16 、卡爾曼濾波器

釋文：卡爾曼濾波器是一種由卡爾曼（Kalman）提出的用于時(shí)變線性系統(tǒng)的遞歸濾波器。這個(gè)系統(tǒng)可用包含正交狀態(tài)變量的微分方程模型來(lái)描述，這種濾波器是將過(guò)去的測(cè)量估計(jì)誤差合并到新的測(cè)量誤差中來(lái)估計(jì)將來(lái)的誤差。

中文名 卡爾曼濾波器

外文名 Kalman filter

學(xué) 科 通信

發(fā)明者 Rudolph E. Kalman

作 用 估算誤差

方程模型 狀態(tài)變量

應(yīng)用實(shí)例

卡爾曼濾波的一個(gè)典型實(shí)例是從一組有限的，包含噪聲的，對(duì)物體位置的觀察序列（可能有偏差）預(yù)測(cè)出物體的位置的坐標(biāo)及速度。在很多工程應(yīng)用(如雷達(dá)、計(jì)算機(jī)視覺(jué))中都可以找到它的身影。同時(shí)，卡爾曼濾波也是控制理論以及控制系統(tǒng)工程中的一個(gè)重要課題。

例如,對(duì)于雷達(dá)來(lái)說(shuō)，人們感興趣的是其能夠跟蹤目標(biāo)。但目標(biāo)的位置、速度、加速度的測(cè)量值往往在任何時(shí)候都有噪聲。卡爾曼濾波利用目標(biāo)的動(dòng)態(tài)信息，設(shè)法去掉噪聲的影響，得到一個(gè)關(guān)于目標(biāo)位置的好的估計(jì)。這個(gè)估計(jì)可以是對(duì)當(dāng)前目標(biāo)位置的估計(jì)(濾波)，也可以是對(duì)于將來(lái)位置的估計(jì)(預(yù)測(cè))，也可以是對(duì)過(guò)去位置的估計(jì)(插值或平滑)。

17 、卡爾曼濾波

卡爾曼濾波（Kalman filtering）一種利用線性系統(tǒng)狀態(tài)方程，通過(guò)系統(tǒng)輸入輸出觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)的算法。由于觀測(cè)數(shù)據(jù)中包括系統(tǒng)中的噪聲和干擾的影響，所以最優(yōu)估計(jì)也可看作是濾波過(guò)程。

中文名 卡爾曼濾波器，Kalman濾波，卡曼濾波

外文名 KALMAN FILTER

表達(dá)式 X(k)=A X(k-1)+B U(k)+W(k)

提出者 斯坦利·施密特

提出時(shí)間 1958

應(yīng)用學(xué)科 天文，宇航，氣象

適用領(lǐng)域范圍 雷達(dá)跟蹤去噪聲

適用領(lǐng)域范圍 控制、制導(dǎo)、導(dǎo)航、通訊等現(xiàn)代工程

18 、GPU

圖形處理器（英語(yǔ)：Graphics Processing Unit，縮寫(xiě)：GPU），又稱顯示核心、視覺(jué)處理器、顯示芯片，是一種專門(mén)在個(gè)人電腦、工作站、游戲機(jī)和一些移動(dòng)設(shè)備（如平板電腦、智能手機(jī)等）上圖像運(yùn)算工作的微處理器。

用途是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所需要的顯示信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)，并向顯示器提供行掃描信號(hào)，控制顯示器的正確顯示，是連接顯示器和個(gè)人電腦主板的重要元件，也是“人機(jī)對(duì)話”的重要設(shè)備之一。顯卡作為電腦主機(jī)里的一個(gè)重要組成部分，承擔(dān)輸出顯示圖形的任務(wù)，對(duì)于從事專業(yè)圖形設(shè)計(jì)的人來(lái)說(shuō)顯卡非常重要。

中文名 圖形處理器

外文名 Graphics Processing Unit

英語(yǔ)縮寫(xiě) GPU

又稱 示核心、顯示芯片

18 、CUDA

CUDA(Compute Unified Device Architecture)，是顯卡廠商NVIDIA推出的運(yùn)算平臺(tái)。 CUDA?是一種由NVIDIA推出的通用并行計(jì)算架構(gòu)，該架構(gòu)使GPU能夠解決復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題。

它包含了CUDA指令集架構(gòu)（ISA）以及GPU內(nèi)部的并行計(jì)算引擎。 開(kāi)發(fā)人員現(xiàn)在可以使用C語(yǔ)言來(lái)為CUDA?架構(gòu)編寫(xiě)程序，C語(yǔ)言是應(yīng)用最廣泛的一種高級(jí)編程語(yǔ)言。所編寫(xiě)出的程序于是就可以在支持CUDA?的處理器上以超高性能運(yùn)行。CUDA3.0已經(jīng)開(kāi)始支持C++和FORTRAN。

外文名 CUDA

類別 運(yùn)算平臺(tái)

適用領(lǐng)域 計(jì)算機(jī)

組成 ISA、GPU

推出者 顯卡廠商

19 、PCL

PCL（Point CloudLibrary）大型跨平臺(tái)開(kāi)源C++編程庫(kù)，它實(shí)現(xiàn)了大量點(diǎn)云相關(guān)的通用算法和高效數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，涉及到點(diǎn)云獲取、濾波、分割、配準(zhǔn)、檢索、特征提取、識(shí)別、追蹤、曲面重建、可視化等。

支持多種操作系統(tǒng)平臺(tái)，可在Windows、Linux、Android、 Mac OS X、部分嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)上運(yùn)行。如果說(shuō)OpenCV是2D信息獲取與處理的結(jié)晶，那么PCL就在3D信息獲取與處理上具有同等地位，PCL是BSD授權(quán)方式，可以免費(fèi)進(jìn)行商業(yè)和學(xué)術(shù)應(yīng)用。

20 、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)(Computer Graphics，簡(jiǎn)稱CG)是一種使用數(shù)學(xué)算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)顯示器的柵格形式的科學(xué)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容就是研究如何在計(jì)算機(jī)中表示圖形、以及利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的計(jì)算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法。

中文名 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

外文名 Computer Graphics

別名 簡(jiǎn)稱CG

學(xué)科類別 信息科學(xué)

21 、中值濾波

中值濾波法是一種非線性平滑技術(shù)，它將每一像素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為該點(diǎn)某鄰域窗口內(nèi)的所有像素點(diǎn)灰度值的 中值 。

中值濾波是基于排序統(tǒng)計(jì)理論的一種能有效抑制噪聲的非線性信號(hào)處理技術(shù)，中值濾波的基本原理是把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點(diǎn)的值用該點(diǎn)的一個(gè)鄰域中各點(diǎn)值的中值代替，讓周圍的像素值接近的真實(shí)值，從而消除孤立的噪聲點(diǎn)。

方法是用某種結(jié)構(gòu)的二維滑動(dòng)模板，將板內(nèi)像素按照像素值的大小進(jìn)行排序，生成單調(diào)上升（或下降）的為二維數(shù)據(jù)序列。二維中值濾波輸出為g（x,y）=med{f(x-k,y-l),(k,l∈W)} ，其中，f(x,y)，g(x,y)分別為原始圖像和處理后圖像。W為二維模板，通常為33，55區(qū)域，也可以是不同的的形狀，如線狀，圓形，十字形，圓環(huán)形等。

中文名 中值濾波

外文名 median filtering

應(yīng)用

中值濾波法對(duì)消除椒鹽噪聲非常有效，在光學(xué)測(cè)量條紋圖象的相位分析處理方法中有特殊作用，但在條紋中心分析方法中作用不大.

中值濾波在圖像處理中,常用于保護(hù)邊緣信息,是經(jīng)典的平滑噪聲的方法。

中值濾波的步驟為：

1、將濾波模板（含有若干個(gè)點(diǎn)的滑動(dòng)窗口）在圖像中漫游，并將模板中心與圖中某個(gè)像素位置重合；

2、讀取模板中各對(duì)應(yīng)像素的灰度值；

3、將這些灰度值從小到大排列；

4、取這一列數(shù)據(jù)的中間數(shù)據(jù)，將其賦給對(duì)應(yīng)模板中心位置的像素。如果窗口中有奇數(shù)個(gè)元素，中值取元素按灰度值大小排序后的中間元素灰度值。如果窗口中有偶數(shù)個(gè)元素，中值取元素按灰度值大小排序后，中間兩個(gè)元素灰度的平均值。

因?yàn)閳D像為二維信號(hào)，中值濾波的窗口形狀和尺寸對(duì)濾波器效果影響很大，不同圖像內(nèi)容和不同應(yīng)用要求往往選用不同的窗口形狀和尺寸。

由以上步驟，可以看出，中值濾波對(duì)孤立的噪聲像素即椒鹽噪聲、脈沖噪聲具有良好的濾波效果。由于其并不是簡(jiǎn)單的取均值，所以，它產(chǎn)生的模糊也就相對(duì)比較少。