耗大量的设计时间并经历复杂的验证过程。提出了采用高层次综合的方法进行高效快速的逆变换逆量化硬件模块设计。测试结果表明,该方法可以较快地得到针对FPGA平台的逆变换逆量化硬件模块,同时可对其设计空间进行有效探索,得到满足不同需求的硬件模块。 展开更多
关键词 H.264解码器 逆量化 逆变换 高层次综合 设计空间探索
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基于快速区域定位和二重间隔分布机的行人检测
9
作者 程凡永 罗海波 阮志强 《湖南理工学院学报(自然科学版)》 CAS 2017年第2期27-32,共6页
为实现快速和代价敏感性的行人检测,设计了基于BING目标检测和二重间隔分布机的行人检测框架.首先利用BING特征进行快速目标筛选,在此基础上提出了启发式的目标区域定位算法,通过目标选择和区域定位策略来获取行人所在的区域.区域定位... 为实现快速和代价敏感性的行人检测,设计了基于BING目标检测和二重间隔分布机的行人检测框架.首先利用BING特征进行快速目标筛选,在此基础上提出了启发式的目标区域定位算法,通过目标选择和区域定位策略来获取行人所在的区域.区域定位减少了分类器的搜索空间,只需将二重间隔分布机对定位区域进行目标检测即可获得行人检测的结果,提高了行人检测的效率和速度. 展开更多
关键词 快速检测 区域定位 行人检测
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基于超像素图像分割的暗通道先验去雾改进算法 被引量:14
10
作者 金天虎 陶砚蕴 李佐勇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期146-159,共14页
本文针对暗通道先验去雾算法在天空等明亮区域存在明显的噪声放大和色彩失真的问题,从大气散射模型和暗通道先验理论出发修正大气光值和非暗通道区域透射率,提出了基于超像素图像分割的暗通道先验去雾改进算法.本文算法基于大气散射模... 本文针对暗通道先验去雾算法在天空等明亮区域存在明显的噪声放大和色彩失真的问题,从大气散射模型和暗通道先验理论出发修正大气光值和非暗通道区域透射率,提出了基于超像素图像分割的暗通道先验去雾改进算法.本文算法基于大气散射模型和暗通道先验理论建立雾天成像模型;通过超像素阈值分割算法将图像分为暗通道区域和非暗通道区域,暗通道区域(Dark Channel Region,DCR)即图像中符合暗通道先验理论的部分,非暗通道区域(Non-Dark Channel Region,NDCR)即图像中不符合暗通道先验理论的部分;再分别通过非暗通道区域和暗通道区域的超像素,估计全局大气光值,修正非暗通道区域透射率;最终根据大气散射模型恢复无雾图像.本文算法提高了全局大气光值的准确性,有效抑制了天空等非暗通道区域的失真,复原图像更加清晰自然,增强了视觉效果.主观和客观评价的实验表明,本文算法能够取得比传统算法更优的去雾效果. 展开更多
关键词 图像去雾 暗通道先验 超像素图像分割 全局大气光值和透射率修正 暗通道区域
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融合小型深度生成模型的显著性检测 被引量:4
11
作者 陈星宇 叶锋 +3 位作者 黄添强 翁彬 陈家祯 林文忠 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期768-774,共7页
针对基于深度神经网络模型的显著性检测方法中存在的模型训练困难、模型参数量大以及检测速度慢等问题,本文提出了一种融合小型深度生成模型的显著性检测方法.方法以生成对抗网络为框架,设计了包含11个卷积模块和5个池化层的鉴别器网络... 针对基于深度神经网络模型的显著性检测方法中存在的模型训练困难、模型参数量大以及检测速度慢等问题,本文提出了一种融合小型深度生成模型的显著性检测方法.方法以生成对抗网络为框架,设计了包含11个卷积模块和5个池化层的鉴别器网络以及不包含池化层,仅包含15个卷积模块和5个转置卷积模块的小型生成器网络.其中,小型生成器网络大小仅2.4M,参数量仅67万左右.将训练好的小型生成器用于显著性检测,并与LMB(融合背景块再选取过程的显著性检测)算法通过设计的融合算法进行融合,从而得到最终结果.通过大量的实验对比分析表明,提出的方法在F值和MAE(Mean Absolute Error)值上均取得大幅提升. 展开更多
关键词 显著性检测 深度神经网络 生成对抗网络 小型生成器网络 融合算法
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基于深度学习的PCB芯片极性检测算法 被引量:3
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作者 王猛 陈健 +4 位作者 万佳泽 林丽 何栋炜 刘丽桑 曹新容 《电子器件》 CAS 北大核心 2023年第3期764-770,共7页
印刷电路板芯片极性检测是印刷电路板缺陷检测的重要组成部分。针对传统印刷电路板芯片尤其是小型芯片的极性检测算法准确性的不足,提出一种基于深度学习的电路板芯片极性检测方法。该方法首先使用模板匹配对不同电路板上不同型号芯片... 印刷电路板芯片极性检测是印刷电路板缺陷检测的重要组成部分。针对传统印刷电路板芯片尤其是小型芯片的极性检测算法准确性的不足,提出一种基于深度学习的电路板芯片极性检测方法。该方法首先使用模板匹配对不同电路板上不同型号芯片进行识别定位;其次,对电路板参考图像与待测图像进行配准、灰度化、二值化,并对两幅图像进行差分处理得到差分图;最后,结合芯片识别定位结果提取差分图中的芯片区域,并采用提出的卷积神经网络实现对芯片的极性检测。实验表明,所提方法比传统方法具有更高的检测准确率,准确率可达98.26%,满足工业检测精度需求。 展开更多
关键词 电路板 极性检测 深度学习 卷积神经网络
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应用于TCXO的新型五次方电压发生器的设计 被引量:1
13
作者 陈新伟 于海洋 徐华超 《半导体技术》 CSCD 北大核心 2017年第11期813-819,共7页
采用VIS 0.40μm BCD工艺,设计并实现了一种带有修调技术的应用于温度补偿晶体振荡器(TCXO)的新型五次方电压发生器电路,该五次方电压发生器电路主要由五次方电压产生电路与修调电路两部分构成。其中,五次方电压产生电路采用曲线拟合技... 采用VIS 0.40μm BCD工艺,设计并实现了一种带有修调技术的应用于温度补偿晶体振荡器(TCXO)的新型五次方电压发生器电路,该五次方电压发生器电路主要由五次方电压产生电路与修调电路两部分构成。其中,五次方电压产生电路采用曲线拟合技术,相较于传统的乘法器级联结构具有更高的精度;新型修调电路用来改变五次方电压发生器的系数,采用双路开关技术提高了修调结果的精度。仿真结果显示,该五次方电压发生器的最大拟合误差为1.2%。测试结果显示,采用该新型五次方电压发生器电路设计的TCXO,其频率-温度稳定度达到(±0.45)×10^(-6),相位噪声为-135 d Bc/Hz@1 kHz,芯片面积为2 782μm×2 432μm。 展开更多
关键词 五次方电压发生器 温度补偿晶体振荡器(TCXO) 修调电路 频率-温度稳定度 相位噪声
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一种融合实体类别特征的医疗领域关系抽取方法 被引量:1
14
作者 游新冬 赵明智 +2 位作者 王星予 徐戈 吕学强 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2022年第6期19-25,共7页
关系抽取是自然语言处理中的核心任务,也是构建医疗领域知识图谱中的关键问题。现有的关系抽取方法鲜有融合实体类别的特征,针对医疗领域中实体类别的特点,提出一种融合实体类别特征的医疗领域关系抽取方法CBBS(category BERT BiLSTM Si... 关系抽取是自然语言处理中的核心任务,也是构建医疗领域知识图谱中的关键问题。现有的关系抽取方法鲜有融合实体类别的特征,针对医疗领域中实体类别的特点,提出一种融合实体类别特征的医疗领域关系抽取方法CBBS(category BERT BiLSTM Sigmoid)。首先融入实体类别特征,采用基于Transformer的双向编码器表示(bidirectional ecoder representations from Transformers,BERT)-双向长短时记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)-Sigmoid模型进行医疗关系抽取,将医疗领域关系抽取问题转化为序列标注问题,提升了单条语料中同一实体处于多种关系时的抽取效果。对比实验表明,CBBS方法在构建的医疗领域关系抽取数据集上与其他方法相比取得了最好的实验效果,精确率达到了83.97%,能够有效地解决医疗领域关系抽取问题。 展开更多
关键词 关系抽取 实体类别 BERT 序列标注 混合模型
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基于Faster R-CNN的自动扶梯乘客异常位姿检测研究 被引量:3
15
作者 徐火力 黄学斌 +2 位作者 郑祥盘 李佐勇 伏喜斌 《设备监理》 2021年第1期45-51,61,共8页
针对扶梯运行时光照的变化、阴影、背景中固定对象的移动等因素严重影响机器视觉检测精度问题,为了提高对扶梯乘客位姿目标的检测精度和效率,采用VGG16卷积神经网络作为Faster-RCNN(Faster-Regions with CNN features)的基础网络,提出... 针对扶梯运行时光照的变化、阴影、背景中固定对象的移动等因素严重影响机器视觉检测精度问题,为了提高对扶梯乘客位姿目标的检测精度和效率,采用VGG16卷积神经网络作为Faster-RCNN(Faster-Regions with CNN features)的基础网络,提出基于改进Faster R-CNN的扶梯乘客异常位姿实时检测改进算法。首先Faster R-CNN对视频图像进行全卷积操作得到特征图,再通过RPN层得到被测对象的类别分数以及对象物体所在原图中所在的位置,利用Faster R-CNN算法处理后的图像得到扶梯上乘客诸如下蹲、身体弯曲等异常位姿,从而判断乘客是否处于危险状态。实验结果表明:FasterR-CNN的检测算法能准确实时地识别出扶梯乘客的危险位姿,从而实现控制系统及时做出相应的安全保护措施,提高自动扶梯运行的安全性能。 展开更多
关键词 自动扶梯 Faster R-CNN RPN模型 位姿检测 卷积神经网络
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一款应用于物联网芯片的皮安级CMOS电压基准源 被引量:1
16
作者 周爽 陈新伟 《电子技术应用》 2019年第11期42-46,共5页
设计了一种应用于物联网芯片的极低功耗电压基准源。由于漏致势垒降低(Drain-Induced Barrier Lowering,DIBL)效应,栅致漏极泄漏(Gate-Induced Drain Leakage,GIDL)效应及栅-漏电容馈通效应的影响,传统的基于MOS管漏电流的皮安级电压基... 设计了一种应用于物联网芯片的极低功耗电压基准源。由于漏致势垒降低(Drain-Induced Barrier Lowering,DIBL)效应,栅致漏极泄漏(Gate-Induced Drain Leakage,GIDL)效应及栅-漏电容馈通效应的影响,传统的基于MOS管漏电流的皮安级电压基准源虽然可以实现较低的温度系数,但是线性调整率及电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio,PSRR)过低,大大限制了其在具有高电源噪声的物联网芯片中的应用。在传统的双MOS管电压基准源基础上,基于0.18μm CMOS工艺,设计了一种新型的自稳压五MOS管电压基准源。Spectre仿真结果显示,0~120℃范围内,该自稳压五MOS管电压基准源的平均温度系数为39.2 ppm/℃;电源电压1.0~2.0 V范围内,该电压基准源的线性调整率为33.4 ppm/V;负载电容3 pF情况下,该电压基准的PSRR性能为-9 dB@0.01 Hz及-62 dB@100 Hz。另外,在该0.18μm CMOS工艺下,该电压基准的电流消耗仅为59 pA@27℃,版图面积仅为5 400μm^2。 展开更多
关键词 电压基准 线性调整率 PSRR 物联网
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