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关于小波分析的matlab程序
个人收集关于小波分析的matlab程序 小波滤波器构造和消噪程序 小波谱分析mallat算法经典程序 小波包变换分析信号的MATLAB程序 利用小波变换实现对电能质量检测的算法实现 基于小波变换的图象去噪 Normalshrink算法
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MW级直驱永磁同步风力发电机设计
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Opus音频测试
Opus音频测试http://blog.csdn.net/bedpotato/article/details/20144171
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C#酒店管理系统完整版
代码完整的C#宾馆酒店管理系统源代码，你甚至可以把它作为真正的酒店系统来使用，单从界面来说已经很不错了，而且它的功能也很完善，大家可以看运行截图，开单结账、收银、客户管理等做的都不错。
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Xilinx可编程逻辑器件的高级应用与设计技巧.pdf
Xilinx可编程逻辑器件的高级应用与设计技巧,fpga进阶的参考书。EDA工具应用丛书Xin可编程逻辑器件的高级应用与设计技巧孙航编著電子工業出版社Publishing House of Electronics Industry北京· BEIJING内容简介木书以浅入深凵、图文并戊的方式,全面介纲了全球最大可编程器件生产商 Xilinx的 oolttunner. ll、spaa3、tex1。和 rtex- PTo等系列最新器件的结构和特性;司时还较大篇幅介绍了最新设计开发环坻IsE6炇其辋助设计丁具,可编程逻辑器件的岗级应用和设计技巧,基于 CPLDFPGA的8和32位嵌入式处理器的原理与设计,高速串行数据通信接口设计和信号完整性设计等内容木书既是从事消费淡电子产品设计、通信系统设计、联入式处理器系统设计及控制设备开发设训人员不可或缺的、针对性非鷖强的技术书籍,又可作为逻辑和占用集成电路设计相关专业高年级本科及研究教学、科研参考书木经计可,六得以任何方式复制或抄老本书之部分或全部内容。版权廝有,侵权必究图书在版编目cP数据Xilin可编栏逻辑器件的高级应用与设计技巧/孙航编著.一北尔:电子T业出版社,2002.3EDA工具应用丛书)ISBN7121-0Ql0041.X…Ⅱ孙…ⅢI.可编程逻辑器件一基本知识1.TP3321中国版小图节馆CP数掉核了(2004)第06717号责忏编弭:琰特约编辑:叶皓肟印刷:求京人卫印圳出版发行:电了⊥业出版社北京市海淀区万寿路173信箱邮编1036经销:各地新华书沾店开;787X1092116E张:2675字数:686千字印次:204年8月第1祝印印数:500册定价:3900元凡鹦头也了⊥业出版社的图书,如有缺损问题,请向灼买店调换。若书店售缺,请与本补发行部联系。联系电话:(00)6827977。质量投诉诮发邮件至 Zits phe」omcn,盗版侵权报请发邮件至dbqggphei. com.cn o前言镟荇3〔通信、消费和计算)融合功能越来越多地出现在各种咤子产品中,数罕化、智能化设计已经变得愈来愈普及,产品的更新换代不断加快,个性化产品不断涌现同时:随着系统向髙速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化方向的发展,其对电路的要求越来越高,因此,传统的单一功能的集成电路设计技术已无法满足性能日益提髙的整机系统的要求。而可编程遡铒器件( CPLDFPGA)由于其固有的特性,正好填补了这方面的需求。叮编程逻辑器件可以方便地通过欢逻辑结构的修改和配置,完成对系统和设备的升级:以便迅速适应市场的变化。可编程逻辑器件的另一个特点是,可以支持多种通信协议和接口标准,并可以随着标准和协议的演变而改变功能。对系统设计师来说这是大优势,因为他们可以在早期当标准还在变化时就开始硬件设计,以后再改变代码来反映最终的标准。可编程逻辑在速度和等待时间方面优于纯软件解决方案。由于NRE(不可冋收工程)成本较低,开发时间较短,同时比ASC(专用集成电路)实现具有更大的灵活性,促使了可编程逻辑器件的高速发展。另外,由于半导仁技术的飞迷发展,其工艺水平已经达到了深亚微米级,以9mmT艺技术制迢的芯片已经问世:芯片的集成度成倍数地提高:时钟频率已发展到数吉然兹。閃此,未来的集成电路技衤的发展趋势,是把整个系统集成到一个芯片上去,这种芯片被称为片上系統。芯片内除了丰富的可编程逻辑资源以外、还包括了高速的处理器硬核、处呷器软核、DsP模块、大量的冇储器资源、高速行收发器模块、系统时钟管理器、多标溎的输入输岀接口模块等。片上系统比起当今的超大规模集成电路来说,无论是集成规模还是运行频率都有长足的发展。而采用具有系统级性能的复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列实现可编程片上系统也成为今后的一个发展向。也许,在不久的将来,我们看到的计算机中央处理器芯片不是传统的CPU,而是一个能够实现高速、多任务并行处埋、随心所欲“换芯”(升级)的可编程逻辑器件。正是因为集成电路的迅盂发展,推动了电子技术的发展,带来了电子系统设计的不断变革。Xlin公司是全球最大的可编程逻辑器件制造商,也是FPGA器件的发明者,特别是在通信技术领域,xix不仅是一个提供通信器件的供应商,还积极地参与通信标准的制定,堤供系统集成和系统解决方案等。为了满足和适应市场的需要,该公司不断地推出高性能的可编器件。从早期的XC95*、ⅹC40、 Spartan/ Spartanx、Ⅴ irtex/ Virtex-E、 Spartan-tSpartan-IE系列,发展刭现在的 CoolRunner-I、平台级和系统级的Ⅴ Virtex、Ⅴ irtex-IPro/virtex ProX,以及90m工艺没术的 Spartan-3系列器件。在器件内,不仪有32位的PowerPC405处理器硬核、32位的 Microblaze处理器软核、8位的 Picoblaze处理器软核,还提供了能够支持3,125GHz0GHz高速肆行通信的 Rocketo模块,以及DSP模块等。而且器件的价格不断地下降,如 Spartan3系列中的40万门器件价格在8美元以下。这些器件已广泛地应用于医疗设备、通信设备和航天、消费等各个领域。在2004年,当rxiux还将推出基于 ASMBL〔 Application Specific Modular Block,面向应用的组合模块架构的可编稈逻辑器件),这又将带来场平台级和系统级逻辑器件的革命作为一位从事多年可编程逻辑器件应用和技术服务的专业技术人员,有必要和义务不断地将8iinx最新的器件和信总及其应用介绍给广大的科抆工作者,这也是作者編写此的目的。本书将以Xn公可的产品为背景,系统介绍该公司最新CPLD和FPA产品的结构原理、性能特点、设计方法,详细介绍IE6集成化设计L具的特忠和使用方法,重点介绍 CPLDFPGA在数字系统设计、嵌入式处理器没计、高速串行数据通信等方面的应用:同时,还将对高速电路设计及信号完整性问题进行深入的探讨。而对于 Xilinx摧出的早期CPLD/FPGA器件,如XC95系列、xC40系列、第一代和第一代的 Spartan系列及Ⅴ Irtex系列,已经有很多资料和书籍进行了详细介绍,许多读者设计者对这些器件的使用也较为熟悉,因此,本书将不对这些器件进行重复讲解,以节省篇幅本书共分13章。第1章介绍 Xilinx的新一代复杂可绽程逻辑器件 CooiRunner-Ⅱ的结构、特性及每个功能模块的没计应用。第2章介绍ⅹiiκ的平台級现场可编程门阵列器件irtex-和ⅵ firex-IPro的结构、特性及设讦应用;同时还将对用于可支持10Gbs串行数据传输模块的ⅵ irtex- I proX系列器件进行简单描述。第3章介绍Xinκ提供的最新的低成本、高性能 Spartan-IE和 Spartan3系列器件的结构、特性及设计应用。第4章介绍Xilinx提供的集成化设计环境ISE6的初级应用,通过本章的学习和书中提供设计范例,可以使读者熟练地掌握ISE6设计工具的设计流程、基本功能和使用,并能进行基本的逻辑设计。第5章是第4章的提高篇,介绍xinx的各种辅助设计工具,通过本章的学习,可以使读者掌握辅助没计工具的使用,以满足复杂逻辑设计的需要。在进行复杂逻辑设计时,为了提高遐辑设计的性能,设计者希望对设计进行些设计方面的约定。第6章介绍约束设计的原埋、使用,以及如何利用设计工具提供的报告进行时序方面的分析,并对设计进行修改,从而满足设计的要求。第7章介绍针对 Xilinx可编程逻辑器件的一些高级设计方法,这些设计方法对大型、复杂的逻辑设计非常有用。在本章中,针对不同的设计群体,可以选择不同的设计方法,这些没计方法包括:①宏生成器,设计者采用该工具可以设计一些IP模块:②增量设计,可以方便设计的调试,并加快设计的速度;③模块化设计,该设计方法为基于团队的设计方式,将大型、复杂的设计分成数个模块,采用并行设计,从而缩短设计周期,提高设计性能。第8章介绍一些在进行逻辑设计时经常出现的问题及解决方法和设计技巧。第9章介绍 Xilinx在高速串行通信方面的应用,包括在Virtex-lFro和Vtx-lPoX平台级系列器件中集成3125Gb/和10Gbs串行通信收发器模块的原理、结构及使用。第10章介绍iinκ在FPGA中提供的两种32位嵌入式处理器方案,一种是采用先进的IP植入技术嵌入在iex-11Pro系列器件中的IBM公可的Powerpc405硬核处理器模块;另一种是采用了IBM总线技术的 Microblaze32位嵌入式处琿器软核。本章将详细介绍这两种处理器的内部结构、原浬。此外,还介绍采用Powerpc405处理器实现的 UltraControler控制器,处理器开发工具EDK61,以及如何使用该工具进行嵌入式处理器的设计。 Picoblaze是xinx推出的8位嵌入式处埋器软核模块,该模块可以集成到CPLD和PPGA可编程逻辑器件中,根据设计者的需要可以集成多个该模坎。第1章介绍 Pico Blaze模块的原理、结构、设计流程和应用。第12章为髙速电路设计篇,介绍在进行复杂和高速的逻辑及板级设计时,如何保证信号的传输质呈,如何在设计之前进行设计评估。第13章介绍与 Xilinx逻器件设计和ISE有关的第方的Modelsim仿真工具和 Synplify pro综合工具的使用。由于篇幅所限,本书不对ⅤHDL和 Verilog语言的语法结构及设计使用进行专门介绍。有关这方面的知识,请參考VHDL程序设计》、《硬件描述语言 epilog》等有关书籍和资料。在阅读和使用这本书时,需掌猩一些基本的VHDL和 verily话法结构和知识。书中所涉及到的参考设计,可登录网站hp:/ww.insight-ap,omcn和httpwww.insightFAE.org获取,或发送 E-mail专作者联系,地址为; hunter sun@ vista- asiapacific.cm在本书编写过程中,得到Xinx公司深圳办事处髙级工程师李进华和胡锓问志的大力帮助,并提供了宗贵的意见,在此表示衷心的感谢!孙航目录第1章 Coolrurner-]]系列器件结构及描述_■t概述2 CooIRunTer-I器件的逻辑结构1.2.]功能模块………即甲pbB即卜B即Bb“即目4bE2.2高级内部互连矩阵………即■萨甲甲即1.2.3输入匏出模块……■■■■严■■日日甲『■■幽血·中甲甲『甲自血中早P目■血鲁PPPP中自昏P甲目P■司甲P唱4日P宁24时钟分频器模块…r…r,…;……………甲早甲平冒唱血鲁甲■13 CoolRunner-]器件的时序模………會P■4P個4甲日日4:1.3.1时序模型描述…………1.3.2时序模皇设计范刺■■b■↓■罾郾L■↓郾■■■日■■■甲■■■↓■■唱↓L着4』晷唱q■看着4■■■4↓■■4■暑着■d山·着4■■■晶■■■山■4 Coolrunner. 1器件的设计和使用ad■1214.]双沿触发奇存器的使用【4,2时钟分频器的使用………唱冒■■。■14.3频率合成的使用………平早■13144门空功能的应用…r…r"t"::144.5施密特触发器的应用……………………"………………………………………14L46输入输出标准的应用…………-……-…-…4.7翰入輸出引脚你为参考电源输入的设置■■着■血看善■唱唱县■■昌■噌■■■昌』一■■■L=■L175木章小结幽·L血日甲甲日自甲1P晋自·甲唱冒幽甲早■d山■■■■hb■■晋晶■山b画b_画ma第2章 Tirtex-I/ Virtex-ⅡIPro系列器件结构及描述2概述中『晋1自會2.2Ⅴ irtex-Ⅱ系列器件结构和特性平日··■曾幽中冒■q■■甲P■冒■目■血口■b自日1画自咖。日咖。◆2221itex-I系列器件性…………………"r………"s…"t"2222 Virtex-的逻辑结构■■q■■日日自■日自■P顰『自b■『■『■中晋『晋h警■·』督■日■■“自山4晶。可即●中。■……∵·2223Ⅵ irtex- lI Pro系列器件结构和特性中中■■曾r!·35231 virtex I Pro系列器仵简介……………中會冒T■■232 virtex- IL Pro系列器件的组织结构…■P中1冒24 irtex- II Pro X系列器件简介晶T冒冒■画冒画山5本章小结4T+:■■1■日1血第3单 Spartan-E和 Spartan3系列器件结构及描述3!杨述■■■孟司4·◆·曾】·自中省吾■■面■晶如4532 Spartan-1E系列FPGA…………………………………………………4532. I Spart組n-LE器件简介322 Spartan-:!E器件结构描述ⅤI33 Spartan-3系列FPGA…23.31 Spartan-器件荷介■會即■督■画44日日日『日『日………·52332 Spartan-3器件结构描述bhr中h晶甲中山dI3.4本章小结■十■■冒■1■■日1鲁督■十l番鲁■昏昏卜bb番■■■d■b晶山d晶口第4章ISE6x设计工具简介和使用…………164641概述………42 Xilinx设计流程…………………………………………………694.3ISE6I软件的使用画■即■毛画■口司即43.设计开始→………了I43.2设计入(HL)……-……4.3.3仿真行为模型〔功能仿真4.34使用Msm进行仿真…43.5改计输入……………………:………………BI4.3.6设计实现43.7对顶层设计进行仿真(时序仿真)……………■电↓电·一■着LLLL画L4.38ED设计方法口山↓↓番944引脚与区城约束编辑器(PACE441利用PACE指定輸入输出的引脚和特性■L命LL■■·■s晶Lp甲甲p+最e442.利用PACF工具完成对逻辑区城酷控制-……4.4.3PACE的SSO分析和DRC功能……………".TT.+.1++F1+Hn+:964.44PACE时序分析功能r,…,………,…,……"………………………………975 XiEnx综合技术ⅹST∵……·号中命早P唱P备吾唱看吾普4.6Xinx器件的设计实现154.7 Xilinx器件的编程和配置上具 IMPACT………………………………114.71编程参数的说明和选择4.72编程T具 iMPACT的甄置模式概述1164.7.3编理工具 IMPACT的使用…-…4.74用 iMPACT病程工具执行和下载配置文件…………………………""11348本章小结◆·--4Tr·平v■m:FTm""r!12l第5章ISE6的辅助设计工具■d■■5.1概述…"!u…12252IP核生成工具骨·冒■鲁■■"面■↓中中印自电"……"………122521 Core Generator在ISE6工具中的使用23522用 Core generator建立个新的T程………1125523 Corer中的存储器编辑器………1295.3布局规划器…昏!冒『冒■冒■日d1531布局规划器概述…………129532布局规划器的功能和应用……533布局规划器的使用·q导聊●唱丬■·导◆◆■日4■■罾中中◆■喟目冒唱甲晶■冒晋冒唱■■■中▲d血b●13154FrGA底层编辑器■■■■◆中中■■■■■甲門鲁中肀■■■■h■■b■■山矗当h画饣VIN54. 1 FPGA底层编辑器概述……………136542FrGA底层编辑器的使用■唱■■■■■p口d■口p中目中加上PPP“p●PP■■pDP1375.5集成化逻辑分析工具5.5.}集成化逻辑分具简介""…4……""”44552集成化逻辑分析工具的组成和没计流程…145553 Chip scope Pro6l的操炸和使用56 XPower功耗分析工具15956.1 XPower概述……1605.62 XPower的使用16157本章小结H【斷■『自曾■『平中中中·口P『甲甲P·自·自『曾冒『平血幽167第6章约束设计与时序分析……]6961概述…甲甲4。·‘B甲4·白日日甲●血血自自■督■■b由自■■■■●62时序约束昏■■■■■b血▲山·h■〓■b▲bd晶■甲甲命↓↓▲唧ψ■▲山■■■■hψψ■■■■■■ψ山h如【■血■■■hh如山昏■hp山d621周期约束………71622偏移约束■■■■■■■■■623特定约束……1756,24分纽约束……………………………,…63约柬编辑器+a日“18063.[约束编辑器的使月…6.32约束没的范例…………1器B64吋序分析器………………;…"…"s………………!189641时字分析器的用户界面…■咖·咖■■■■■即■即■咖■■昌■■↓■即■p■■L■■即晷昌4↓昌昌↓■即18g6.42时序分析器的使用…咖·■■·■■ψ咖中血血幽■■■■嗒甲噌■申ψ血血■■■■司聊申■p口■噌『罪■『·■■↓看■■卩寻即↓L晶44P190643时序分析报告的分析和阅读+如4如-甲。吾+65本章小结…第7章可编程逻辑器件的高级设计pa日B品日↓↓4品—B.L444B+日吾聊4+日*271概述……,2087,2法生成器…209721宏生成器简介…722RPM设汁流程和设计步骤……72.3用于RPM设计的约束命令甲■咖申申●呻·如■晷噌晷晷噌自◆斗吾■■■■■嚼即■自L』』昌■■■■口■■↓p+↓4k画pm·2]0724使用RPM(宏生成〉的设计范例21273增量设计215731增量设计筍介和设计流程L晶LL■732增量设计的运用2]g7.33使用增量设计的范例r:,,;r",22174模块化设计……225741模块化设计流程…………"…”……*卜自■■血白血幽血血t血個■迅■■二■J■■■dL225742模块化设训的运用…………743模块化设计的应用技巧…-rrrrX
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东北大学——现代控制理论——课件
现代控制理论课件，详细的介绍了现代控制理论的相关知识点§1.1现代控制理论的形成和发展、经典控制理论的形成与发展18世纪初19世纪20世纪40年代萌芽发展形成阶段阶段体系Northeastern University球止又于1、萌芽阶段随着科学技术与工业生产的发展,到十八世纪,自动控制技术逐渐应用到现代工业中。其中最卓越的代表是瓦特( J. Watt)发明的蒸汽机离心调速器,加速了第一次工业革命的步伐瓦特Northeastern University球止又于2、发展阶段1868年马克斯韦尔(J.C. Maxwel1)解决了蒸汽索机调速系统中出现的剧烈振荡的不稳定问题,提出了简单的稳定性代数判据马克斯韦尔(JC. Maxwe11)Northeastern University球止又于3、形成体系阶段1895年劳斯( Routh)与赫尔维茨( Hurwitz)把与克斯韦尔的思想扩展到高阶微分方程描述的更复杂的系统中,各自提出了两个著名的稳定性判据一劳斯判据和赫尔维茨判据。基本上满足了二十世纪初期控制赫尔维茨( Hurwitz)工程师的雷要Northeastern University由于第二次世界大战需要控制系统具有准确跟踪与补偿能力,1932年奈奎斯特(H. Nyquist)提出了频域内研究系统的频率响应法,为具有高质量的动态品质和静态准确度的军用控制系统提供了所需的分析⊥具。奈奎斯特Northeastern University4、经典控制理论的特点和局限性(1)以SIS0线性定常系统为研究对象(2)以拉氏变换为工具,以传递函数为基础在频率城中分析与设计(3)难以有效地应用于时变系统、多变量系统(4)难以有效地应用于非线性系统Northeastern University二、现代控制理论的形成与发展20世纪50年代60~80年代80年代后萌芽发展形成阶段阶段体系Northeastern University1.五十年代后期,贝尔曼( Bellman)等人提出了状态分析法;在1957年提出了动态规划。2.1959年卡尔曼( Kalman)和布西创建了卡尔曼滤波理论;1960年在控制系统的研究中成功地应用了状态空间法,并提出了可控性和可观测性的新概卡Northeastern University
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visio的PAD流程图形状
在visio里文件下形状选项里可以选择“我的形状”将PAD流程图的形状加载进来。这个VSS文件里包含了语句、循环、2分支、3分支等几个基本的PAD图形，简单的流程图绘制是没问题的。大家也可以丰富这个形状库，添加更多的形状。
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基于人脸图像的年龄预测
人脸年龄检测的matlab例子。在人脸图像的基础上，利用pca，svm等机器学习的方法预测出人脸的大致年龄段。年龄段分为0-19岁，20-39岁，40-59岁，60岁以上。实验数据是FG-NET Aging Database。本例子在Image文件夹中存有77人不同改年龄的人脸原始图像，共935张；在Points文件夹中是这些人脸原始图像对应的用于表示人脸特征的形状特征标定点，每张68个标定点。例子很完整，注释详细。
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常模类盲均衡算法研究的matlab程序
常模类盲均算法研究，主要研究信道中均衡技术
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视频中背景建模目标检测综述(北京大学)
基于视频的移动目标检测是一个重要且有挑战性的任务，在许多应用中都起到相当关键的作用。本次论文研读围绕该主题展开，深入阅读了十余篇论文，在本文总结了视频中移动目标检测的一些主要方法及各自的优劣。报告接下来的部分组织如下:第二节介绍一般问题的陈述及典型的应用,第三节与第四节分别介绍基于像素的移动目标检测方法与基于区域的移动目标检测方法,第五节进行简单的讨论与总结。2问题陈述及应用一般而言移动目标检测并不单独地构成应用,而是作为一个组件出现在许多实际的应用之中。故移动目标检测的具体要求随着应用的改变而有很大的不同。例如对足球场上球员及足球的检测与跟踪就和对视频中用户手势的跟踪有所不同,前者的关键在于如何应对复杂的光照变化有效提取运动物体,后者的难点则在于如何从整个躯休大范围的运动背景中将手势的运动识别并提取出来。尽管不同的应用可能提出不同的技术上的要求,但是相当一部分这类问题还是可以在同一的框架下进行探讨和比较的。以下就是本文讨论范围内一般问题的陈述( Figure1):a.高层次的模型一般具有检测、跟踪、识别三个模块,其中识别模块并不必须b.检测模块可细分为移动日标区域检测与移动目标分组,其中前者是这个模块能够顺利工作的保证,其日的是将各帧内移动日标所在的区域标出该模型的输入为连续的视频,输出为跟踪的物体(即轨迹)或分类的物体,DetectioTrackingbackgroundObject detectionMatching usingFramescolor texture andTrackedsubtractionusing contoursmotion featuresobiectsGr。 up handling(merging andlittonFigure1系统框架图中即为一个典型的流程图,其中省略了分类模块并把运动目标区域检测规定为背景差分方法。该模型的典型应用场景是室内外的视频监视分析( Figure2),特别是交通数据的分析。另外体育运动视频(如足球或台球)的分析也能在该模型下解决。Figure2移动目标检测的典型应用:视频监控本文讨论的就是这样一个系统之中移动目标检测部分内容,并且将重点放在了如何判定移动目标区域的部分。这是这样的系统中的最初的处理,对于之后的处理能否获得有效的信息至关重要。该内容主要涉及两个问题:如何提取运动的前景,及如何建立一个良好的背景模型。后者一般并不是应用任务中所要求完成的,但往往是用以提取运动前景很好辅助工具,将新的一帧“减去”背景即可获得移动前景,故同时具有这两个步骤的方法也被称为“背景差分”,是移动目标检测中的一大类主流方法,本报告中涉及的大部分方法即属于这一类3基于像素的移动目标检测31均值-阈限方法均值-阈限( Figure3)的基本思路是计算每个像素的平均值和标准差作为它的背景模型Mean 2*Avg DiffMean”Mean-2*Avg DiffFigure3均值-國限方法4图中为某视频中单个像素在一定时间内不断更新得到的平均值和平均差值3,该像素处在天空的位置,在一段时问后有人的手挥过该区域,可以看到由于前景目标明显不如背景中的天空明亮,所以可以很容易将其分辨出来实际上均值-阈限方法就是赋予视频中每个像素一个统计上的背景模型,例如高斯分布模型4。每个点需要两个参数来衡量:均值与方差。后面将看到,许多更先进的棊于像素的移动目标检测方法其实无非采用了更复杂的分布模型来描述每个像素32阴影去除及三高斯模型简单的帧差值或均值-阈限方法在很多应川中都面临一个很严重的问题:阴影。在某些光照条件下,移动物体产生的阴影相对背景具有非常显著的差别从而被识别成了前景,有时这些阴影比物体本身还人,并且导致原本独立的运动物体连接在一起无法分割。一种简单的思路是放弃使用灰度值进行背景建模,而采用颜色信息从而将阴影的移动去除掉。这类方法需要一条假设:移动目标投射到路面上的阴影主要改变了该位置的亮度而对色度没有大的影响°。部分情况下确实可以承认该假设。在不同的颜色模型下有不同提取亮度信息的方式。在HSV等空间中这个任务尤为简单,因为亮度本身就是一个独立的分量,所以在该分量以外的维度上进行背景建模与差分就能消除一定的阴影。如果在常用的RGB颜色空间中,亮度的提取就稍微复杂倒。Figure4RGB空间中的亮度与色度3类似标准差的作用,但是计算更快捷。C.R. Wren, A Azarbayejani, T. Darrell, and A P Pentland "pfinder Real-Time Tracking of the human body lEEETrans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 19, no. 7, pp. 780-785, July 1997J.M. Alvarez, A Lopez, and r Baldrich, " Illuminant-Invariant Model-Based Road Segmentation",IEEE IntelligentVehicles Symposium, June 20085将一个像素的颜色值在RGB三维空间中表示( Figure4),背景建模就是确定了穿过原点的一条色度直线,所有在该直线上的颜色都认为是背景色。当前颜色相对参考颜色(背景)的亮度分量a1由最小化下式给出:φ(a;)=(l1-c1E)2a2表示该像素当前值相对参考背景色的相对亮度。如果其值为1则代表亮度相同,大于1代表比背景更亮,小于1代表比背景更培当前颜色到色度直线的垂直距离就表小色度的偏离:CD1=‖l2-aE1‖(3)利用色度与亮度的偏离值就可以将新的颜色值分为四个类别Forground: CDi> IcD or ai> Alow, elseM()Back ground:aτa2else(4)ShadowelseHighlightotherwise其中CD2与a分别代表均一化之后的两个偏离分量。这些方强烈依赖于上面提到的假设:阴影仅仅改变背景亮度而不改变色度。但是这个假设实际上并不总是有效,很多时候还需要更复杂的方法达到去除阴影,鉴别真正移动目标的目的。三高斯模型4就是针对去除阴影的考虑提出的。这个模型中采用三个高斯分布相结合( Figure5)对各像素进行建模。三个高斯成分分别为:道路、运动前景及阴影。这三个成分组合成为了完整的混合模型(b)和印甲品f叫intersity valeFigure5三个高斯分布相结合6此方法之后面临的主要问题是如何通过一定时间的学习获得每个高斯分布的参数从而建立有效的模型。相关文献中提出采用EM算法( ExpectationMaximization Algorithm)进行学习。EM算法是一个迭代的算法,通过有限步的迭代就能够获得较好的模型估计。一般而言,为了从一个数据集中获得该数据集满足的混合分布,可以采用最大后验概率估计的方法进行估计,但是这样的方法需要关于每个数据分类的信息(即每个值属于哪个类别)。然而在移动目标检测过程中往往都是无监督的学习从而不可能获得这样的分类信息,而只能自动设定个预先的分类,然后通过迭代不断改进,这就是EM算法的基本思路另外,由于各点的数据是不断改变的,于是采川原始的EM算法对每一帧都进行重复的迭代既不必要也不现实,可以采用EM算法的一个变种:增量EM算法33高斯混合模型(GMM331背景建虞在某些场景之下,采用三个高斯分布的混合模型仍然无法有效地描述复杂的现实环境,于是髙斯混合模型四被提出了。高髙斯混合模型采用类似3.2中三个髙斯模型的思路,希望采用多个高斯分布相结合的方法来描述环境。与前面的模型不同的是,现在高斯分布的个数不是固定的一个或三个了,而是随着各个像素实际的需要动态地进行设定。另外该方法也放弃采用费时的EM算法而采用更快捷的方式进行背景建模与更新。假设已知像素(xo,y)在过去一段时间中的颜色值或灰度值{X1,…,X}={(xo,yo,):1≤i≤t(5)若由K个高斯分布的高斯混合模型对该像素进行建模,则新观察到一个颜色值或灰度值的概率为P(x1)=)o*n(x,,E(6)在RGB等彩色空间中为了简化计算可以采用如下公式k,t7)A Dempster, N. Laird, and D. Rubin, "Maximum Likelihood from Incomplete Data via the EM algorithm", Journalof the Royal Statistical Society, pp. 1-38, 1977这个公式假设了各个颜色分量是相互独立的。尽管事实并不如此,但这样计算在保留充分的精确性的同时大大降低了计算复杂性。这样每个像素就采用κ个峰的髙斯混合模型完成了建模。剩余的问题同样是如何对模型中的各个参数进行估计,以及如何判别前景。3.3.2背景更新背景更新大致有这几个步骤:a.每一个新的值都与所有K个高斯分布进行匹配,直到找到充分吻合的分布(判断方式与均值-阈限方法类似)b.若新的值与所有K个分布都不接近,则将K个分布中权值最小的一个替换成一个新的分布,该分布以新的值为均值,并且具有很高的初始方差和很低的初始权重;C.若新的值与某个分布充分接近,则认为其属于该分布并更新各个分布的权值及参数Ort=(1-aOKt-1+aM(8)=(1-p)ut-1+p·X(9)=(1-p)21+p(X-1)(x-2)(10)here(kok(11)其中(8)式中Mkt对于匹配上的分布唯1,对于其他分布为0α表示适应性的强弱,α越大,给予新的值的权重越大,也就适应得越快;(9)式(10)式仅针对匹配上的分布,而其他分布的参数保持不表3.3.3前景检测运动前景的检测主要有以下几个步骤a.对所有的高斯分布按照ω/σ进行从大到小的排序;b.取前B个高斯分布,满足B= argminkT(12)k=其中T表示背景应该占的比重,如果T取得较小则类似于前面介绍的均值阈限模型,T取得较大则允许背景有更丰富的特性,如随风摆动的树叶或水面的波纹等等。C.如果当前出现的新的值并不符合这B个高斯分布,则认为是运动的前景,否则认为是背景。34非参数模型341背景建模为了能够更快速地适应变化的背景,并且保证对移动物体的敏感性,马里兰大学A. Elgammal等人提岀采用非参数的模型四对各个像素进行建模。该方法并不指定确切模型形式,而釆用核旳数来利用历史薮据建立模型。在釆用高斯核的情况下,一个颜色出现的概率’∑K(x-x∑∏1(13)2这样实际上就是对考虑范围内所有的历史值都建立一个高斯分布,并利用所有这些分布对当前值进行分析。由于高斯分布的假设,故(x1+1-x1)~N(0272),于是可以估计方差(14)0.68V2其中m是|x+1-xl的中位数。号外由于在这种方法下需要大量计算核函数的值,故可以预先计算出一定精度的核函数数据表,通过查表的方法大大加快计算的速度。实验表明这样的方法在一般的PC机上是可以达到实时的计算要求的。34.2减少错误检测为了降低由于局部抖动(如树叶抖动、摄像机抖动)带来的错误检测,该方法利用了一定的区域信息。原先的P(x1)现在改用Pm(x代替PN(t= maxyEN(x)Prix Byy(15)此处N(x)指该像索周围的一个小区域,B指像素y对应的背景模型。这样就充分降低了由于小范围抖动导致的错误检测。7该式成立仍然需要假设各个颜色分量相互独京。9该方法需要维护两个背景模型:长期模型及短期模型。其中短期的模型是为了能够快速适应变化的背景而提出的,仅利用相当短的一段历史值建立模型,另外该模型采用选择更新机制(仅对判定属于背景的值进行更新);长期的模型在相当长的时间内通过盲更新机制(对所有值进行更新)获得。两个模型判定结果的交集能够进一步降低错误的检测,但同时也去除了部分实际上是移动目标的部分。最终采用的策略为:所有由短期模型检测出来,并且与两个模型判定结果交集相邻的像素被视作运动的前景3.4.3去除阴景这个方法同样提到了去除阴影的问题( Figure6)采用RGB颜色模型的一个变种表示颜色:RBR+G+B·9=R+G+Bb=R+G+B′(16)s=RtG+B(17)令A为某个像素在一定时间内的取值,而定义B如下B={x1|x∈A≤≤阝(18)其含义就是该像素过去的背景取值中与当前值亮度接近的值的集合利用B中的值在(r,g)二维空间上进行上述的背景建模及前景检测,就能很有效地消除检测的阴影。Figure6非参数模型下的阴影去除4基于区域的移动目标检测从上面的介绍的方法来看,建立的背景模型越来越复杂:高斯分布的个数从一个到三个,再到K个,再到每个历史值各一个。这样的背景模型已经具有了高度的复杂性,但是在有些应用环境下效果仍然并不理想。反思一下这些方法的特点,仅仅利用各个像素的独立信息而没有考虑像素之间的关联性是键的原因。其实在3.42中采用方法实际上已经开始尝试以局部区域作为考虑问题的范围,
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