最新刊期
2015 年 第 20 卷 第 12 期
- 摘要：近年来遥感技术发展迅速,遥感影像变化检测作为最重要的关键技术之一,越来越多的应用在国土资源管理、地物变化、农林业的监测等领域。目前依据变化检测的流程的综述相对较少,大多数综述只针对变化信息提取的方法进行论述,为使国内外研究者对遥感影像变化检测理论、流程及其现存问题有一个比较全面的认识,对其进行系统综述。 通过对国内外大量的遥感影像变化检测算法进行总结、分类及比较,按照技术流程的各个环节分别论述,重点论述了变化信息提取环节中的图像分割、特征提取和分类的发展现状、基本思想及其趋势。 目前,多数变化检测算法主要是针对特定的条件具有较好的效果,还没有通用性算法,且现有算法在效率、精度、智能性等方面存在的问题,大多算法解决的问题及理论相对分散。结合现存问题及目前大数据影响下的技术发展状况,从数据类型、预处理方法、变化信息提取方法、算法效率、算法理论创新5个方面对遥感影像变化检测领域的未来发展趋势进行预测和展望。 遥感影像变化检测在多领域具有较高的研究价值,但针对目前变化检测存在的一些局限性还需要进行深入的研究,针对变化检测的研究需要从研究热点中挖掘创新思路、引入深度学习等发展趋势。关键词：遥感;信息提取;变化检测;现状;趋势;综述10784|527|35更新时间：2024-05-07
综述
- 摘要：有界变差函数容易造成恢复图像纹理信息丢失,并产生虚假边缘,为克服此缺点,在紧框架域,提出一种保护图像纹理信息,抑制虚假边缘产生的混合正则化模型,并推导出交替方向迭代乘子算法。 首先,在紧框架域,对系统和泊松噪声模糊的图像,用Kullback-Leibler函数作为拟合项,用有界变差函数半范数和L范数组成混合正则项,二者加权组成能量泛函正则化模型。其次,分析混合正则化模型解的存在性和唯一性。再次,通过引入辅助变量,利用交替方向迭代乘子算法,将混合正则化模型最小化问题分解为4个容易处理的子问题。最后,子问题交替迭代形成有效的优化算法。 紧框架域混合正则化模型有效地克服有界变差函数容易导致纹理信息丢失、产生虚假边缘的不足。相对经典算法,本文算法提高峰值信噪比大约0.10.7 dB。 与其他图像恢复正则化模型相比,本文算法有利于保护图像的纹理,抑制虚假边缘,取得较高的峰值信噪比和结构相似测度,适用于恢复系统和泊松噪声模糊的图像。关键词：紧框架域;混合正则化模型;交替方向迭代算法;图像恢复3348|410|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：由于色彩空间包含了图像的大量信息,而且Lab色彩空间更接近于人眼视觉,因此提出一种改进的无参考图像质量评价算法IQALE(image quality assessment using Lab color space and entropy),通过在SSEQ(spatial-spectral entropy-based quality)算法中加入Lab色彩空间a通道和b通道的特征来提高算法精度。 信息熵是近几年研究较多的图像特征,并且能较好地运用在图像质量评价研究中。该文在色彩空间和灰度空间同时提取信息熵特征,通过支持向量机(SVM)对图像特征和MOS值进行训练和测试。 在LIVE、TID2008、MICT、CSIQ和IVC这5个常用数据库上的实验结果表明:在算法中加入Lab色彩空间信息可以提高算法精度,并且本文算法IQALE的效果优于目前流行的无参考图像质量评价算法。为了验证算法的可扩展性,该文还在这5个数据库上进行了数据库独立性实验。 从实验结果来看,本文提出的IQALE算法通过加入色彩熵特征使得算法具有较高且较稳定的精度,数据库独立性实验也体现了算法较好的鲁棒性,对于各种失真类型都具有较好的普适性。关键词：图像质量评价;色彩空间;信息熵;色彩熵3748|307|5更新时间：2024-05-07
图像处理和编码
- 摘要：海马子区体积极小且结构复杂,现有多图谱的分割方法难以取得理想的分割结果,为此提出一种字典学习和稀疏表示的海马子区分割方法。 该方法为目标图像中的每个体素点建立稀疏表示和字典学习模型以获取该点的标记。其中,字典学习模型由图谱灰度图像中的图像块构建。提出利用图谱标记图像的局部二值模式(LBP)特征增强训练字典的判别性;然后求解目标图像块在训练字典中的稀疏表示以确定该点标记;最后依据图谱的先验知识纠正分割结果中的错误标记。 与现有典型的多图谱方法进行定性和定量对比,该方法优于现有典型的多图谱分割方法,对较大海马子区的平均分割准确率可达到0.890。 本文方法适用于在大脑核磁共振图像中精确分割海马子区,且具有较强的鲁棒性,可为神经退行性疾病的诊断提供可靠的依据。关键词：海马子区分割;稀疏表示;字典学习;多图谱;局部二值模式;图像块3957|359|4更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对传统分水岭算法中产生的过分割问题,提出一种基于阈值标记的分水岭彩色图像分割算法。 该方法将分水岭算法直接应用到原始梯度图像上而不是简化之后的图像,这样做的目的是可以保护边缘信息不受损失;利用不同尺寸结构元求取彩色图像形态学梯度,解决了关于保护边缘和图像简化之间的矛盾。同时算法设计一种阈值自动选取与标记提取方法,从梯度的低频成分中提取与物体相关的局部极小值,用这些极小值构成的二值图像强制标定原始梯度图像,在修改后的梯度上进行分水岭分割。 在仿真实验中,利用本文算法针对不同RGB彩色图像进行分割,获得准确、连续封闭的分割边界,与其他同类方法相比,得到符合人类视觉的最小分割区域数,同时在运行效率上也有很大提高。 该方法可以自适应提取标记而不需要先验知识,有效解决了分水岭算法的过分割问题,相对于传统的算法,提高了分割性能,有较好的适用性和鲁棒性,可将其应用于机器视觉、生物医学以及高光谱遥感图像分割领域。关键词：彩色图像分割;多尺度梯度;最大熵阈值;巴特沃斯低通滤波;标记提取;分水岭4635|424|13更新时间：2024-05-07
- 摘要：通过对C-V模型能量泛函的Euler-Lagrange方程进行变形,建立其与K-means方法的等价关系,提出一种新的基于水平集函数的改进K-means活动轮廓模型。 该模型包含局部自适应权重矩阵函数,它根据像素点所在邻域的局部统计信息自适应地确定各个像素点的分割阈值,排除灰度非同质对分割目标的影响,进而实现对灰度非同质图像的精确分割。 通过分析对合成以及自然图像的分割结果,与传统及最新经典的活动轮廓模型相比,新模型不仅能较准确地分割灰度非同质图像,而且降低了对初始曲线选取的敏感度。 提出了包含权重矩阵函数的新活动轮廓模型,根据分割目的和分割图像性质,制定不同的权重函数,该模型具有广泛的适用性。文中给出的一种具有局部统计特性的权重函数,对灰度非同质图像的效果较好,且对初始曲线位置具有稳定性。关键词：图像分割;活动轮廓;水平集方法;C-V模型;K-means;灰度非同质3662|372|1更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对LCK(local correntropy-based K-means)模型对初始轮廓敏感的问题,提出了新的基于全局和局部相关熵的GLCK(global and local correntropy-based K-means)动态组合模型。 首先将相关熵准则引入到CV(Chan-Vese)模型中,得到新的基于全局相关熵的GCK(global correntropy-based K-means)模型。然后,结合LCK模型,提出GLCK组合模型,并给出一种动态组合算法来优化GLCK模型。该模型分两步来完成分割:第1步,用GCK模型分割出目标的大致轮廓;第2步,将上一步得到的轮廓作为LCK模型的初始轮廓,对图像进行精确分割。 主观上,对自然图像和人工合成图像进行分割,并同LCK模型、LBF模型以及CV模型进行对比,结果表明本文所提模型的鲁棒性比上述模型都要好;客观上,对BSD库中的两幅自然图像进行分割,并采用Jaccard相似性比率进行定量分析,准确率分别为91.37%和89.12%。 本文算法主要适用于分割含有未知噪声及灰度分布不均匀的医学图像及结构简单的自然图像,并且分割结果对初始轮廓具有鲁棒性。关键词：相关熵;变分法;水平集;动态组合3250|564|3更新时间：2024-05-07
- 摘要：脉冲噪声是引起图像质量下降的主要原因,其滤除工作一直是图像处理领域的研究热点。对现行开关滤波算法在脉冲噪声检测时间、检测精准度和恢复策略上存在的问题进行理论分析,提出一种递进的迭代脉冲噪声检测算法(PIND),使噪声图像能够获得更好的恢复效果。 首先,采用具有全局统计意义的灰度直方图确定脉冲噪声与真实像素之间的灰度值的上边界和下边界,根据这个界线区分出疑似点和真实点;然后,利用具有局部结构意义的方法将噪声点从疑似点中寻找出来并判断噪声类型,存储在决策表G中;最后,根据决策表G中存储的噪声类型信息采用3种不同的的恢复策略滤除噪声。 对Lena、Peppers和Monkey 3幅具有代表性的图像增加不同密度和尺度的噪声进行对比实验,得出的数据表明,本文算法的脉冲噪声检测时间比现行两种经典算法提高520倍和15倍;检测精准度比现行经典开关滤波算法更加精准,准确率可以达到99%以上;恢复图像也具有更好的视觉效果和12 dB的峰值信噪比(PSNR)提升。 提出递进的迭代脉冲噪声检测算法能够在有效滤除脉冲噪声的同时,充分保护图像细节和恢复图像原有特征,并能够在噪声检测时间和精度以及峰值信噪比上弥补现行开关滤波算法的不足。关键词：递进迭代;脉冲噪声;检测精度;时间复杂度;峰值信噪比2417|238|1更新时间：2024-05-07
- 摘要：当前国际流行的SIFT算法及其改进算法在检测与描述特征点时基于高斯差分函数,存在损失图像高频信息的缺陷,从而导致图像匹配时其性能随着图像变形的增加而出现急剧下降。针对SIFT算法及其改进算法的这一缺陷,本研究提出了一种新的无图像信息损失的、在对数极坐标系下的尺度不变特征点检测与描述算法。 本研究提出的尺度不变特征点检测与描述算法首先将直角坐标系下以采样点为中心的圆形图块转换为对数极坐标系下的矩形图块,并以此矩形图块为基础对采样点进行特征点检测与描述符提取;该算法使用固定宽度的窗口在采样点的对数极坐标径向梯度图像的log轴上进行移动以判断该点是否为特征点并计算该点的特征尺度,并在具有局部极大窗口响应的特征尺度位置处提取特征点的描述符。该算法的描述符基于对数极坐标系下的矩形图块的灰度梯度的幅值与角度,是一个192维向量,并具有对于尺度、旋转、光照等变化的不变性。 本研究采用INRIA数据组和Mikolajczyk提出的匹配性能指标对SIFT算法、SURF算法和提出的尺度不变特征点检测与描述算法进行比较。与SIFT算法和SURF算法相比,提出的尺度不变特征点检测与描述算法在对应点数、重复率、正确匹配点数和匹配率等方面均具有一定优势。 提出了一种基于对数极坐标系的图像匹配算法,即将直角坐标系下以采样点为中心的圆形图块转换为对数极坐标系下的矩形图块,这样在特征点的检测过程中,可以有效规避SIFT算法因为采用DoG函数而造成的高频信息损失;在描述符提取过程中,对数极坐标系可以有效地减少图像的变化量,从而提高了匹配性能。关键词：计算机视觉;图像匹配;对数极坐标系;尺度不变特征点;描述符3465|277|4更新时间：2024-05-07
- 摘要：路面图像受光照、行道线和油渍等干扰使得准确的提取并统计路面裂缝信息难以实现。鉴于此,提出一种基于子块鉴别分析的路面裂缝检测算法。 首先提出一种基于亮度补偿的灰度校正算法用以削弱光照等影响并结合稀疏自编码模型提取子块特征;然后在鉴别分析基础上提出两类迭代鉴别分析降维算法,通过循环更新子类类间距离,使得裂缝子块投影和聚类交替执行直至满足收敛条件从而获得更具有鉴别能力的低维子空间;最后对投影后的子块采用最近邻分类器进行快速分类。 迭代过程中裂缝子块聚类结果逐渐趋向于低维子空间下的真实样本分布形态、子空间鉴别能力大幅提升。公开数据集上该算法取得95.5%的识别率,在实际采集的高速公路数据库上也取得90.9%的识别率,验证了本文算法的有效性。 提出了一种高效的基于鉴别分析的子块特征识别算法用于路面裂缝检测,在深度挖掘裂缝子块特征的基础上,迭代寻找最优低维鉴别子空间实现特征降维,在包含多种噪声的路面环境中具有良好的鲁棒性和适应性。多组对比实验结果表明其有效性优于其他裂缝子块特征识别方法。关键词：裂缝检测;鉴别分析;灰度校正;稀疏自编码3409|586|5更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对基于对比度的显著检测方法,因忽略了特征的空间分布而导致准确性不高的问题,启发于边界先验关于图像空间布局的思想,提出构图先验的显著检测方法。 假定目标分布于三分构图线周围,根据相关性比较计算显著值。首先,对图像进行多尺度超像素分割并构造闭环图;其次,提取构图线区域超像素特征并使用Manifold Ranking算法计算显著目标与背景的分布;然后,从目标和背景两个角度对显著值进行细化并利用像素区别性对像素点的显著值进行矫正;最后,融合多尺度显著值得到最终显著图。 在公开的MSRA-1000、CSSD、ECSSD数据集上验证本文方法并与其他算法进行对比。本文方法在各数据集上准确率最高,分别为92.6%,89.2%,76.6%。且处理单幅图像平均时间为0.692 s,和其他算法相比也有一定优势。 人眼视觉倾向于在构图线周围寻找显著目标,构图先验是根据人眼注意机制研究显著性,具有合理性,且构图先验的方法提高了显著目标检测的准确性。关键词：显著目标检测;多尺度;构图先验;三分构图法;流行排序2848|271|2更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对当前行人再识别匹配块的显著性外观特征不一致的问题,提出一种对视角和背景变化具有较强鲁棒性的基于多向显著性相似度融合学习的行人再识别算法。 首先用流形排序估计目标的内在显著性,并融合类间显著性得到图像块的显著性;然后根据匹配块的4种显著性分布情况,通过多向显著性加权融合建立二者的视觉相似度,同时采用基于结构支持向量机排序的度量学习方法获得各方向显著性权重值,形成图像对之间全面的相似度度量。 在两个公共数据库进行再识别实验,本文算法较同类方法能获取更为全面的相似度度量,具有较高的行人再识别率,且不受背景变化的影响。对VIPeR数据库测试集大小为316对行人图像的再识别结果进行了定量统计,本文算法的第1识别率(排名第1的搜索结果即为待查询人的比率)为30%,第15识别率(排名前15的搜索结果中包含待查询人的比率)为72%,具有实际应用价值。 多方向显著性加权融合能对图像对的显著性分布进行较为全面的描述,进而得到较为全面的相似度度量。本文算法能够实现大场景非重叠多摄像机下的行人再识别,具有较高的识别力和识别精度,且对背景变化具有较强的鲁棒性。关键词：行人再识别;度量学习;显著性特征;排序4611|342|5更新时间：2024-05-07
- 摘要：本文针对基于最小均方差准则的主成分分析算法(如2DPCA-L(two-dimensional PCA with L-norm)算法和2DPCA-L(two-dimensional PCA with L-norm)算法)对外点敏感、识别率低的问题,结合信息论中的最大相关熵准则,提出了一种基于最大相关熵准则的2DPCA(2DPCA-MCC)。 2DPCA-MCC算法采用最大相关熵表示目标函数,通过半二次优化技术解决相关熵问题,降低了外点在目标函数评价中的贡献,从而提高了算法的鲁棒性和识别精度。 通过对比2DPCA-MCC算法和2DPCA-L、2DPCA-L在ORL人脸数据库上的识别效果,表明了2DPCA-MCC算法的识别率比2维主成分分析算法的识别率最低提高了近10%,最高提高了近30%。 提出了一种基于最大相关熵的2DPCA算法,通过半二次优化技术解决非线性优化问题,实验结果表明,本算法能够较好地解决外点问题,显著提高识别精度,适用于解决人脸识别中的外点问题。关键词：最大相关熵准则;主成分分析;鲁棒性;信息论;外点3807|227|1更新时间：2024-05-07
图像分析和识别
- 摘要：高光谱遥感影像由于其巨大的波段数直接导致信息的高冗余和数据处理的复杂,这不仅带来庞大的计算量,而且会损害分类精度。因此,在对高光谱影像进行处理、分析之前进行降维变得非常必要。分类作为一种重要的获取信息的手段,现有的基于像素点和图斑对象特征辨识地物种类的方法在强噪声干扰训练样本条件下精度偏低,在对象的基础上,将光谱和空间特征相似的对象合并成比其还要大的集合,再按照各个集合的光谱和空间特征进行分类,则不容易受到噪声等因素的干扰。 提出混合编码差分进化粒子群算法的双种群搜索策略进行降维,基于支持向量机的多示例学习算法作为分类方法,构建封装型降维与分类模型。 采用AVIRIS影像进行实验,本文算法相比其他相近的分类方法能获得更高的分类精度,达到96.03%,比其他相近方法中最优的像元级的混合编码的分类方法精度高出0.62%。 在针对强干扰的训练样本条件下,本文算法在降维过程中充分发挥混合编码差分进化算法的优势,分类中训练样本中的噪声可以看做多示例学习中训练包"歧义性"的特定表现形式,有效提高了分类的精度。关键词：高光谱遥感影像;分类;粒子群优化算法;差分进化算法;多示例学习;混合编码2737|314|2更新时间：2024-05-07
- 摘要：在干涉合成孔径雷达的相位展开过程中,如果相位展开的展开路径穿过残差点就会产生相位展开的误差。在相位展开的时候,希望将相位展开的误差限制在局部区域,提高相位展开的精度。 首先通过判断截断相位图的残差点,并以InSAR的干涉一致性图作为相位展开的可靠性度量,对截断相位图进行量化,将残差处的可靠度设为排序中的最低等级。在进行可靠度排序后进行干涉合成孔径雷达相位图的相位展开。 使用该算法改进了经典可靠度导向相位展开算法中可靠度排序的缓慢问题。与经典菱形算法相比,展开精度高很多。与洪水算法相比,展开速度能快上百倍。通过可靠度排序的改进,对干涉合成孔径雷达相位展开后的结果进行分析,可以看到提高了相位展开的精度,有效的控制了相位展开过程中误差的传递。 相位展开算法的改进提高了干涉合成孔径雷达相位展开的精度,在干涉合成孔径雷达的相位展开中可以广泛应用。关键词：合成孔径雷达干涉测量;干涉一致性图;二维相位展开;残差2955|262|0更新时间：2024-05-07
遥感图像处理
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