最新刊期

    2015 20 3

      综述

    • 面向血管疾病诊断及预测分析的血流动力学模拟综述

      徐梦佳, 杨金柱, 赵宏, 赵大哲
      2015, 20(3): 297-310. DOI: 10.11834/jig.20150301
      摘要:血流动力学模拟方法对于揭示动脉瘤、动脉粥样硬化斑块等血管疾病的形成、发展和破裂的病理形成机制、诊断及术后评估具有重要研究意义,已经成为血管疾病诊断与预测分析临床应用与研究领域的一个热点方向。 根据血流动力学模拟过程中模拟的血流的特征尺度的不同,本文采用宏观尺度血流动力学模拟和多尺度血流动力学模拟的两种分类方法进行综述。 总结了不同特征尺度模拟情况下的血流动力学模拟与分析方法的国内外研究现状、主要研究方法和关键技术,并阐述了其中存在的研究难点,展望了血流动力学模拟未来的研究发展方向。 随着当前血管疾病患者人数的日益增长,结合基于图像信息的血管建模技术和人体生理真实性血流信息的多尺度血流动力学模拟方法的研究将成为该领域一个新的研究热点,对于提高我国血管疾病治疗水平具有重要研究意义。  
      关键词:血流动力学模拟;血管疾病;多尺度建模;数值模拟;边界条件   
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      更新时间:2024-05-07

      图像处理和编码

    • 多特征融合的车辆阴影消除

      邱一川, 张亚英, 刘春梅
      2015, 20(3): 311-319. DOI: 10.11834/jig.20150302
      摘要:提出一种基于颜色特征和边缘特征相融合的算法,实现对复杂交通场景中车辆阴影的检测和消除。 首先,通过经典混合高斯背景建模方法建立背景模型,以帧差法获取运动目标前景。其次,针对复杂多变的交通道路场景,采用串行融合策略检测车辆阴影。对运动目标前景基于边缘特征检测阴影之后,再进行RGB颜色特征方法检测阴影,此过程中利用边缘差分、形态学处理等运算以达到更好的阴影消除效果。为提高算法效率,对前景区域进行阴影评估,从而判断是否有必要进行阴影检测和消除。 通过与统计参数法SP、统计非参数法SNP、两类判定性非模型法DNM1、DNM2等算法的对比,本文算法的阴影检测率和阴影识别率分别有大约10%的提升。实验结果表明,该算法能够有效消除车辆阴影,具有良好的准确性和鲁棒性。 本文算法结合颜色和边缘两种特征,弥补基于单个特征方法的单一性,降低由于阴影区域边缘复杂、车辆颜色与阴影颜色相近等原因造成的阴影误检率,阴影消除效果良好。  
      关键词:颜色特征;边缘特征;多特征融合;阴影评估;阴影检测;阴影消除   
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      更新时间:2024-05-07

      图像分析和识别

    • 基于局部时空特征方向加权的人体行为识别

      李俊峰, 张飞燕
      2015, 20(3): 320-331. DOI: 10.11834/jig.20150303
      摘要:对人体行为的描述是行为识别中的关键问题,为了能够充分利用训练数据从而保证特征对行为的高描述性,提出了基于局部时空特征方向加权的人体行为识别方法。 首先,将局部时空特征的亮度梯度特征分解为3个方向(、、)分别来描述行为, 通过直接构造视觉词汇表分别得到不同行为3方向特征描述子集合的标准视觉词汇码本,并利用训练视频得到每个行为的标准3方向词汇分布;进而,根据不同行为3方向特征描述子集合的标准视觉词汇码本,分别计算测试视频相应的3方向的词汇分布,并利用与各行为标准3方向词汇分布的加权相似性度量进行行为识别; 在Weizmann数据库和KTH数据库中进行实验,Weizmann数据库中的平均识别率高达96.04%,KTH数据库中的平均识别率也高达96.93%。 与其他行为识别方法相比可以明显提高行为平均识别率。  
      关键词:行为识别;局部时空特征;视觉词汇表;方向加权   
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      更新时间:2024-05-07
    • 对表情鲁棒的面部轮廓线3维人脸识别

      常朋朋, 达飞鹏, 梅俊
      2015, 20(3): 332-339. DOI: 10.11834/jig.20150304
      摘要:表情变化是3维人脸识别面临的主要问题。为克服表情影响,提出了一种基于面部轮廓线对表情鲁棒的3维人脸识别方法。 首先,对人脸进行预处理,包括人脸区域切割、平滑处理和姿态归一化,将所有的人脸置于姿态坐标系下;然后,从3维人脸模型的半刚性区域提取人脸多条垂直方向的轮廓线来表征人脸面部曲面;最后,利用弹性曲线匹配算法计算不同3维人脸模型间对应的轮廓线在预形状空间(preshape space)中的测地距离,将其作为相似性度量,并且对所有轮廓线的相似度向量加权融合,得到总相似度用于分类。 在FRGC v2.0数据库上进行识别实验,获得97.1%的Rank-1识别率。 基于面部轮廓线的3维人脸识别方法,通过从人脸的半刚性区域提取多条面部轮廓线来表征人脸,在一定程度上削弱了表情的影响,同时还提高了人脸匹配速度。实验结果表明,该方法具有较强的识别性能,并且对表情变化具有较好的鲁棒性。  
      关键词:3维人脸识别;表情变化;面部轮廓线;预形状空间;测地距离   
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      更新时间:2024-05-07
    • 融合双层信息的显著性检测

      姜霞霞, 李宗民, 匡振中, 刘玉杰
      2015, 20(3): 340-348. DOI: 10.11834/jig.20150305
      摘要:针对已有工作在颜色及结构显著性描述方面的缺陷,提出一种新的图像显著性检测方法。 本文方法在不同的图像区域表达上从颜色与空间结构角度计算图像的显著性,充分考虑图像的特征与像素聚类方式之间的适应性。首先,根据颜色复杂度、边缘与连通性等信息,将图像从像素空间映射到双层区域表示空间。然后,根据两个层次空间的特性,与每个图像区域的边界特性,计算图像的结构和颜色显著度。最后,由于不同图像表示中的显著性信息存在互补性,将所有这些信息进行融合得到最终的显著性图。 在公认的MSRA-1000数据集上验证本文方法并与目前国际上流行的方法进行对比。实验结果表明,本文方法在精确率、召回率以及绝对误差(分别为75.03%、89.39%、85.61%)等方面要优于当前前沿的方法。 提出了一种融合双层信息的显著性检测算法。根据图像本身信息控制区域数目构建图像双层表示,提高了方法的普适性;利用图像不同层次的特性从不同角度计算显著性,增强了方法鲁棒性。  
      关键词:显著性检测;双层表示;颜色;空间结构   
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      更新时间:2024-05-07
    • 面向动摄像机的高速运动目标检测

      穆春迪, 谢剑斌, 闫玮, 刘通, 李沛秦
      2015, 20(3): 349-356. DOI: 10.11834/jig.20150306
      摘要:为解决动摄像机中高速运动目标检测复杂度高的问题,提出一种基于压缩视频运动矢量的高速运动目标检测新方法。 该方法首先分析监控视频的码流格式和解码特点;然后从视频流中直接提取运动矢量;接着进行运动矢量规范化,并根据3准则提取场景的全局运动参数;最后通过对运动矢量统计特征的分析,实现面向动摄像机的高速运动目标快速检测。 仿真实验表明,该方法在经典和自建数据库上目标提取效率较现有算法均有较大提高。 本文方法充分利用了压缩视频数据中蕴含的运动信息,极大降低运动目标检测的复杂度,可以有效提取动摄像机成像画面中的高速运动目标,在经典和自建数据库上的目标提取效率较现有算法均有较大提高。  
      关键词:动摄像机;高速运动目标;运动矢量;3;准则;目标检测   
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      更新时间:2024-05-07
    • 匹配滤波在SAR目标单个散射部件检测中的应用

      丁柏圆, 文贡坚, 钟金荣, 马聪慧
      2015, 20(3): 357-365. DOI: 10.11834/jig.20150307
      摘要:目标部分缺失是SAR(synthetic aperture radar)ATR(automatic target recognition)中的难点问题,实现SAR目标散射部件级别的检测可以有效解决这一问题。 基于目标的部件级别3维电磁散射模型提出了一种基于匹配滤波的单个散射部件检测方法。该方法通过模型预测单个散射部件的图像构造匹配滤波器,并通过在模型3维参数域的调整实现了匹配滤波器在3维空间的滑动,得到最佳的部件检测位置和最大相关系数。为克服方位角估计不准的限制,采用了领域搜索寻找最佳检测结果。按照散射部件的强度由强至弱序惯检测各个散射部件。采用CLEAN算法去除部件之间的相互干扰。 在简易坦克部件级3维电磁散射模型基础上,利用电磁仿真数据、暗室数据以及MSTAR(moving and stationary target acquisition and recognition)干扰数据进行了单个散射部件检测实验,实验结果表明,本文方法可以很好地检测出实测图像中存在的目标散射部件,并且可以检测出缺失的散射部件。 本文提出了基于匹配滤波器的散射部件检测方法,实验证明了该方法的有效性。  
      关键词:散射部件;部件级电磁散射模型;检测;匹配滤波;3维滑动;CLEAN   
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      更新时间:2024-05-07

      图像理解和计算机视觉

    • 实时立体视觉系统中的深度映射

      李大锦, 白成杰
      2015, 20(3): 366-373. DOI: 10.11834/jig.20150308
      摘要:为减少立体图像中由于水平视差过大引起的视觉疲劳。针对实时渲染的立体视觉系统,给出了一种非均匀深度压缩方法。 该方法在单一相机空间内,通过不同的投影变换矩阵生成双眼图像,水平视差由投影变换来控制。为减少深度压缩造成的模型变形而带来的瑕疵,将不同深度区域内物体施以不同的压缩比例;将相机轴距表示为深度的连续函数,通过相机轴距推导出在单一相机空间内获取双眼图像的坐标变换,将深度压缩转换为模型的坐标变换,从而保证压缩比例的连续变化。 实验结果表明,该方法能有效提高立体图像的质量。 该方法简单、高效,可应用于游戏、虚拟现实等实时立体视觉系统。  
      关键词:立体显示;感知深度;深度映射;视觉疲劳   
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      更新时间:2024-05-07

      遥感图像处理

    • GPU支持的SAR影像几何校正大规模并行处理

      杨景辉, 程春泉, 张继贤, 黄国满
      2015, 20(3): 374-385. DOI: 10.11834/jig.20150309
      摘要:几何校正(又称地理编码)是合成孔径雷达(SAR)影像处理流程中重要的一个步骤,具有一定的计算复杂度,需要用到几何定位模型。本文针对星载SAR影像,采用有理多项式系数(RPC)定位模型,提出了图形处理器(GPU)支持的几何校正大规模并行处理方法。 该方法充分利用GPU计算资源强大及几何校正过程中每个像素处理步骤一致的特点,每次导入大量像素至GPU,为每个像素分配一个线程,每个线程执行有理函数计算、投影变换、插值采样等计算复杂度高的步骤,通过优化配置dimGrid和dimBlock参数,提升GPU的并行性能。该方法通过分块处理实现SAR影像大幅面处理,且可适用于多个不同分块大小。 实验结果显示其计算加速比为38~44,为全面客观地分析GPU并行处理的特点,还计算了整体加速比,通过多个实验分析影响整体加速性能的因素,提出大块读写提高I/O性能的优化方法。 该方法形式简洁,通用性好,可适用于几乎所有的星载SAR影像、不同的影像幅面;且加速性能明显。  
      关键词:合成孔径雷达;几何校正;并行计算;图形处理器;有理多项式模型   
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      更新时间:2024-05-07
    • 基于正则化约束的遥感图像多尺度去模糊

      谭海鹏, 曾炫杰, 牛四杰, 陈强, 孙权森
      2015, 20(3): 386-394. DOI: 10.11834/jig.20150310
      摘要:遥感成像过程中的图像降质严重影响了高分辨率成像与高精度探测,为了改善遥感图像质量,提出了基于正则化约束的遥感图像多尺度去模糊方法。 首先利用双边滤波器和冲击滤波对遥感图像进行预处理,然后结合遥感图像模糊核的稀疏特性,使用正则化方法迭代求解模糊核最优解,最后利用基于梯度稀疏的非盲反卷积方法得到去模糊结果。此外,针对图像模糊程度较严重的情况,分析了尺度信息对去模糊结果的影响,提出了多尺度迭代优化方法。 采用本文方法对大量遥感图像进行去模糊,实验结果表明该方法能有效地去除遥感成像产生的模糊,在保持图像边缘和细节的同时,可有效抑制振铃效应。相比其他方法,本文方法恢复图像的边缘强度平均提高28.7%,对比度平均提高17.6%。 提出一种正则化约束的遥感图像多尺度去模糊方法,主观视觉感受和客观评价指标都表明该方法可以有效提升遥感图像质量。  
      关键词:遥感图像;去模糊;正则化;模糊核;多尺度   
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      更新时间:2024-05-07

      第十届中国计算机图形学大会栏目

    • 基于辐照度的运动模糊图像去模糊

      方贤勇, 阚未然, 周健, 李黎, 郭延文
      2015, 20(3): 395-407. DOI: 10.11834/jig.20150311
      摘要:已有的图像运动去模糊研究没有考虑模糊实际上发生在辐照度图像中的问题,也缺少自动检测成块饱和像素的方法。针对这两个问题,提出基于辐照度的运动模糊图像去模糊方法。 提出能量累积形成模糊的运动过程与摄像机响应函数相结合的摄像机响应函数求解方法,以及基于块的饱和像素自动检测算法并在此基础上,对辐照度图去除运动模糊和亮度还原,实现清晰原图恢复。 对单幅图像的定性去模糊取得了比直接去模糊等前人方法更小的振铃,较好的噪声抑制和清晰图像还原效果;采用信噪比的定量对比也取得较前人方法更高的数值。 基于辐照度的方法对图像运动去模糊效率有提升作用。  
      关键词:摄像机响应函数;饱和过程;辐照度;运动去模糊   
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      更新时间:2024-05-07
    • 对比度、颜色一致性和灰度像素保持的消色算法

      王勋, 罗婷婷, 刘春晓, 彭浩宇
      2015, 20(3): 408-417. DOI: 10.11834/jig.20150312
      摘要:为了解决目前消色算法中不能同时保持原始图像的对比度,颜色一致性和灰度像素特征的问题,提出一种新的优化算法,最大限度地同时保留这些视觉特性。 为了保持原始图像的结构和局部对比度信息,用双高斯模型构建像素对之间的误差能量项;为了保持颜色一致性,采用局部线性嵌入模型构建能量项,确保原始图像中颜色一致的像素在结果图像中也拥有一样的灰度级;为了保持灰度像素特征,先标记出原始图像中的灰度像素,并强制规定这些像素的灰度值是已知的且在消色变换的过程中始终不变,然后用双高斯模型构建出灰度像素与其他像素之间的误差能量项。线性结合这3个能量项,得到目标能量函数,再通过迭代法求解出使总能量值达到最小的灰度值,从而得到了最终的消色结果。 实验结果表明,本文算法能够同时较好地保持原始图像中的对比度、颜色一致性和灰度像素特征。 本文算法基本符合人类对图像对比度变化的感知程度,而且能够很好地保持细节信息和全局结构,可应用于数字打印、模式识别等方面,具有很大的应用价值。  
      关键词:彩色到灰度变换;对比度保持;降维;灰度保持;颜色一致   
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      更新时间:2024-05-07
    • 结合因子图的多目的地地图布局优化

      罗振珊, 张俊松, 范接鹏
      2015, 20(3): 418-426. DOI: 10.11834/jig.20150313
      摘要:提出一种结合因子图的多目的地地图生成方法。 首先,由用户选择多个感兴趣的目的地,系统根据相应规则自动地选择与目的地最相关的路线。然后,通过定义一组衡量布局质量的约束规则,采用因子图方法将定义的每条规则编码成因子,并采用 Metropolis Hastings 算法对由因子图构建得到的目标分布函数进行采样得到符合约束规则的多目的地地图。 实验结果表明,使用这种方法得到的多目的地地图,可以在同一显示空间中显示多个目的地之间的道路信息,同时又保留了各目的地区域之间的拓扑和空间关系。 提出的多目的地地图能有效地为用户提供导航,解决了当前在线地图无法在同一视野中为用户提供空间距离较远的区域道路信息的问题。  
      关键词:多目的地;地图可视化;因子图;MH算法   
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      更新时间:2024-05-07
    • 高阶连续的形状可调三角多项式曲线曲面

      严兰兰, 韩旭里
      2015, 20(3): 427-436. DOI: 10.11834/jig.20150314
      摘要:目前使用的B样条曲线曲面存在着高连续阶与高局部调整性两者无法兼而有之的不足,且B样条曲线曲面的形状被控制顶点和节点向量唯一确定,这些因素影响着B样条方法的几何设计效果与方便性。本文旨在克服这种局限,以期构造具有高次B样条方法的高连续阶,低次B样条方法的高局部调整性,以及有理B样条方法权因子决定的形状调整性的曲线曲面。 在三角函数空间上构造了一组含参数的调配函数,进而定义具有与3次B样条曲线曲面相同结构的新曲线与张量积曲面。 新曲线曲面继承了B样条方法的凸包性、对称性、几何不变性等诸多性质。不同的是,同样是基于4点分段,3次均匀B样条曲线C连续,而对于等距节点,在一般情况下,新曲线C连续,当参数取特殊值时可达C连续。新曲线在C连续的情况下存在1个形状参数,能较好地调整曲线的形状同时又无须改变控制顶点。另外,将形状参数设为特定值,新曲线可以自动插值给定点列。新曲面具有与新曲线相应的优点。 在强局部性下实现高阶连续性的形状可调分段组合曲线曲面,为高阶光滑曲线曲面的设计提供了可能,并且新曲线实现了逼近与插值的统一表示,能较好地应用于工程实际。调配函数的构造方法具有一般性,可用相同方式构造其他具有类似性质的调配函数。  
      关键词:曲线曲面设计;样条曲线曲面;三角函数;形状参数;连续性   
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      更新时间:2024-05-07
    • 改进的自然图像铅笔画效果生成

      黄志勇, 姚远, 张晶晶, 马凯, 任东
      2015, 20(3): 437-444. DOI: 10.11834/jig.20150315
      摘要:现有的自然图像素描画效果生成算法存在容易造成画面细节丢失,笔画线条单一等问题。针对这些问题,提出一种改进的自然图像素描画效果生成算法。 通过模拟艺术家创作素描画过程,采用多层次多尺度方法提取图像中不同层次的细节信息,并使用不同长度不同粗细的笔画来模拟艺术家在创作过程中不同力度的绘画效果,分层绘制画面中不同细节层次,然后融合各层次笔画效果形成最终的素描画笔画效果,最后合并素描画笔画效果和素描画图像底纹。 通过本文算法,可以得到与原输入自然图像内容一致,色调与艺术家绘制的素描画效果相同,笔画和底纹形式与实际素描画相似,真实感较强的素描画效果输出图像。 大量实验结果表明,本文算法可以生成高质量的自然图像素描画效果,与现有成熟的铅笔画生成技术相笔,该算法具有较强的可比性。  
      关键词:铅笔画;线条画;非真实感渲染;色调调整   
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      更新时间:2024-05-07
    • 面向智慧城市的3维城市在线可视化

      潘斌, 郭小明, 陈明明, 陈为, 彭群生
      2015, 20(3): 445-451. DOI: 10.11834/jig.20150316
      摘要:3维城市可视化是智慧城市信息显示的基础,对城市信息的实时准确传递起着重要作用。而现有的3维城市可视化方法和系统存在两点局限性:一是数据模型不适合于海量建筑物显示;二是对整个城市采用单一绘制方式,而建筑物的纹理、结构、高度等特征相似,绘制结果容易引起视觉混淆,为此提出一种基于人类感知理论的3维城市在线可视化技术。 在预处理阶段,系统采用建筑综合算法建立3维城市建筑物的多分辨率表示;在运行时刻,系统根据用户交互,自适应选择建筑物相应的层次进行显示。 采用几个3维城市数据对系统进行了测试,实验结果证明,该系统有效地提高了3维城市绘制效率。Leverkusen城市的5 530座建筑物,绘制效率达到19.4帧/s。 基于感知的3维城市多分辨率表示,有效提高了3维城市系统的显示效率以及用户获取信息的效率,同时提高了用户的交互效率。  
      关键词:智慧城市;3维城市在线可视化;建筑物;人类感知   
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