面向山区铁路异物侵限监测的压缩感知视频图像处理方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61261040
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    43.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0116.图像信息处理
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Most of the railways are located in the mountainous areas in our country. Due to its frequent occurrence, railway foreign invasion has become a big threat to the traffic safety. With the ability of perceiving rich multimedia information and realizing a full range of video monitoring, Wireless Multimedia Sensor Networks is highly suitable for railway foreign invasion monitoring, while it is challenged by the limitation of data transmission and network energy..Based on the research of characteristics of geographical environment in the critical areas of mountainous railways, this project firstly employs the theory of compressed sensing and completes the sparse representation about the characteristics of video image to decrease transferred data and prolong the life-cycle of WMSN. Taking the sparsity as the foundation, the combined method of video images fusion, denoising and reconstruction is studied to obtain high-quality video images to monitor railway foreign invasion in mountainous areas. At last, the simulated experiment system will be established to verify and optimize the achievement of the study. The project aims to combine the compressed sensing with video image processing so as to get high quality video images..When this project is accomplished, it can provide a theoretical basis and technical support for railway foreign invasion monitoring and video image processing in WMSN. Furthermore, this project will lay a solid foundation to realize real-time monitoring of railway foreign invasion all-weather and all-around.
我国大部分铁路都分布于山区地带,而山区铁路异物侵限事件频发,对铁路安全运行造成重大威胁;无线多媒体传感器网络感知信息丰富,能实现全方位视频监测。将无线多媒体传感器网络应用于山区铁路异物侵限监测的优势明显,但存在着传输数据量大且网络能量受限的局限性。.本项目在深入研究山区铁路异物侵限多发地段场景特征的基础上,借鉴压缩感知理论,对场景视频图像特征进行充分的稀疏表示,以减少处理的数据量、延长网络生命周期;在稀疏表示的基础上,研究视频图像融合、去噪及重构方法,以获取高质量的视频图像、实现山区铁路异物侵限可靠监测;建立仿真实验系统,实现对研究成果的验证和优化。本项目旨在将压缩感知和视频图像处理充分结合,有效地获取高质量视频图像。.项目完成后,将为无线多媒体传感器网络中视频图像处理及山区铁路异物侵限监测提供理论依据与技术支持,为实现针对山区铁路异物侵限多发地段的全天候、全方位实时监测奠定良好基础。

结项摘要

无线多媒体传感器网络(Wireless Multimedia Sensor Networks,WMSN)具有布线方便、感知信息丰富、监测范围大等优点,适用于山区铁路异物侵限监测,但存在着传输数据量大且网络能量受限的局限性。本项目针对山区铁路异物侵限多发地段的复杂场景,通过分析该区域视频图像特征,构建了视频图像的特征模型。同时,借鉴超完备信号稀疏分解和非线性逼近理论,根据红外、可见光视频图像的不同成像特点及其时空相关性,构造了由混合正交基函数组成的字典,实现了对视频图像的稀疏表示。此外,设计了自适应加权平均融合算法,该算法分别将关键帧及残差图像的观测值进行融合,获取了融合观测值。在此基础上,利用图像的稀疏性和非局部自相似两种先验信息构建了稀疏正则化去噪模型,并针对该模型,提出了将迭代收缩阈值和全变分相结合的模型求解算法,在提高视频图像质量以实现山区铁路异物侵限可靠监测的同时,显著减少传输的数据量,延长了WMSN的网络生命周期。本项目共发表科技论文22篇(其中SCI 3篇、EI 12篇、国际会议3篇、国内核心4篇),申请国家发明专利6项,获得3项授权实用新型专利;培养硕士研究生(已毕业)12名。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
基于置乱、混淆与掩蔽规则融合3D混沌映射的图像加密算法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    科学技术与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尹燕;罗晖;王传云
  • 通讯作者:
    王传云
A New Low Rank Matrix Completion Method for Video Denoising in Wireless Multimedia Sensor Networks
无线多媒体传感器网络视频去噪的一种新的低秩矩阵补全方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    ICIC Express Letters, Part B: Applications
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hui Luo;Yi Xu;Yanli Zhu;Manlin Luo
  • 通讯作者:
    Manlin Luo
WMSN video image reconstruction based on nonlocal similarity by modified iterative hard thresholding
基于改进迭代硬阈值非局部相似性的WMSN视频图像重建
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015-08
  • 期刊:
    ICIC Express Letters, Part B: Applications
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Luo Hui;Yang Chengwu;Xu Yao
  • 通讯作者:
    Xu Yao
Classification fusion method based on compressed sensing in Wireless Multimedia Sensor Networks
无线多媒体传感器网络中基于压缩感知的分类融合方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    ICIC Express Letters
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Luo Hui;Wang Haitao;Chu Hongliang;Liu Jieli
  • 通讯作者:
    Liu Jieli
WMSN Video Reconstruction Method Based on Modified Gradient Projection for Sparse Reconstruction
基于改进梯度投影稀疏重建的WMSN视频重建方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    ICIC Express Letters, Part B: Applications
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hui Luo;Gong Li;Yi Xu;Manlin Luo
  • 通讯作者:
    Manlin Luo

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    谢元平;于旭东;魏国;龙兴武;罗晖;黄云;万志毅
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    万志毅
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    韩翔;陈鑫麟;熊威;邝腾芳;陈志洁;彭妙;肖光宗;杨开勇;罗晖
  • 通讯作者:
    罗晖

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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