多视角图像采集系统中的非线性系统分析与控制设计

近年来，多视角图像和视频引起了众多关注，其应用也非常广泛， 例如： 重要场所的安全监控、运动比赛的娱乐节目和医学影像，而一个好的多视角图像采集系统有助于提高系统性能和图像质量。 本项目拟研究多视角图像采集系统中相机的控制设计和系统的稳定性问题。通过控制相机实现目标跟踪、 提高采集图像质量、降低图像处理难度、提高处理图像质量。 首次利用非线性系统的控制设计方法设计出多视角图像采集系统中相机的具体位置、视角和焦距。 另一方面，利用控制理论知识和方法研究多视角图像采集系统的稳定性， 从而提高系统性能。项目以理论研究为主，并用计算机仿真和实验验证理论结果的正确性和有效性。本项目是建立多视角图像采集系统的重要组成部分， 为建立一个好的采集系统提供技理论指导和技术方法支持。

本项目采用非线性系统的分析与控制设计方法，得到了以下结果。(1) 对多视角图像采集系统，设计了相机的位置、视角和焦距，从而提高采集图像的质量、降低图像处理的难度、提高处理图像的质量。 (2) 对于目标跟踪系统， 设计了相机的视角和焦距， 使得目标位于图像的中央， 并保持图像大小不变， 从而实现视觉跟踪。 (3) 对非线性反馈移位寄存器，利用布尔网络方法， 得到了一个新的状态转移矩阵来描述其状态转移情况, 这个新的状态转移矩阵比已有的状态转移矩阵更容易计算。 同时， 给出了这个状态转移矩阵的一些性质， 这些性质为分析非线性反馈移位寄存器提供了一个有效的方法。 (4) 对非线性反馈移位寄存器，给出了其局部和全局稳定的充分/必要条件。对于判别全局稳定性来说， 给出的充分条件比已有结果的计算复杂度更低。 (5) 对带输入的非线性反馈移位寄存器， 给出了驱动稳定的一些充分/必要条件。 对于判别驱动稳定性来说，这些充分条件比已有结果的计算复杂度更低。 (6) 对于非线性过滤生成器，给出了一种新的线性化表示。利用这个新的表示， 分析了由其所产生的流密码的安全性， 并给出了一个恢复密钥的新算法。这种安全分析方法突破了已有方法的局限性。 此外，这种新的线性化表示方法比已有的方法需要的空间复杂度更少，并且也比穷举法恢复密钥需要的时间复杂度更低。 以上 (1)-(2)和(3)-(6)中的结果分别为设计好的多视角图像采集系统和好的移位寄存器提供了理论指导， 从而提高通讯系统的真实性、可靠性和安全性。

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