基于物联网的图像异常检测及能耗优化研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:smarten
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前已进入物联网飞速发展阶段,物联网被广泛的与智能交通结合进行视频交通监控。交通安全隐患在当下生活中造成的不良影响越发严重,在步行街、校园等禁止车辆行驶的场景中,人工监控易产生“漏报”和“误报”现象,进而导致秩序混乱,严重时危害人民生命安全,因此对异常车辆的自动检测具有实际意义。目前物联网节点大部分还是使用不可充电的电源进行供电,这就导致网络能耗直接影响网络生命周期的长短,由于网络能量耗尽导致监控中断,无法为行人提供及时的提醒,危害人们生命安全,因此愈来愈多研究人员对物联网能耗降低方面进行大量研究工作。本文首先针对混合高斯模型法进行前景目标检测时易出现重影和空洞问题,提出了一种基于SSIM(结构相似性)的改进混合高斯模型的异常车辆检测算法。引入指数函数来优化高斯建模过程中权值更新过程,提高了更新速度。采用SSIM计算两幅图像像素点间的相似度,并利用改进混合高斯模型,结合SSIM对像素值进行重新设置,得到前景图像。采用图形句柄函数优化连通域方法对前景区域进行异常车辆检测,能够更加精确地检测出异常车辆同时标注框更加贴近车辆形状。其次,针对灰狼优化算法易收敛至局部最优值的问题,提出了一种改进灰狼优化算法,通过将指数函数引入收敛因子中,优化灰狼群寻优过程,使其具有非线性逼近步长,跳出局部最优解;通过采用基于柯西变异的动态权重位置更新策略,进一步避免了算法陷入局部最优值问题,同时提高算法求解速度。再次,针对将图片压缩传输至云端时,由于压缩过的图片数据量依然庞大导致物联网网络能耗过大的问题,提出将图片异常转化为指令信息,再传输至云端,降低传输数据量;对在本地终端进行异常检测后的结果进行再处理,加上节点ID、时间、判断指令、校验信息等信息,生成包含异常检测结果的报文数据,将小数据量的报文数据通过物联网上传至云端,云端可进行异常判断并对异常车辆作出警告,该方法能够有效地降低物联网网络传输能耗。最后,针对传统分簇算法中由于随机选取簇首节点导致网络能耗过大的问题,提出了基于改进灰狼优化算法的改进LEACH算法;采用改进灰狼优化算法对簇首节点选取过程进行优化,并将簇首节点剩余能量、网络能量、节点位置信息和节点链路连通情况等综合因素作为簇首节点选取的判断指标,能够达到降低物联网网络能耗,延长物联网网络生命周期的目的。
其他文献
水凝胶,是以水作为介质,将较为亲水的基团通过物理或化学交联而形成的网络交联聚合物。由于在网状结构内部的亲水基团能够吸收并锁定大量的水分子,因而其往往在具备较为良好的吸水能力的同时,仍能保持原本的三维网状结构。采用氨基酸合成多肽链,而后驱动自组装形成的小分子水凝胶,除具备水凝胶常规的特征外,在机械性能及降解性方面性能更加优异,在生物医学的药物递送、细胞培养以及组织工程等领域,均具有较高的研究价值。免
现如今,以多层铜/镍复合材料为代表的新型材料已广泛应用于电池、电器元件、造船业等相关制造业。为了进一步提升多层铜/镍复合材料的力学性能,使其在实际应用中拥有更广的适用性,本工作把非均匀分布的石墨烯薄膜作为增强相引入铜/镍界面间,旨在发挥石墨烯优异的力学性能,制备出性能良好的金属基复合材料。本文采用电沉积和传统轧制工艺使石墨烯分散在金属基复合材料中,研究了非均匀分布的石墨烯薄膜对铜/镍复合材料力学性
柔性互联结构是柔性电子系统正常运行的关键,其不仅具备传统电子的高性能和高可靠性,还具有优异的可弯曲和可拉伸的机械灵活性,因此对柔性互联结构的研究是必要的。目前针对柔性互联结构的研究主要集中在结构设计、材料制备以及力学性能分析方面,关于高频、形变以及分形形态对电学性能影响的研究相对较少。然而随着电子电路的功能器件的微型化,系统集成密度的增加,以及工作频率的增加,柔性互联结构的电磁可靠性问题越来越显著
本文以应用最为广泛的低碳钢内部裂纹为研究对象,系统地研究了循环相变热处理和恒温热处理愈合工艺及参数对裂纹形貌、基体组织、裂纹愈合过程、裂纹愈合机理以及力学性能的影响。可以为在役重要金属构件的修复提供工艺上的指导和参考,具有一定的理论意义以及较高的应用价值和社会效益。首先,进行恒温热处理愈合试验,研究了愈合时间、愈合温度、裂纹宽度及基体塑性变形量对裂纹愈合及基体组织的影响规律。在此基础上,提出了循环
ZnO作为重要的金属氧化物气敏材料之一,是一种宽禁带的N型半导体材料,具有比表面积大,物理、化学性质稳定及成本低等优势。但是,ZnO气敏传感器的研究与应用受到工作温度高,检测下限高,稳定性差,选择性差等因素限制,因此,高灵敏度低温ZnO基气敏传感器的研究具有应用前景。对ZnO材料进行金属元素掺杂可以有效提高传感器的气敏性能。CeO2是一种N型半导体,具有较高的电导率、优异的协氧能力及较强的氧化还原
由于人体呼出气体中的丙酮气体可以作为糖尿病的重要生理标志物,因此对呼气分析式丙酮检测技术实现快速区分健康与患病人群提出了新的要求。其中MOS型气体传感器具有制备工艺简单、成本低廉、体积小和稳定性高的优点,适合应用于微型化、在线快速检测的设备中,是发展相关高性能医疗器械技术的关键。其中三氧化钨气敏材料由于具有制备工艺简单和气敏性能良好等优点在气体检测方面具有很大的前景;钌负载的三氧化钨明显提高了对丙
电力变压器的设计、制造和运行中存在电磁场、热场和流体场等多物理场耦合问题,电磁场数值模拟技术是解决工程电磁热耦合场问题的基础,而多场耦合问题的数学描述和数值计算方法比较复杂,在求解过程中不仅需要考虑材料的非线性和各向异性,还需考虑温度和应力对材料特性的影响。此外,大型电力变压器严格意义上的几何物理对称性几乎不存在,几何实体(数米级)与薄壁单元(绝缘纸厚度不大于0.3 mm)共存,为三维热场模型建立
在农作物的生长发育阶段,对作物表型参数进行动态监测能够及时准确地了解作物长势信息以及营养状况等,便于后期对水、肥等进行管理,可兼顾满足可持续发展战略和确保农作物健康生长两个目标。叶片含水量能够充分反映土壤水分、环境墒情以及作物水分状态等,并且能够进一步通过指导灌溉来影响作物产量及品质,因此叶片含水量可以作为作物表型监测的一个重要指标。在作物生长过程中,及时了解植株特别是叶片的氮素状态,有助于肥料施
脑肿瘤是目前较为常见的一种脑部疾病。磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)平扫及增强检查是脑肿瘤首选的检查方式,能明确肿瘤位置、肿瘤累计范围并帮助判断肿瘤的性质。但是,MRI在成像时会存在偏移场和噪声,使得成像具有不确定性和模糊性。为了对MRI中脑肿瘤进行自动分割,选用模糊C均值(Fuzzy C-means,FCM)算法,其有良好的模糊性和无监督特性,能够完成M
量子点(QDs)作为一种半导体纳米晶体,具备独特的光电特性,在照明和显示领域展露出广阔的应用前景。随着对量子点的研究和应用逐步深入,表面物理和化学成为量子点相关研究中的一个重要领域。对量子点表面的合理控制不但可以控制尺寸,还可以调节其光学性能,在提升量子点光电器件性能方面起到关键作用。本文围绕表面修饰优化量子点及发光二极管(LED)的发光性能和稳定性展开研究。研究内容包括近红外LED应用中三辛基膦