人口老龄化是世界各国正在面对的一个普遍问题。随着我国老龄化程度的持续加剧，对于老年人群体的医疗资源投入会不断提高。而与此同时，跌倒已经成为老年人日常生活中最为常见的危险行为活动。所以，跌倒检测系统的研究和应用对降低老年人受到的身心伤害和医疗成本具有显著的意义。目前解决老年人跌倒检测的方案仍存在许多不足。其中，基于计算机视觉的跌倒检测技术在无干扰的场景下检测较为有效，但其易受环境变化（如背景光线影响、人遮挡问题等）影响。此外，基于可穿戴计算的跌倒检测技术受限于算法稳定性和识别准确率，系统的灵敏度和特异性难以同时得到保证。针对上述问题本文提出一种融合计算机视觉和可穿戴计算数据的跌倒检测新的方法。首先，设计并开发了集成三轴加速度计、三轴陀螺仪和蓝牙的活动感知模块，实现实时采集、传输人体活动数据：其次，使用深度学习算法从摄像头采集的图像数据提取人体姿态特征数据：最后，对采集的人体活动数据和姿态数据进行规范化和时序化处理，设计了两个深度学习网络分别对数据进行特征提取，并将两特征进行特征层数据融合，在此基础上构建神经网络对融合数据进行活动本文搭建了实验平台并进行了算法测试，其中，本文跌倒检测算法针对离线测试数据的准确率为992%，平均敏感度为995%、平均特异性为99.8%：针对在线数据系统测试准确率为98.9%、平均敏感度为99.2%、平均特异性为99.5%实验结果证明了利用计算机视觉和可穿戴计算数据融合的跌倒检测具有较高的准确率和鲁棒性。
上传时间： 2022-03-14
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准确量化和预测陆地生态系统碳水通量对于理解陆气间相互作用，预测未来气候变化和控制温室效应具有重要意义。通量观测和模型模拟是目前研究碳水通量的两种主要方法。通量观测精度较高，但观测范围局限、站点分布不均匀，易受环境影响，难以区域扩展；模型模拟可实现不同尺度参量估算，但由于理想化假设、模型参数和驱动数据等限制，导致其模拟结果往往与真实值存在较大偏差。模型-数据融合方法主要是通过参数估计和数据同化两种技术集成观测和模型信息，建立两者相互制约调节的优化关系，以提高模型结果与真实值之间的匹配程度。基于该思路，本研究在地面观测数据、遥感卫星资料以及相关气候环境数据基础上，重点突破全球动态植被模型（Lund-Potsdam-Jena Dynamic Globa Vegetation Model.LPJ-DGVM）敏感参数优化方法，获取适宜中国的参数化方案：在此基础上，引入数据同化算法，将遥感卫星产品信息与模型相融合，在模拟过程中不断校正原有模型模拟轨迹，提高模型适用性。将以上改进的模型推广至中国区域，实现对20002015年中国地区总初级生产力（Gross Primary Productivity GPP）和敬发（Evapotranspiration，ET的空间格局模拟及分析。主要结论如下1）将LP」DGwM中所选出的22个可调参数（涉及光合、呼吸、水平衡异速生长、死亡、建立以及土壤和掉落物分解共七个作用领域）在各自取值范围内随机获得不同的参数组合，结果表明22个参数可引起GPP和ET模拟结果产生较大的不确定性，尤其集中在生长季。所有站点GPP相对不确定性（Relative Uncertainty，RU）基本保持在09-1.25之间，不具有明显的年际变异性：ET相对不确定性RU月变化趋势明显，且基本处于0.5以下，明显低于GPP，说明所筛选的22个参数对GP模拟产生的影响更为显著。
标签： 数据融合
上传时间： 2022-03-16
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3D加速引擎是3D图形加速系统的重要组成部分，以往在软件平台上对3D引擎的研究，实现了复杂的渲染模型和渲染算法，但这些复杂算法与模型在FPGA上综合实现具有一定难度，针对FPGA的3D加速引擎设计及其平台实现需要进一步研究。 本文在研究3D加速引擎结构的基础上，实现了基于FPGA的图像处理平台，使用模块化的思想，利用IP核技术分析设计实现了3D加速管道及其他模块，并进行了仿真、验证、实现。 图像处理平台选用Virtex-Ⅳ FPGA为核心器件，并搭载了Hynix HY5DU573222F-25、AT91FR40162S、XCF32P VO48及其他组件。 为满足3D加速引擎的实现与验证，设计搭建的图像处理平台还实现了DDR-SDRAM控制器模块、VGA输出模块、总线控制器模块、命令解释模块、指令寄存器模块及控制寄存器模块。 3D加速引擎设计包含3D加速渲染管道、视角变换管道、基元读取、顶点FIFO、基元FIFO、写内存等模块。针对FPGA的特性，简化、设计、实现了光照管道、纹理管道、着色管道和Alpha融合管道。 最后使用Modelsim进行了仿真测试和图像处理平台上的验证，其结果表明3D加速引擎设计的大部分功能得到实现，结果令人满意。
上传时间： 2013-07-30
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图像缩放在图像处理领域中，发挥着重要作用。图像的分辨率调整和格式变换，都需要用到图像缩放技术。随着多媒体技术和大规模集成电路的发展，利用硬件实现视频图像无级缩放已成为图像处理研究的一个重要课题。 图像缩放通常由插值算法实现。传统的插值算法由于实现原理的局限性，在缩放时容易引起边缘锯齿或细节模糊现象。针对传统插值算法的这个不足，出现了许多基于边缘改进的算法。但这些算法一般只能完成2k倍数插值，无法真正做到基于边缘的无级缩放。 为了实现基于边缘改进的无级缩放，本文做了如下五个方面的研究工作： 1.系统回顾了图像缩放技术，包括传统图像缩放技术和多边缘检测插值，分析了这些图像缩放技术的优缺点。 2.重点研究了新兴的方向多项式插值算法，该算法能够真正完成基于边缘改进的无级缩放。 3.提出改进的方向多项式插值算法(IOPI算法)，该算法针对硬件实现，做了两个方面改进：提出EDV算法，简化边缘方向的确定；提出Cubic6逼近插值算法(A-Cubic6算法)，改善平坦区域缩放效果。其中的EDV算法通过加减、比较模块，完成边缘方向的确定。相比原算法中的乘除法、直方图计算，大大简化了硬件实现，降低了硬件实现成本。A-Cubic6算法利用查找表简化了Cubic6点插值算法的实现，而且明显改善了非边缘区域的缩放效果。 4.研究缩放算法与图像质量的评价方法。比较、分析各算法的软件仿真结果，得出结论：本文提出的IOPI算法在平坦区域和边缘区域都具有比其它算法更突出的效果。 5.结合实时视频处理要求，研究了IOPI算法的FPGA实现。已完成最近邻域插值和A-Cubic6算法的FPGA实现，可以在硬件平台上稳定工作。
上传时间： 2013-06-05
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随着计算机网络的广泛应用以及嵌入式技术、图像技术的不断进步，视频监控领域进入了一个快速发展的时期。基于嵌入式技术的视频监控技术作为一种先进的、廉价的视频监控技术，为视频监控设备的开发提供了一种全新解决方案。近年来，采用无线网络技术的视频监控系统由于其更低廉的价格、更灵活的部署方式受到广大视频监控用户的青睐，逐渐成为视频监控技术的发展方向之一。 运动目标检测算法是一种在视频图像检测中经常使用的算法，主要用来发现视频中的运动物体。在视频监控系统中引入运动目标检测算法可使监控系统具备简单的智能功能，即在有运动物体进入监控区域时才传输视频并录像。常用的运动目标检测算法包括帧间差分法和背景差法等。 论文在融合嵌入式技术、运动目标检测技术的基础上，结合视频监控系统在室内及小型办公场所应用的实际需求，提出了一种基于嵌入式技术的无线智能视频监控系统解决方案。该方案的视频监控端采用三星公司基于ARM体系结构的芯片S3C2440A作为处理器，在使用该处理器的硬件板上构建了嵌入式Linux操作系统作为应用程序开发的平台。在视频监控系统的视频监控端应用程序开发中，论文分析了帧间差分法和背景差法的优缺点，并在此基础上实现了两种算法的融合，完成了在视频采集的同时实现对运动物体的检测。系统的PC视频接收端应用程序使用C＃语言编写，程序开发中使用了网络编程技术，在Windows操作系统下实现了视频接收、录像及录像播放功能。 实验结果表明，论文设计圆满地完成了功能要求，对基于嵌入式平台的监控系统设计具有很大的参考价值。
上传时间： 2013-06-11
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现代信息技术的迅猛发展，使得图像处理方面的研究与应用，尤其是实时图像处理引起了更广泛的关注。近年来，随着嵌入式和DSP技术的不断发展，数字信号处理领域的理论研究成果被逐渐应用到实际系统中，从而推动了新理论的产生和应用，对图像处理等领域的技术发展起到了十分重要的作用。可见，研究如何将ARM和DSP双处理器结构应用于实时图像处理系统的新方法有着非常重要的理论价值和应用价值。本文主要研究内容如下： 1.分析了实时图像处理领域的最新发展，得出了以ARM和DSP分别作为实时图像处理系统核心的优势和劣势，结合本课题实时性，高效性和便携性的特点，设计一个以ARM+DSP双处理器为核心的通用实时图像处理系统，并通过增加或裁剪可以广泛应用于图像处理和图像识别领域。 2.掌纹识别技术是继指纹识别和虹膜识别后人体生物特征识别领域中最新的研究方向，正处在不断的研究和探索阶段。在论文中，介绍了以ARM+DSP双处理器为核心的通用实时图像处理系统和掌纹识别技术相融合的实例，构成最基本的脱机掌纹识别系统，给出了系统的组成和运行的基本流程，实现最基本的识别功能，降低成本，提升实时掌纹识别系统的性能。 3.具体设计中，在对两种系统组成方案经过比较后，选择了基于TI公司的TMS320VC5470双核处理器为核心，根据TMS320VC5470芯片的特点，对系统平台的硬件原理进行设计，扩充了进行研究所需的片外RAM，ROM(Flash)，人机接口电路，外围接口电路，仿真接口JTAG等。随后根据原理图所需器件，选择相对应的封装形式，设计8层印刷电路板，对BGA封装形式芯片的扇出方式，布线规则以及高速数字电路与高速PCB设计中涉及的信号完整性问题予以重点研究，较好解决了高密度BGA封装集成电路的布线及其电磁兼容性问题。除此之外，在软件设计方面，讨论了针对TMS320VC5470系统脱离主机开发环境成为独立系统时双核Bootload的实现、双核间通讯及程序固化到FLASH中的方法。 本文所做的创新工作是将ARM和DSP有效的相结合，使他们在实时图像处理系统中发挥各自的优势，克服自身的劣势，提升了实时图像处理系统的性能，缩小了体积，节约了成本；并基于上述研究成果，将该ARM+DSP实时图像处理系统和最新的掌纹识别的原理相结合，构成了手持式掌纹识别系统，对于实时掌纹识别技术的研究有着非常重要意义。
上传时间： 2013-07-31
上传用户：muyehuli
数字图像的压缩是解决图像数据量大、存储和传输困难的基本措施。图像压缩的方法很多，一般可分为有损压缩和无损压缩两大类。有损压缩允许一定程度的信息丢失，在满足实际应用的条件下能够取得较高的压缩比；无损压缩不允许信息丢失，但是压缩比难以提高。在医学图像、遥感图像等应用领域，对于图像的压缩比和失真度都有着较高要求，因此需要采用近无损压缩的方法。近无损压缩是有损压缩和无损压缩的一个折衷，允许一定的失真，能够获得高保真还原图像的同时，得到比无损压缩更高的压缩比。 JPEG-LS是连续色调静止图像无损和近无损压缩的国际标准，算法复杂度低，压缩性能优越，但是JPEG-LS对不同图像压缩时压缩比不可控制。本文在研究JPEG-LS近无损图像压缩算法的基础上，针对具体应用背景，提出了一种基于块的近无损压缩方法。进一步利用图像局部纹理特性分析，对不同特性的区域容忍不同的信息丢失程度，实现了对图像压缩的码率控制。针对某工程应用中的具体要求，我们以FPGA为平台，采用Verilog HDL语言对改进算法进行了硬件实现。 实验结果证明，这种基于块的具有码率控制的近无损图像压缩算法，在实现较为精确的码率控制的同时，能够获得较高的还原图像质量，而且硬件实现复杂度低，能够满足对图像的实时压缩要求。
上传时间： 2013-06-18
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新型的电子内窥镜融合了电子、光学以及图像处理等技术，以其方便优良的图像采集、处理及显示能力在工业无损检测、现代医疗等方面得到了广泛的应用。如何进一步提高电子内窥镜的图像采集及处理速度、智能化控制水平、便携性...
上传时间： 2013-07-26
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为了模拟图像分类任务中待分类目标的可能分布，使特征采样点尽可能集中于目标区域，基于Yang的有偏采样算法提出了一种改进的有偏采样算法。原算法将目标基于区域特征出现的概率和显著图结合起来，计算用于特征采样的概率分布图，使用硬编码方式对区域特征进行编码，导致量化误差较大。改进的算法使用局部约束性编码代替硬编码，并且使用更为精确的后验概率计算方式以及空间金字塔框架，改善了算法性能。在PASCAL VOC 2007和2010两个数据集上进行实验，平均精度比随机选取的特征采样方法能够提高约0.5%，验证了算法的有效性。
上传时间： 2013-10-24
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文中在研究现有先验知识与支持向量机融合的基础上，针对置信度函数凭经验给出的不足，提出了一种确定置信度函数方法，更好地进行分类。该方法是建立在模糊系统理论的基础上：将样本的紧密度信息作为先验知识应用于支持向量机的构造中，在确定样本的置信度时，不仅考虑了样本到所在类中心之间的距离，还考虑样本与类中其它样本之间的关系，通过模糊连接度将支持向量与含噪声样本进行区分。文中将基于先验知识的支持向量机应用于医学图像分割，以加拿大麦吉尔大学的brainWeb模拟脑部数据库提供的不同噪声的图像进行实验，实验结果表明采用基于先验知识的支持向量机比传统支持向量机具有更好的抗噪性能及分类能力。
上传时间： 2013-10-12
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