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基于FPGA的国密算法SM4和ZUC可重构设计
1
作者 李燕然 严利民 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期503-511,共9页
提出了一种SM4和ZUC-256密码的硬件实现方案.首先对两个密码算法进行硬件语言描述,然后构建了两个可重构单元--可重构寄存器和可重构S-box单元,从而在实现两个密码算法的基础上,有效降低了资源消耗,提高了资源利用率.在现场可编程逻辑... 提出了一种SM4和ZUC-256密码的硬件实现方案.首先对两个密码算法进行硬件语言描述,然后构建了两个可重构单元--可重构寄存器和可重构S-box单元,从而在实现两个密码算法的基础上,有效降低了资源消耗,提高了资源利用率.在现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)上进行硬件验证.结果表明,本密码可重构方案中的硬件开销有明显的降低. 展开更多
关键词 SM4密码 ZUC-256密码 可重构 寄存器 S-box单元
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一种基于位平面和位运动估计的视频数据压缩算法
2
作者 王铖伃 严利民 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期115-121,133,I0002,共9页
高分辨率和高刷新率使得带宽传输的压力加倍。通常,视频压缩被用来解决这个问题。但传统的视频压缩方法不根据位平面进行编码和解码,会增加存储区域的成本。因此本文首先介绍了一种位恰可察觉失真(BJND)模型,计算了结合视点因子的位平... 高分辨率和高刷新率使得带宽传输的压力加倍。通常,视频压缩被用来解决这个问题。但传统的视频压缩方法不根据位平面进行编码和解码,会增加存储区域的成本。因此本文首先介绍了一种位恰可察觉失真(BJND)模型,计算了结合视点因子的位平面恰可察觉失真模型的阈值,并将亮度因子和纹理因子的恰可察觉失真(JND)阈值映射到位平面上,综合得出了位恰可察觉失真模型。然后提出了一种基于位运动估计算法的视频压缩方案。该方案使改进后的搜索范围不仅包括时间维度,还包括灰度维度。根据人眼的视觉特点和概率统计分析,方案新增了补充匹配块来替代残差数据,从而保证了压缩比的恒定性。实验结果表明,所提方案对低5位平面压缩具有最佳的综合效果,压缩比为1.38,数据传输量恒定,且恢复后的图像与原始图像并无明显差异,更加符合人眼的直观感受。 展开更多
关键词 视频压缩 恰可察觉失真模型 位平面 运动估计算法
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一种新型忆阻状态逻辑MIN-NOT 被引量：1
3
作者 严利民 解于丰 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第2期140-145,150,共7页
忆阻器作为第四种基本电路元件,在实现数字逻辑方面有着广阔的前景。输入和输出都是忆阻器阻值的忆阻状态逻辑被认为是实现存内运算的一种重要手段。提出了一种依靠少数和非(MIN-NOT)逻辑的新型忆阻状态逻辑,其所有逻辑操作可以在忆阻... 忆阻器作为第四种基本电路元件,在实现数字逻辑方面有着广阔的前景。输入和输出都是忆阻器阻值的忆阻状态逻辑被认为是实现存内运算的一种重要手段。提出了一种依靠少数和非(MIN-NOT)逻辑的新型忆阻状态逻辑,其所有逻辑操作可以在忆阻阵列中完成,并通过在忆阻阵列中使用晶体管开关,MIN-NOT逻辑可以高效地实现并行运算,使用列和行的非运算可以在两个循环中完成数据在忆阻阵列中的复制操作。还提出了一种在忆阻阵列中实现全加器运算的方法,使用7个忆阻器在5个步骤内完成全加运算,并通过LTspice进行仿真验证。对比数据显示,相比于使用忆阻状态逻辑搭建的全加器,本设计在面积和延迟上均有较大改善,验证了MIN-NOT逻辑的高效性。 展开更多
关键词 存内运算 忆阻器 状态逻辑 MIN-NOT逻辑 忆阻逻辑
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一种新型忆阻乘法器
4
作者 严利民 解于丰 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第9期793-799,811,共8页
在众多存算一体化技术中,忆阻因为其纳米级尺寸和非易失性受到了广泛的关注,而忆阻状态逻辑由于其输入、输出均由忆阻阻值表示的特性被认为是真正实现存算一体化的忆阻数字逻辑。基于前人忆阻状态逻辑的研究,提出了新型的单循环广播操... 在众多存算一体化技术中,忆阻因为其纳米级尺寸和非易失性受到了广泛的关注,而忆阻状态逻辑由于其输入、输出均由忆阻阻值表示的特性被认为是真正实现存算一体化的忆阻数字逻辑。基于前人忆阻状态逻辑的研究,提出了新型的单循环广播操作方法和反向进位保存加法移位(ICSAS)乘法器,通过在传统的进位保存加法移位乘法器中插入反向输入和输出的进位保存加法器优化延迟和忆阻数量消耗。基于VTEAM模型使用LTspice进行仿真验证,仿真结果证明,与存内乘法器(MultPIM)相比,提出的ICSAS乘法器在忆阻数量和所用循环数上均有较大提升,对比N bit乘法器,可将消耗循环数从O(Nlog_(2)N)降低至O(N),消耗忆阻数量从14N-7减少至10N-4。 展开更多
关键词 存算一体化 忆阻 状态逻辑 乘法器 反向进位保存加法器
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一种基于忆阻状态逻辑的乘法器电路设计
5
作者 严利民 解于丰 《南京邮电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2023年第6期11-18,共8页
近年来,随着人工智能、机器学习等技术的突破,对于算力尤其是乘法运算的要求越来越高,传统的Von Neumann架构由于“存储墙”遇到瓶颈,存内运算被认为是打破传统Von Neumann架构瓶颈的有效方法。由于能在忆阻器阵列中大规模实现并行运算... 近年来,随着人工智能、机器学习等技术的突破,对于算力尤其是乘法运算的要求越来越高,传统的Von Neumann架构由于“存储墙”遇到瓶颈,存内运算被认为是打破传统Von Neumann架构瓶颈的有效方法。由于能在忆阻器阵列中大规模实现并行运算,输入和输出都由忆阻阻值表示的忆阻状态逻辑成为实现存算一体化的重要方法。在前人对于忆阻状态逻辑研究的基础上,基于华莱士树算法,提出了一种在忆阻器阵列中实现的四位乘法器电路设计。相较于目前最先进的MlutPIM方法,所提出的乘法器在单个3-2压缩器上降低了30%的面积,乘法器整体在面积和延迟上均有较大提升。 展开更多
关键词 存内运算 忆阻器 乘法器 逻辑电路
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一种基于人眼凝视点自适应的中心凹图像传输算法 被引量：1
6
作者 王燕 严利民 《光电子技术》 CAS 2023年第2期160-165,172,共7页
从人眼视觉系统的角度出发,结合凝视点位置的变化和人眼中心凹的采样特性,提出一种基于人眼凝视点自适应的中心凹图像传输算法,降低数据传输带宽。实验结果表明,当视距为2且凝视点位置位于图像中心时,综合压缩比为12.257,数据传输时钟... 从人眼视觉系统的角度出发,结合凝视点位置的变化和人眼中心凹的采样特性,提出一种基于人眼凝视点自适应的中心凹图像传输算法,降低数据传输带宽。实验结果表明,当视距为2且凝视点位置位于图像中心时,综合压缩比为12.257,数据传输时钟频率为12.532MHz,传输的数据总量为原先数据总量的8.158%,有效地降低了数据传输总量,极大地缓解了数据传输带宽的压力,使得同一时钟频率下能够实现更高分辨率和刷新率的视频图像。 展开更多
关键词 近眼显示 凝视点 自适应 图像传输
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用于物联网的可重构的祖冲之密码算法的硬件设计 被引量：1
7
作者 李燕然 严利民 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期83-89,共7页
针对应用在资源有限的物联网中的祖冲之(ZUC)256密码算法,本文介绍了一种资源优化的ZUC-256密码算法的硬件实现方案,设计了面向资源优化的循环型ZUC-256密码算法的硬件架构和基于块随机存取存储器(BRAM)的可重构S盒(S-box)单元,从而有... 针对应用在资源有限的物联网中的祖冲之(ZUC)256密码算法,本文介绍了一种资源优化的ZUC-256密码算法的硬件实现方案,设计了面向资源优化的循环型ZUC-256密码算法的硬件架构和基于块随机存取存储器(BRAM)的可重构S盒(S-box)单元,从而有效地降低了资源消耗。硬件方案在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)上进行了硬件验证,结果表明本文资源优化的循环架构中的各个硬件开销相比已有的方案有明显的降低。 展开更多
关键词 ZUC-256密码算法 资源优化 块随机存取存储器(BRAM) S盒(S-box)
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一种基于径向基函数的图像预畸变算法 被引量：1
8
作者 黄晓波 严利民 《光电子技术》 CAS 2023年第4期332-336,共5页
为了校正近眼显示中的畸变图像,提出了一种基于非线性拟合和向前映射插值的图像预畸变算法。采用了径向基函数拟合算法,以得到更高精度的拟合原图像和预畸变图像之间的映射关系;采用了基于向前映射的紧支撑径向基函数插值算法进行图像... 为了校正近眼显示中的畸变图像,提出了一种基于非线性拟合和向前映射插值的图像预畸变算法。采用了径向基函数拟合算法,以得到更高精度的拟合原图像和预畸变图像之间的映射关系;采用了基于向前映射的紧支撑径向基函数插值算法进行图像灰度重建,以得到更好的图像畸变校正效果。实验结果表明,径向基函数拟合算法的拟合误差可以降到1像素以内,校正精度达到亚像素级;预畸变算法对近眼光学系统产生畸变具有良好的校正效果,显示图像清晰完整。 展开更多
关键词 近眼显示 图像预畸变 径向基函数拟合算法 插值算法
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基于风险反馈的网络安全密钥可信度识别仿真
9
作者 陈佳雯 严利民 《计算机仿真》 北大核心 2023年第8期393-397,共5页
已有的网络密钥可信度识别方法无法准确设置风险反馈阈值,导致识别过程稳定性和误差均较差。为更精准找出网络安全密钥脆弱点,确保用户网络数据机密性与完整性,提出新的基于风险反馈的网络安全密钥可信度识别方法。使用椭圆曲线公钥密... 已有的网络密钥可信度识别方法无法准确设置风险反馈阈值,导致识别过程稳定性和误差均较差。为更精准找出网络安全密钥脆弱点,确保用户网络数据机密性与完整性,提出新的基于风险反馈的网络安全密钥可信度识别方法。使用椭圆曲线公钥密码算法创建网络安全密钥,从不同角度分析影响密钥风险的因素条件,利用XGBoost方法构建风险反馈模型。利用设置的风险反馈阈值明确密钥是否存在安全隐患;将网络安全密钥数据包变换成结构统一的格式,通过激活函数得到数据特征图,运用Mini-Batch随机梯度下降法划分密钥数据集,完成密钥可信度的识别。仿真结果证明,所提方法时间跨度为4时具备最优的可信识别精度,在恶意攻击下也能完成高密钥可信识别,实用性较强。 展开更多
关键词 风险反馈 密钥设计 可信度识别 网络安全
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平板显示器件的灰度显示优化结构 被引量：6
10
作者 严利民 王浩 +1 位作者 金晨 冉峰 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期567-571,共5页
介绍了FPD灰度显示的优化扫描结构,根据子空间按位扫描方法消除时间冗余的思想,构造了可获得平板显示器高扫描效率的优化扫描结构。将全局平面分解为多个局部区域,从而突破通常逐行、逐点重复写入形成灰度等级的成像方法,对平板显示器... 介绍了FPD灰度显示的优化扫描结构,根据子空间按位扫描方法消除时间冗余的思想,构造了可获得平板显示器高扫描效率的优化扫描结构。将全局平面分解为多个局部区域,从而突破通常逐行、逐点重复写入形成灰度等级的成像方法,对平板显示器实现高灰度成像和高扫描效率具有指导性意义。最后通过FPGA验证,证实了此种扫描方法的可行性和高效率。 展开更多
关键词 灰度 扫描结构 子空间
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数字水印检测中剪裁图像的配准 被引量：4
11
作者 严利民 储开颜 王朔中 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2001年第2期123-127,共5页
围绕剪裁图像中数字水印的检测问题讨论剪裁参数的估计 .利用离散 Fourier变换的旋转不变性 ,通过对边缘图像 DFT沿不同方向的积分并采用差分相关技术 ,可准确估计剪裁图像的倾斜角 .二维相关运算则给出剪裁图像在原图像中所处位置 ,从... 围绕剪裁图像中数字水印的检测问题讨论剪裁参数的估计 .利用离散 Fourier变换的旋转不变性 ,通过对边缘图像 DFT沿不同方向的积分并采用差分相关技术 ,可准确估计剪裁图像的倾斜角 .二维相关运算则给出剪裁图像在原图像中所处位置 ,从而将图像配准 ,实现可靠的水印检测 . 展开更多
关键词 图像剪裁 图像配准 数字水印 水印检测 离散Fourier变换 剪裁参数 倾斜角
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电压型CRM Boost PFC小信号建模分析与补偿设计 被引量：5
12
作者 严利民 李茂泽 +2 位作者 姜玉稀 王成 关彦青 《电子技术应用》 北大核心 2015年第1期145-148,共4页
介绍了一种工作电压控制模式下的CRM-Boost功率因数校正(PFC)电路的小信号模型推导过程,该方法是在传统的态空间平均法已不再适用的情况下,采用电流注入等效电路的方法来推导其数学模型,并在小信号数学模型的基础上设计了控制环路的补... 介绍了一种工作电压控制模式下的CRM-Boost功率因数校正(PFC)电路的小信号模型推导过程,该方法是在传统的态空间平均法已不再适用的情况下,采用电流注入等效电路的方法来推导其数学模型,并在小信号数学模型的基础上设计了控制环路的补偿网络。最后在专业开关电源设计仿真平台SIMetrix/SIMPLIS中实现了一个10 W的CRM-Boost-PFC实例设计,仿真验证了该小信号建模方法和补偿设计的合理性。 展开更多
关键词 电压控制模式 CRM BOOST PFC 小信号模型 环路稳定性
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基于局部扫描法对倾斜指势的识别（英文） 被引量：2
13
作者 严利民 杜斌 +1 位作者 郭强 潘浩 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期147-153,共7页
为满足手指交互系统的需要,并能够达到对倾斜指势进行准确识别的要求,本文介绍了一种快速、准确对指尖检测定位并实时识别倾斜指势的方法。该方法利用YCb Cr颜色空间分割算法对肤色聚类进行粗分割,然后运用"周积比"概念对预... 为满足手指交互系统的需要,并能够达到对倾斜指势进行准确识别的要求,本文介绍了一种快速、准确对指尖检测定位并实时识别倾斜指势的方法。该方法利用YCb Cr颜色空间分割算法对肤色聚类进行粗分割,然后运用"周积比"概念对预处理区域进行细化分割,剔除除手部以外的肤色干扰区域并利用最小二乘法二项式拟合算法获取手指轮廓。采用改进的凸包络优化算法完成指尖的检测及倾斜修正。最后,进行局部扫描获得最终的指势识别。实验表明本文介绍的方法能实现简单倾斜指势0?9的识别且识别率高达95.7%,稳定性较好。 展开更多
关键词 指势识别 肤色 指尖定位 凸包络 局部扫描
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改进的基于网络寿命的RPL路由协议 被引量：3
14
作者 严利民 张健 王峰 《计算机工程与设计》 北大核心 2020年第1期1-6,共6页
为提高无线传感器网络(WSN)的寿命,提出一个能量平衡路由协议的设计方案,该协议不再侧重于最小化所有节点的平均能量消耗,重点识别能量瓶颈节点,最大限度降低其能量消耗以达到网络寿命的最大化。定义一个估计的预期寿命(ELT),用该值度... 为提高无线传感器网络(WSN)的寿命,提出一个能量平衡路由协议的设计方案,该协议不再侧重于最小化所有节点的平均能量消耗,重点识别能量瓶颈节点,最大限度降低其能量消耗以达到网络寿命的最大化。定义一个估计的预期寿命(ELT),用该值度量这些瓶颈节点寿命,通过剩余能量和链路可靠性等约束条件,估计瓶颈节点的平均能耗,选择最优的路径,均衡能量消耗。实验结果表明,与预期发送次数(ETX)和剩余能量两种协议相比,该协议能够有效延长网络的寿命。 展开更多
关键词 无线传感器网络 路由指标 低功耗有损网络路由协议 能量平衡 预期寿命
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离子色谱法测定水中六价铬 被引量：23
15
作者 严利民 胡文武 《中国热带医学》 CAS 2007年第1期87-88,共2页
目的建立离子色谱测定水中铬(Ⅵ)的方法。方法选用A SUPP4-250分离柱(4．0×250mm,9．0μm),MSM抑制柱,电导检测器,1．8mmol/LNa_2CO_3/1．7mmol/LNaHCO_3作为淋洗液,流速1．2ml·min^(-1)。结果方法的相关性r为0．9993,RSD为1... 目的建立离子色谱测定水中铬(Ⅵ)的方法。方法选用A SUPP4-250分离柱(4．0×250mm,9．0μm),MSM抑制柱,电导检测器,1．8mmol/LNa_2CO_3/1．7mmol/LNaHCO_3作为淋洗液,流速1．2ml·min^(-1)。结果方法的相关性r为0．9993,RSD为1．82%～3．25%,线性范围0．01～1．00mg·L^(-1),检出限0．005 mg·L^(-1),样品加标回收率92%～101%。同时能简便、快速、有效地分离并测定水样中氟离子、氯离子、硝酸盐氯、硫酸盐等4种离子。结论该法具有易操作简便,节省时间,准确度、精密度好等特点,适合水中铬(Ⅵ)的测定。 展开更多
关键词 离子色谱 水 六价铬
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压水反应堆核电厂的蒸汽发生器的可靠性及安全性 被引量：2
16
作者 严利民 楼巍 何国森 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2001年第5期431-433,437,共4页
压水反应堆核电厂的蒸汽发生器的关键安全性问题就是其液位的仪表检测及控制问题 ,因此其可靠性与安全性就是极重要的因素 .该文提出一种线性数字化与恒常增益的数字化最优进水控制系统 ,讨论了它在核电厂中在线测试校准仪表通道的技术 ... 压水反应堆核电厂的蒸汽发生器的关键安全性问题就是其液位的仪表检测及控制问题 ,因此其可靠性与安全性就是极重要的因素 .该文提出一种线性数字化与恒常增益的数字化最优进水控制系统 ,讨论了它在核电厂中在线测试校准仪表通道的技术 ,附有计算例子 . 展开更多
关键词 核电厂 压水反应堆 蒸汽发生器 过程估计值 在线监控 数字化最优进水控制系统 安全性 可靠性
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基于关键特征点运动轨迹的动态手势识别 被引量：4
17
作者 严利民 李跃 +1 位作者 杜斌 潘浩 《光电子技术》 CAS 2015年第3期187-190,共4页
为实现基于运动轨迹信息的动态手势识别,本文介绍了一种基于手势关键特征点轨迹识别的方法。将深度摄像机获取的深度信息经过自适应阈值算法提取人体目标,经过细化等算法得到人体骨架,并提取手势关键特征点轨迹,利用支持向量机在公开的... 为实现基于运动轨迹信息的动态手势识别,本文介绍了一种基于手势关键特征点轨迹识别的方法。将深度摄像机获取的深度信息经过自适应阈值算法提取人体目标,经过细化等算法得到人体骨架,并提取手势关键特征点轨迹,利用支持向量机在公开的、具有挑战性的DHA数据集中有关手势数据进行识别和评估。实验证明该方法可以实现复杂背景下的多种手势的识别,鲁棒性强。 展开更多
关键词 动态手势 识别关键特征点 运动轨迹 支持向量机
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混沌映射和流密码结合的图像加密算法仿真 被引量：7
18
作者 严利民 葛雨阳 石磊 《计算机仿真》 北大核心 2020年第3期264-269,共6页
为了有效改进彩色图像加密的效果和安全性,在对采用混沌映射的图像加密算法研究的基础上,提出一种结合混沌映射和流密码的彩色图像加密算法。加密过程采用置乱-扩散结构:在置乱阶段首先根据输入图像初始化Kent混沌系统,再利用Kent混沌... 为了有效改进彩色图像加密的效果和安全性,在对采用混沌映射的图像加密算法研究的基础上,提出一种结合混沌映射和流密码的彩色图像加密算法。加密过程采用置乱-扩散结构:在置乱阶段首先根据输入图像初始化Kent混沌系统,再利用Kent混沌系统生成ZUC-256流密码算法的初始密钥和初始向量,ZUC-256算法随后生成随机序列对彩色图像进行R、G、B三轮像素值置乱。在扩散阶段同时使用Kent混沌系统和ZUC-256流密码算法生成的随机序列对输入图像的像素值进行扩散。仿真结果显示,提出的算法具有加密算法简单、密钥空间大等特点,能较好地抵抗差分分析攻击、统计特性攻击。 展开更多
关键词 数字图像 混沌系统 流密码算法 加密
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全彩LED显示屏亮度检测与校正算法 被引量：2
19
作者 严利民 潘浩 杜斌 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期158-161,165,共5页
针对全彩LED显示屏亮度均匀性问题,介绍了一种基于CCD相机的全彩LED显示屏亮度检测和校正算法。首先利用CCD相机获取显示中的图像,通过数学形态学和大津法对图像进行去噪和阈值分割处理,确定LED灯点的中心位置,然后使用最佳包含圆方法... 针对全彩LED显示屏亮度均匀性问题,介绍了一种基于CCD相机的全彩LED显示屏亮度检测和校正算法。首先利用CCD相机获取显示中的图像,通过数学形态学和大津法对图像进行去噪和阈值分割处理,确定LED灯点的中心位置,然后使用最佳包含圆方法统计分析各个灯点的相对亮度值,并计算出其三色校正系数矩阵。实验证明,该算法检测速度快,校正效果较好,从而改善了显示的质量,延长了显示屏的使用寿命。 展开更多
关键词 图像处理 LED显示 亮度均匀性 阈值分割
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基于Kinect深度数据的人体骨架提取 被引量：6
20
作者 严利民 李跃 《电子测量技术》 2015年第3期39-42,共4页
骨架提取是数字图像处理与识别及计算机视觉领域的重要内容之一。在信息存储、动作识别等领域都有应用,人体骨架提取是动作识别系统工作的前提和基础。为了更好提取人体骨架,提出了一种基于Kinect深度数据的骨架提取方法。首先,通过Kin... 骨架提取是数字图像处理与识别及计算机视觉领域的重要内容之一。在信息存储、动作识别等领域都有应用,人体骨架提取是动作识别系统工作的前提和基础。为了更好提取人体骨架,提出了一种基于Kinect深度数据的骨架提取方法。首先,通过Kinect采集并分析深度数据。然后,经过特定处理,将人体目标从环境中提取出来并二值化。最后,进行平滑处理,使用细化算法得到人体骨架。通过实验证明该方法可以实现复杂背景下的人体骨架提取,得到较完整、单像素、无伪分支的骨架。 展开更多
关键词 骨架提取 深度数据 二值化 平滑处理 细化算法
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