最新刊期
2015 年 第 20 卷 第 6 期
- 摘要：全光场相机一次曝光获得4维光场信息,即2维空间信息和2维角度信息.然而,渲染获取图像的空间分辨率较低,角度分辨率也无法满足应用需求.针对此问题,提出一种边缘结构保持加权的超数字化全变分(BDTV)超分辨率重建算法.将重建后图像与不同视角低分辨率图像的边缘拟合误差函数作为数据项的权重,并利用BDTV先验模型去噪和保持边缘.为验证本文方法的有效性,将本文方法与其他方法进行了实验,其结果是无论是在视觉效果还是指标评价方面,本文方法的重建效果和边缘保持效果都优于其他方法,峰值信噪比提升约1 dB,结构相似性指数也有约0.01的提升.本文算法不仅提高了全光场图像的空间分辨率和角度分辨率,同时也更好地保持了图像的边缘信息,特别是当深度图存在误差时,该算法的超分辨率重建和边缘保持效果更为明显.关键词：超分辨率重建;全光场图像;边缘保持;BDTV先验模型;空间角度分辨率3696|415|4更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对图像安全保障问题,提出一种基于Arnold映射的分块双层自适应扩散数字图像加密(BDAM)算法,提高图像加密效率及安全性.首先利用Logistic映射、Tent映射和Sine映射,进行两两组合构建3种新1维混沌映射,提取初始混沌序列;然后定义一个与明文图像矩阵大小相同的初始加密图像矩阵,对其进行分块,预处理Arnold映射参数,正反向联合映射将明文图像矩阵中随机位置像素值,存入初始加密矩阵随机块中的随机位置,并同时进行块内像素、块间自适应扩散,直至填满初始加密矩阵,完成加密.针对多种类型灰度图像,通过仿真实验与性能对比分析表明: BDAM算法在信息熵、密钥空间、相关性、敏感性等方面均优于其他加密算法,置乱效果好,对密钥及明文的敏感性高,可取得较好加密效果.结合随机置乱的分块双层非线性自适应扩散BDAM算法可有效抵御多种攻击,安全性较高,适用于各种类型灰度图像加密,具有潜在应用价值.关键词：Arnold映射;分块;双层自适应扩散;图像加密3547|284|9更新时间：2024-05-07
- 摘要：图像的边缘信息对于图像质量的评估非常重要.基于底层特征的图像质量评估算法(FSIM),虽然考虑了图像的底层特征,但该算法对边缘信息的识别能力不理想.针对以上问题,将FSIM算法与对边缘信息更敏感的梯度结构相似度(GSSIM)算法相结合得到一种既符合人眼视觉系统特点又能有效识别图像边缘的新的图像质量评估算法(FGSIM).该算法将FSIM算法的相位一致性部分与GSSIM算法的提取图像信息的部分相结合从而得到一种新的图像质量评估算法FGSIM.其中,采用相位一致性表示图像的特征,用于保持评估算法接近人类视觉系统的特点,提取图像信息的部分通过图像的梯度来实现,用于更有效的识别图像边缘.分别使用FSIM、GSSIM以及FGSIM算法对不同运动模糊程度、不同高斯模糊程度以及不同高斯噪声的图像进行质量评估,将得到的数据用曲线图表示,从图中可以看出:在运动模糊实验中,随图像模糊程度的增大,FGSIM算法的数值由0.8943下降到0.3443,变化更加明显,对运动模糊表现出更好的敏感性;在高斯模糊和高斯噪声实验中,FGSIM算法数值变化的程度虽然不如GSSIM算法好,但相较FSIM算法有一定的提高.FGSIM算法在公共测试图像库中与FSIM、GSSIM算法进行实验比较,FGSIM算法的散点图较FSIM算法稍差些,但与GSSIM算法相比具有非常大的改进,其散点图比GSSIM更为集中.采用较为常用的衡量评估方法性能的指标:皮尔逊相关系数、斯皮尔曼秩相关系数、KROCC 和均方根误差对评估算法的性能进行衡量,数据显示,FGSIM算法的性能比GSSIM算法好.实验结果表明,FGSIM算法是一种既符合人眼视觉系统特点又能有效识别图像边缘的新的图像质量评估算法,该算法对边缘信息的识别能力更强,对图像质量的变化更加敏感.关键词：图像质量评估;特征相似性;梯度特征;结构相似度;边缘信息4623|318|10更新时间：2024-05-07
图像处理和编码
- 摘要：复杂场景下的背景减除是智能视频监控研究领域的研究重点和热点之一.针对混合高斯模型中高斯分布个数固定和参数初始化粗糙问题,提出一种应用于复杂场景中的基于混合高斯模型的自适应背景减除算法(AMGBS).通过灰度值归类算法自适应调整模型的高斯分布个数,使得背景模型能够适应场景的变化,并且结合在线 K均值(online K-means)算法和在线期望最大化(online EM)算法初始化混合高斯模型参数.针对灰度值统计结果调整高斯分布数,以及采用优化参数初始化过程,实验表明,本文方法的平均查准率和平均查全率比传统的混合高斯算法高出10%左右,比其他改进的混合高斯算法高出2%左右.提出一种新的自适应背景减除算法,针对灰度值统计结果调整高斯分布数,以及采用优化参数初始化过程.实验结果表明,该方法对复杂场景有较强的适应能力,能够有效快速地完成背景减除,进而实现运动目标的提取.关键词：背景减除;混合高斯模型;online K-means;online EM;灰度值4536|285|7更新时间：2024-05-07
- 摘要：为解决多主体图像的交互分割问题,在保证分割效果的前提上,提高分割的效率,达到实时交互修改分割结果的目的, 提出基于超像素的图像多主体交互分割算法.基于图像的超像素构造一个多层流网络,利用用户交互绘制的简单笔画给出多主体分割的指导信息.流网络的边权值保证利用图割算法将图像分割成多个部分后,每个部分代表图像的一个主体.允许用户交互给出标记,实时修改分割结果,直到得到满意的多主体分割.通过实验显示,本文方法能得到的满意多主体分割结果,而且时间效率较高.对分辨率为449×275的图像,算法能在1 s内给出结果,满足实时修改的要求.基于超像素建立的图规模较小,能大大减少图割算法的运行时间,达到用户实时交互添加新笔画信息,交互地修正分割结果的目的.利用超像素的边界信息,用户只需输入比较简单的笔画信息,分割算法就能得到正确的多主体分割结果.关键词：图像分割;多主体分割;超像素;图割法;网络流3542|495|4更新时间：2024-05-07
- 摘要：与传统点式感烟器相比,图像烟雾检测具有响应速度快、非接触等显著优势,但烟雾形状、色彩、纹理千差万别,造成现有算法推广性能不好,亟需提高特征推广性能.为此提出了一种采用图像金字塔纹理和边缘多尺度特征的烟雾检测算法.首先,该算法将图像进行金字塔分解,然后在每层图像上提取局部二元模式(LBP)和边缘方向直方图(EOH),采用不同池化方法得到金字塔局部二元模式(PLBP)和金字塔边缘方向直方图(PEOH)序列特征,分别用于表征烟雾纹理和边缘信息,首尾相连这些直方图后,采用支持向量机(SVM)进行训练、识别烟雾.这金字塔纹理和边缘特征具有很好的分类性能,能够在比较大的图像库上达到94%以上的检测率和3.0%以下的误报率.本文算法提取的纹理、边缘特征,对光照、尺度具有一定不变性,实验结果也表明本文特征对烟雾检测具有较好的推广性能.关键词：边缘方向直方图;局部二元模式;支持向量机;图像烟雾检测3464|316|8更新时间：2024-05-07
- 摘要：基于手势的交互方式在人机交互中发挥着越来越重要的作用,手势识别是大多数手势交互系统的核心技术.当手势种类较多时,目前已有的大多数手势识别方法往往无法获得足够高的识别率.为此,提出了一种结合手指检测和梯度方向直方图(HOG)特征的分层静态手势识别方法.提出一种基于形态学操作的手指检测算法作为手势识别方法的基础.首先由肤色模型从输入图像中提取出手部区域,然后利用手指检测算法识别出手势包含的手指个数,并根据手指个数从事先训练好的支持向量机分类器集合中选取一个,最后提取手部区域的HOG特征,并利用选择好的分类器完成识别任务.对25种常用手势进行了识别实验,将本文方法与单独使用HOG特征的方法进行对比.本文方法可以将传统HOG方法的识别率提高20%左右.基于手指个数的分层识别策略可以有效地解决传统单层识别方法在手势种类较多时识别率不高的问题.在手部区域能被成功检测的情况下,提出的结合手指检测和HOG特征的方法可以取得较理想的手势识别结果,且能达到实时性要求.关键词：人机交互;静态手势识别;分层策略;HOG特征;支持向量机4626|310|12更新时间：2024-05-07
- 摘要：在轮廓特征识别中,形状角理论已经被证明为一种有效方法.形状角的计算精度和时间开销取决于轮廓上各离散点处切线方向的计算效率.现有基于Vialard算法的切线方向计算方法在处理矩形轮廓时步骤烦琐且存在较大的误差,导致使用形状角识别矩形时效率不高.针对此问题,提出一种基于傅里叶拟合的离散点切线方向计算方法.首先对离散点进行极坐标转化,然后使用傅里叶级数拟合整个轮廓,最后再对拟合之后的曲线求导,从而计算出轮廓上各点的切线方向.在本文所给出的实例中,本文方法计算平均耗时为1.5775 s,传统方法平均耗时为156.155 s,且计算结果更加精确.本文方法可以避免Vialard算法及其衍生方法在处理矩形轮廓时产生的过度迭代的问题,时间复杂度降低两个数量级,结果更加准确.最后,将所提的改进形状角计算方法应用矩形轮廓识别中,通过实例分析,验证了该方法的准确性和可靠性.关键词：矩形目标识别;形状角;切线;傅里叶拟合3011|220|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：为解决运动目标跟踪时因遮挡、尺度变换等产生的目标丢失以及传统匹配跟踪算法计算复杂度高等问题,提出一种融合图像感知哈希技术的运动目标跟踪算法.本文算法利用感知哈希技术提取目标摘要进行模板图像识别匹配,采用匹配跟踪策略和搜索跟踪策略相配合来准确跟踪目标,并构建模板评价函数和模板更新准则实现目标模板的自适应更新,保证其在目标发生遮挡和尺度变换情况下的适应性.该算法与基于NCC(normalized cross correlation)的模板匹配跟踪算法、Mean-shift跟踪算法以及压缩跟踪算法相比,在目标尺度变换和物体遮挡时,跟踪的连续性和稳定性更好,且具有较低的计算复杂度,能分别降低跟踪系统约6.2%、 6.3%、 9.3%的计算时间.本文算法能有效实现视频场景中目标发生遮挡及尺度变换情况下的跟踪,跟踪的连续性和稳定性良好,且算法具有较低的计算复杂度,有利于实时性跟踪系统的构建.关键词：目标跟踪;遮挡;尺度变换;感知哈希;自适应模板更新;模板匹配3532|471|4更新时间：2024-05-07
- 摘要：视频跟踪中,跟踪背景复杂及目标表观变化是导致跟踪失败的主要原因.回归跟踪算法利用目标的表观信息建立回归模型进行跟踪,然而该算法的跟踪效率较低;基于循环结构的检测跟踪方法能有效利用循环结构提高跟踪效率,但该算法不能跟踪尺度变化的目标.为解决上述问题,本文提出一种基于快速傅里叶变换的尺度自适应回归跟踪算法,首先利用快速傅里叶变换建立目标的核岭回归模型并搜索得到目标的中心位置,然后计算候选目标区域像素点的权重分布图,从而估计出目标的最佳尺度.进行6组实验,与当前常见算法(CBWH、IVT、DFT、DSST、增量试探法)相比,本文算法不仅能较好地适应背景、目标尺度及姿态的变化,而且平均每帧运行时间短(毫秒级).本文提出一种基于快速傅里叶变换的尺度自适应回归跟踪算法,算法对背景、尺度及姿态变化的目标跟踪具有较强的鲁棒性和很好的跟踪效率.关键词：视频跟踪;尺度自适应;核岭回归;快速傅里叶变换2858|275|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：色彩和回光强度作为点云的属性信息可以有效地应用到点云数据的特征提取中.本文根据平面标靶的几何以及光谱特性,提出了一种平面标靶的快速提取算法用于精确确定靶心坐标.首先根据点云的色彩信息,采用光谱欧式距离函数进行点云的分类;对分类后的点云进行色彩重采样以提高同类点云色彩的一致性,同时根据平面标靶点云的光谱特性,根据其RGB值进行目标区域的提取,通过对圆形区域的面积测定以确定目标提取的正确性.最终根据点的回光强度值,确定圆形目标区域的中心坐标位置.通过两组实验分析,第1组对固定距离处的标靶靶心提取精度分析,本文自动提取靶心的点位中误差为3.31 mm,而手工提取靶心的点位中误差为11.78 mm,证明本文方法的提取精度明显高于手工提取靶心的精度;第2组对分散排列的标靶靶心提取精度分析,通过分析证明本文方法在5 m处的靶心提取精度可以优于2 mm;10 m处的提取精度可以优于4 mm;15 m 处的点位提取精度可以优于5 mm.结论证实了本文方法的可行性和精确性.关键词：属性信息;特征提取;平面标靶;点云;分类3043|467|1更新时间：2024-05-07
- 摘要：协作表达分类算法在人脸识别实验上表现出较好的性能,但其未考虑样本的局部特性,且算法只能处理测试样本中的噪声,未能有效处理训练样本集中的噪声.针对这两个问题,提出融合局部思想和协作表达的鲁棒分类算法.一方面,在训练集上,通过奇异值分解SVD得到其有效表达,丢弃一些噪声;另一方面,算法考虑数据的局部相似性,以保持测试样本与其相邻训练样本之间的相似性.本文算法能得到一个闭式(closed-form),可避免稀疏表示分类算法中由于迭代引起的高时间复杂度问题,在ORL、扩展YALEB和PIE人脸库上的识别率分别可达91.4%,93.8%和93.2%,与同类算法相比识别率有较大幅度地提高;实验结果验证了算法所得到的系数具有较高的判别能力.算法将训练样本进行奇异值分解得到“干净”的训练样本,能在一定程度上消除噪声的影响,且在协作表达的基础上,考虑测试样本和与之相邻的训练样本的局部相似性,相比原始的协作表达分类算法有更好的稳定性和鲁棒性.关键词：协作表达;稀疏表示;局部思想;鲁棒性;人脸识别2882|253|2更新时间：2024-05-07
图像分析和识别
- 摘要：采用草绘交互方式直接构造3维人体模型是当前人体建模研究的重要课题之一.提出一种草绘3维人体建模的模板形变方法.针对输入的草图,首先,采用关节点定位方法获取草图中的人体关节点,根据人体结构学约束识别人体骨架结构,通过解析人体轮廓草图获取人体草图特征;其次,通过骨架模板和外观轮廓模板形变,将草图特征映射到3维人体模型,实现3维人体建模.草图解析方法能有效提取草图特征,通过模板形变方法生成3维人体模型,并在模型上保持草图特征;能适应不同用户的绘制习惯,且生成的3维人体模型可用于人体动画设计.提出一种草绘3维人体建模的模板形变方法,支持用户采用草绘方式进行3维人体模型设计,方法具有良好的用户适应性,对3维动画创作具有重要意义.关键词：手绘草图;草绘建模;人体建模;人体动画3205|312|0更新时间：2024-05-07
计算机图形学
- 摘要：针对光谱角制图(SAM)分类算法对高光谱像元光谱曲线的局部特征和其辐射强度不敏感,而且易受噪声和维数灾难影响,致使分类效率低和精度较差等缺陷,将谐波分析(HA)技术引入到SAM高光谱影像分类中,提出一种基于谐波分析的光谱角制图(HA-SAM)高光谱影像分类算法.利用HA技术将高光谱影像从光谱维变换到能量谱特征维空间,并提取低次谐波分量及特征系数(谐波余项、相位和振幅),用特征系数组成的向量代替光谱向量,对高光谱影像进行SAM分类.将SAM和HA-SAM同时应用于EO-1卫星的Hyperion高光谱影像分类,通过对比和分析,验证了HA-SAM的优越性,再选择AVIRIS(airborne visible infrared imaging spectrometer)高光谱影像对HA-SAM进行验证,结果表明该算法具有较强的普适性.HA-SAM提高了传统SAM高光谱影像分类的效率和精度,而且适用性较强具有良好的应用前景.关键词：高光谱遥感;高光谱影像分类;光谱角制图;谐波分析;能量谱3965|391|9更新时间：2024-05-07
- 摘要：以五方向倾斜航空影像为数据源开展城市数字表面模型(UDSM)半全局匹配(SGM)生成研究.主要包括两方面:1) 路径受限的SGM金字塔匹配.以数量众多、分布均匀的倾斜影像空中三角测量连接点为约束对SGM匹配代价路径进行分段“纠正”,以连接点薄板样条变换(TPS)生成的良好初始视差为基础实施金字塔匹配,提高SGM可靠性并实现路径搜索加速;2) 基于遮挡分析的UDSM多视融合.以倾斜影像垂直视图UDSM为主体,将其他视图UDSM投影到垂直视图进行遮挡判断并根据其投影坐标分成3部分:遮挡点集、与垂直UDSM重叠的冗余点集、与垂直UDSM无重叠的非冗余点集,其中经过有效范围剔除的遮挡点集和非冗余点集将用于弥补垂直UDSM在立面或地面局部遮挡区域缺失的空间信息.针对某城市局部区域的UDSM生成实验显示,对存在透视失真、遮挡及不同基线条件的五方向倾斜航空像对,本文方法匹配生成的各像对UDSM质量均比传统SGM算法表现出色,融合后的UDSM点云分布更均匀、空间信息更完整,明显优于传统UDSM.以空中三角测量可靠连接点为路径约束并采用具有增大“拉入”范围能力的金字塔匹配策略,较好地解决了SGM因倾斜影像透视失真严重,视差搜索范围大而导致的匹配代价函数局部最优,错误匹配沿代价路径向后传播以及实时存储、计算开销大等应用问题,保障了倾斜影像的高质量密集匹配并明显提升计算效率;以垂直视图为主体的UDSM多视融合遮挡分析,充分考虑了同一目标区域多视UDSM空间信息既互补又存在高度冗余的特点,在有效去除冗余点云的同时,利用4个不同视图方向的UDSM来弥补垂直UDSM在立面以及局部地面、建筑物屋顶面空间信息的不足,为后续城市“真”正射影像制作及3维城市建模奠定了基础.关键词：DSM(digital surface model);倾斜摄影测量;密集匹配;SGM (simi-globel matching)3485|657|4更新时间：2024-05-07
遥感图像处理
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