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关键词： 新工科   课程思政   仪器类专业   数字图像处理   思政教学案例设计  

摘要： 该文面向新工科建设的“复旦共识”“北京指南”“天大行动”,围绕“新工科建设”和“课程思政育人”两大目标,推进仪器类专业课程思政建设,把思想政治教育贯穿到人才培养体系的全过程,引导学生自尊、自信、自立和自强,强化学生“仪器报国、仪器强国”的使命担当,厚植家国情怀,培养担当民族复兴大任的时代新人。同时探讨结合学校的办学定位、专业特色、人才培养要求,探索课程思政教学与知识教学的有机统一。针对面向仪器类本科生开设的数字图像处理课程,从教学大纲、教案、教材等方面整理补充和仪器仪表行业相关的思政教育元素,设计题材新颖、具有时代特色的仪器类思政教学案例,实现具有“专业知识-思政育人-空天报国-敢为人先”特色的课程思政育人目标,进一步落实课程思政“立德树人成效”根本标准的具体化和可操作化。

关键词： 数字图像处理   图像去雾   金字塔结构   细节增强   分层抑噪  

摘要： 针对现有大多数去雾算法存在复原图像细节模糊以及噪声放大的问题，本文提出了一种基于金字塔结构的多尺度细节增强与分层抑噪的图像去雾算法。首先，设计了一种多尺度细节增强算法，将有雾图像通过伽马矫正生成的多幅不同曝光图像加权融合，得到一幅细节增强后的有雾图像以及对应的细节层与模糊层图像，以增强复原图像的细节。其次，构造了一种非局部加权平均算法优化暗直接衰减先验估计的初始透射率，以减少形态学伪影，并利用小半径的WGIF进一步细化，求得最终的透射率。最后，根据本文所提出的多尺度分层抑噪去雾算法复原无雾图像并抑制噪声的放大。实验结果表明，本文算法能够更好地抑制噪声放大，得到的无雾图像细节清晰、色彩自然、天空区域复原质量更高，多项客观评价指标相较于当前主流算法有显著提升。

关键词： 步态识别   数字图像处理   神经网络   无监督学习   机器学习   生物特征识别  

摘要： 在光学技术高速发展的现代,步态特征因非接触、非侵入、难伪造、远距离采集等优势受到了学界的广泛关注。目前步态识别算法主要为依赖标签数据的有监督学习方法,庞大的标签标注量在实际应用中面临多重挑战。无监督学习不需要标注就能完成对数据内在特征的自动分析,更贴合实际应用的需求。为了全面认识无监督学习步态识别发展现状及趋势,对领域相关工作进行了梳理。介绍了步态识别常用数据集、通用制作方式以及主流评价指标。从基于GAN的步态识别方法、基于聚类的步态识别方法、基于无监督域适应的步态识别方法和其他方法四个方向详细介绍了目前基于无监督学习的步态识别相关研究思路;选取了CASIA-B、OU-MVLP和OU-ISIR LP三个典型数据集,对主要无监督算法性能进行综合对比;对各方向研究侧重点进行总结讨论,针对存在的交叉研究情况进行评论综述,为未来研究提供借鉴思路。研究分析了无监督步态识别算法目前面临的挑战,并以此展望步态领域未来的发展方向。

关键词： 水稻   图像处理   农业   特征识别   机器学习  

摘要： 水稻的特征识别是农业生产中的重要内容,主要指通过农业专家人工目视或使用图像处理和机器学习技术,对水稻的生长状态进行分析和处理,主要包括提取水稻的形状、颜色和纹理等特征和属性,进而对水稻生长状态、病虫害情况等进行识别诊断。本文在梳理现阶段国内外相关研究成果的基础上,分析了基于数字图像处理水稻生长特征识别研究的田间图像采集设备、图像处理方式以及基于数字图像处理的水稻生长特征识别应用。总结了稻田中不同应用平台的功能特点。展望了基于数字图像处理的水稻特征识别的未来发展方向。

关键词： 复合固体推进剂   力学性能   细观力学模型   有限元   数字图像处理   机器学习  

摘要： 阐述了近年来国内外复合固体推进剂细观力学性能模拟的研究进展,分别从复合固体推进剂细观模型建立和数值模拟分析2个角度分别研究复合固体推进剂的宏观力学性能。介绍了复合固体推进剂细观模型建立的几种方法以及先进的数值模拟技术,综述了机器学习在复合推进剂细观力学性能研究中的应用,并结合当前研究动态和相关技术的进展,对该领域的未来进行展望。分析认为,在细观模型建立方面,分子动力学实现三维RVE计算模型是难点,重点关注含内部损伤的细观本构模型,克服推进剂小变形的不足;在细观尺度数值模拟计算方面,建议在充分包含的细观组成和计算资源成本之间取得平衡,进一步发展能够兼顾计算效率和准确度的复合固体推进剂细观尺度的模拟计算方法。

关键词： 图像处理   自动分板   流胶  

摘要： 针对传统覆铜板分板采用人工分板所产生的问题,如:容易损伤板面、分板后板边不齐,影响后续钻靶等问题,本文提出了一种基于数字图像处理的自动分板方法,该方法利用机器视觉技术,根据产品周围流胶信息来定位裁切线,并采用高精度伺服电机控制刀具沿裁切线分板、切割回收多余铜箔。经验证,该方法分板板边齐整,不会损伤产品。

关键词： 岩体暴露面   裂隙自动提取   数字图像处理   灰度传递算法   Frangi滤波  

摘要： 裂隙显著影响岩体物理与力学性质，针对从岩体暴露面图像中自动提取裂隙存在的提取结果不完整、信噪比低，以及提取方法经验参数多、鲁棒性差等问题，提出一种全自动裂隙提取优化程序。首先，通过引入广义伽马校正初步提升裂隙与岩壁面对比度；其次，考虑裂隙路径像素间相互影响，设计灰度传递算法提升裂隙连续性；最后，通过改进Frangi滤波器提取裂隙并充分抑制噪音像素响应。结果表明：该程序充分融合了裂隙低灰度和高线型两大特征，图像增强与裂隙提取两阶段协同运作，显著改善了裂隙对比度不均问题，在较完整提取裂隙的同时还能够有效防止噪音与伪裂隙的产生，对多种岩体暴露面图像均具有很高的鲁棒性。将该方法与常用的裂隙识别算法进行比较，展现了该算法流程在处理低对比度、高噪声岩体裂隙图像方面的显著优势。

关键词： 分形特征   数字图像处理   小岛法   砂岩强度   损伤变量  

摘要： 为研究砂岩细观结构特征与其宏观损伤破坏的相关性，本文以新汶煤田鄂庄煤矿选取的四种典型砂岩为研究对象，通过扫描电镜试验获取其灰度图像，借助实验优度法选取合适的分割方法，对其进行图像处理，并获取砂岩孔裂隙的长度、周长和面积等参数信息；进而通过小岛法获取岩样孔裂隙分形维数并计算损伤变量，研究分形特征、损伤变量与强度的相关性。研究结果表明：砂岩强度与其细观结构分形维数成反比，砂岩孔裂隙结构复杂程度越高，其分形维数越大，单轴抗压强度越小，砂岩细观结构分形特征可为其强度特性评价及影响分析提供依据；砂岩损伤变量与分形维数具有正相关性，损伤变量随分形维数的递增呈非线性增加，分形维数可较好地表征砂岩的损伤程度和破碎程度，同时影响着砂岩的损伤特征。

关键词： 生成对抗网络   超分辨率重建   Adam方法   数字图像处理  

摘要： 本研究针对图像超分辨率重建问题,基于生成对抗网络(generative adversarial networks,GAN)提出了一种优化方法,并利用DIV2K数据集进行了实验验证。首先,对GAN的基本原理进行了深入研究,探讨了其在图像超分辨率重建中的应用。其次,引入了自适应矩估计(adaptive moment estimation,Adam)方法对GAN进行优化,通过结合动量和自适应学习率的机制,提高了模型的性能和稳定性。最后,利用DIV2K数据集进行了实验对优化前后的方法进行了比较。实验结果表明,优化后的方法在均方误差(mean squared error,MSE)和结构相似性(structural similarity index,SSIM)等评价指标上均取得了显著的提高,证明了优化方法对提高图像质量和视觉感知效果的有效性。

关键词： 数字图像处理   多特征指标   树莓派   决策树   迷彩伪装效果评价  

摘要： 针对迷彩伪装效果评价算法中评价指标权重分配复杂性,算法开发平台灵活性的问题,提出了基于多特征指标决策树的评价方法。该方法依据视觉注意力机制选择纹理、颜色、亮度、结构相似度与伪装目标尺寸这5项特征作为评价指标,使用机器学习决策树分类器训练出迷彩伪装效果评价模型,将模型移植入体积小、功耗低的树莓派开发平台上。通过与均值权重法、熵权法两种评价方法进行准确率对比实验,其中均值权重法准确率为56%;熵权法准确率为74%;该方法准确率为90%。通过实时性实验证明该方法可以在场外2 s左右得到迷彩伪装效果评价结果。