最新刊期
      2005 年 第 10 卷 第 9 期

        学术论文与技术报告

      • 基于贝叶斯学习的视频图像分割(英文)

        王林波, 赵杰煜
        2005, 10(9): 1073. DOI: 10.11834/jig.200509197
        摘要：如果背景中光线变化,那么视频图像分割将会变得比较困难。为了对光线变化的图像进行顺利侵害,提出了一种利用贝叶斯学习方法来进行视频图像分割的算法,即先在每个像素点处对不断变化的背景建模,同时计算每个像素点处的颜色直方图,再用这些直方图来表示该像素点处特征向量的概率分布,然后用贝叶斯学习方法来进行判断,以确定在光线缓慢或者突然变化的时候,每个像素点是属于前景还是属于背景。  
        关键词：视频图像分割;贝叶斯学习;复杂背景模型   
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        更新时间：2024-05-08

      • 基于矢量量化和区域生长的彩色图像分割新算法

        范静辉, 吴建华, 刘晔
        2005, 10(9): 1079. DOI: 10.11834/jig.200509198
        摘要：针对光照变化和阴影对图像分割的不利影响问题,提出了一种基于矢量量化和区域生长的彩色图像分割新算法。该算法不仅考虑了彩色图像的颜色信息,而且也考虑了彩色图像的空间信息。该算法首先利用一种修改的GLA算法对彩色图像进行量化,并根据彩色图像量化的结果选取种子像素;然后基于矢量角相似性准则,并结合像素空间邻接信息,对每一个种子像素进行区域生长;最后利用模糊C-M eans算法来对未能归类的剩余像素进行分类。实验表明,该算法不仅可以在很大程度上克服光照变化及阴影对图像分割的不利影响,而且分割结果与人的主观视觉感知具有良好的一致性。  
        关键词：彩色图像分割;矢量量化;种子选取;区域生长   
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        更新时间：2024-05-08

      • 广义模糊Gibbs随机场与MR图像分割算法研究

        颜刚, 陈武凡, 冯衍秋
        2005, 10(9): 1082. DOI: 10.11834/jig.200509199
        摘要：为了对图像进行准确、可靠的分割,提出了一种基于广义模糊集的软分割算法,并将广义模糊集和G ibbs场结合起来,提出了广义模糊G ibbs随机场模型,同时建立了广义模糊G ibbs分割(GFGS)算法。该算法是首先把每一个分割类看作是广义模糊类,并以最大后验概率(MAP)为判别准则来决定每一个像素值的归类以及它属于该类的隶属度;然后用广义隶属度函数中负的部分来刻划数据中的异常值,使得该算法能有效地处理异常值;最后用该模糊类的质心来更新类的中心,并以人脑的仿真图像和临床MR图像进行了实验。实验结果表明,该算法能有效地滤除噪声和处理部分容积效应,是一个分割能力强、稳健性好的算法。  
        关键词：广义模糊集;广义模糊Gibbs随机场;图像分割;部分容积效应   
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        更新时间：2024-05-08

      • 基于两阶段搜索自适应正交投影分解的图像分割方法

        石岩, 张天序, 樊荣, 江浩洋
        2005, 10(9): 1089. DOI: 10.11834/jig.200509200
        摘要：针对应用于图像分割的自适应正交投影分解方法的具体算法的实现问题,提出了一种基于两阶段搜索的实现算法。该算法首先通过粗略搜索得到图像直方图中高斯分量的均值和标准差的大致取值范围,再采用0.618法精确搜索来得到准确的均值;然后将直方图投影到若干合适尺度的基函数上来得到多个匹配值,再利用曲线拟合方法估计出分量的标准差和权值,进而计算出最优阈值,以用于图像分割。理论分析和实验结果表明,基于两阶段搜索自适应正交投影分解的图像分割算法不但计算开销少,而且对图像直方图的描述具有良好的性能,并可以获得较好的图像分割效果。  
        关键词：图像分割;自适应正交投影分解;快速算法   
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        更新时间：2024-05-08

      • 一种有效的基于时空联合的视频对象自动分割新算法

        高丽, 杨树元, 李海强
        2005, 10(9): 1096. DOI: 10.11834/jig.200509201
        摘要：针对具有复杂背景的视频序列中运动物体的分割问题,在利用Canny算法将空间边缘信息结合到基于变化的分割技术的基础上,提出在预处理阶段对视频序列的灰度图进行局部对比度增强处理,以增加前景物体与背景对比度的观点,首先解决了许多视频分割算法都存在的对比度较低带来的分割困难问题,同时通过设计3×3模板的滤波器来滤除对比度增强之后引入的少量噪声;然后针对复杂背景的情况,设计了一种视频对象自动分割新算法,该算法利用随机信号的统计特性累计得到算法所需的背景来实现背景信息的自动获取;最后利用背景累积过程中分类讨论的观点,解决了物体停止运动时间较长时造成分割丢失的问题。实验结果表明,该算法可以有效地将运动物体从视频序列中自动地分割出来。  
        关键词：视频分割;Canny边缘检测;对比度增强;随机信号的检测   
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        更新时间：2024-05-08

      • 一种基于噪声拓扑结构的滤波算法

        黄文涛, 毕笃彦, 毛柏鑫, 马时平
        2005, 10(9): 1105. DOI: 10.11834/jig.200509202
        摘要：基于脉冲噪声的特点,提出了一种新的非常有效的脉冲噪声的滤波算法。该算法将滤波过程分为两步进行,即第1步对图像的脉冲噪声点进行标识,第2步再对标识的噪声点进行滤波。在第1步这中,充分考虑到脉冲噪声的特点,主要利用了噪声的拓扑连通性;在第2步时,利用噪声点周围非噪声点的信息,来对噪声点进行修复。最后进行了仿真试验,并与传统中值滤波算法和开关中值滤波算法进行了比较,试验表明,在信噪比和细节保留方面,该算法要明显优于它们,特别是对高强度的脉冲噪声也有比较好的效果。  
        关键词：滤波;脉冲噪声;拓扑连通性   
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        更新时间：2024-05-08

      • 基于最小二乘法的点云数据拼接研究

        沈海平, 达飞鹏, 雷家勇
        2005, 10(9): 1112. DOI: 10.11834/jig.200509203
        摘要：点云数据拼接在逆向工程、计算机视觉、医学图像处理等方面有着十分广泛的应用。为了更快、更精确地进行点云数据拼接,根据计算机点云数据拼接处理的要求,结合空间坐标组合变换和矩阵变换的原理,提出了一种基于最小二乘法采用多个标志点计算坐标转换矩阵的点云数据拼接方法。通过实例对当前几种常用的典型的拼接方法进行分析比较的结果表明,利用该方法实现点云数据的拼接,具有速度快、精度高、稳定性好、操作简单等特点,非常适合于工程实际应用。  
        关键词：图像处理;点云;最小二乘法;拼接;坐标变换   
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        更新时间：2024-05-08

      • 基于Radon变换的纹理图像多尺度不变量分析算法

        李军宏, 潘泉, 陈玉春, 张洪才, 崔培玲
        2005, 10(9): 1117. DOI: 10.11834/jig.200509204
        摘要：为了更好地进行图像纹理分析,提出了一种基于Radon变换的不变量纹理识别算法。该算法首先利用Radon变换将图像投影到1维空间,然后通过对投影数据进行一种平移和比例不变的自适应小波变换来构造出具有比例和平移不变性的图像的特征矩阵。这种通过对特征矩阵进行多尺度分析得到的多尺度能量特征不但具有平移、比例和旋转不变性,而且反映出了纹理图像在不同尺度上的能量分布特征。在特征提取完成以后,即可利用支撑向量机进行分类。同其他方法的比较说明,该算法可较好地描述纹理特征,并可完成纹理识别。  
        关键词：RADON变换;不变量;多尺度;支撑向量机   
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        更新时间：2024-05-08

      • 一种改进的卫星影像地形校正算法

        黄微, 张良培, 李平湘
        2005, 10(9): 1124. DOI: 10.11834/jig.200509205
        摘要：地形校正的目的主要是补偿由于不规则的地形起伏而造成的地物亮度的变化。由于这种变化会导致相似或同种植被的反射率不一致而影响遥感影像的分类精度,因此,精确的地形校正不仅能提高影像分类的精度,而且还是遥感应用的前提。C校正方法是常用的一种基于影像像素值和太阳入射角余弦值之间线性关系的经验校正方法,但它必须对遥感影像的每一波段都进行像素值和入射角余弦值的线性拟合,这是一个复杂费时的过程。为了改善校正效果和节省校正时间,提出了一种改进的C校正算法,即在不进行线性拟合的情况下也可以达到良好的校正效果。利用三峡地区的TM影像和DEM数据所做的实验证明,该改进方法对影像进行地形辐射校正的结果比原始的C校正算法以及余弦校正都有较大的提高,且优于C校正模型。  
        关键词：DEM;地形校正;卫星遥感影像   
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        更新时间：2024-05-08

      • MR图像运动伪影的遗传算法校正

        陈春晓, 陶华, 王世杰, 罗立民
        2005, 10(9): 1129. DOI: 10.11834/jig.200509206
        摘要：磁共振成像过程中,由于患者的生理运动或自主性运动会使扫描数据发生相位偏移,致使重建图像含有运动伪影,从而降低成像的质量,而且严重的伪影则会影响医生对病灶的精确定位。为了能有效地抑制运动伪影,利用遗传算法高度并行、随机和自适应全局寻优的特点,提出了基于遗传算法的运动伪影修正方法,即采用逐次修正扫描信号在K空间中已偏移的相位的方法来抑制伪影。基于遗传算法的修正方法,由于能有效校正扫描数据的相位偏移,因而可达到抑制运动伪影的目的。实验表明,该方法对由较小运动引起的伪影有很好的抑制作用,对含噪声及较大运动引起的伪影的抑制作用,与经典的迭代算法相比,也有很大地改善。  
        关键词：磁共振成像;运动伪影;遗传算法   
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        更新时间：2024-05-08

      • 交通网络最短路径标号算法的实现与效率分析

        陈洁, 陆锋
        2005, 10(9): 1134. DOI: 10.11834/jig.200509207
        摘要：标号算法是交通网络最短路径算法族中应用最广泛的算法,其中以各种D ijkstra算法为核心的标号设定算法是各种商用G IS平台网络分析算法的首选。然而,同样隶属于标号算法的标号改正算法在交通网络路径分析中却罕有应用。为了将标号改正算法应用于交通网络路径分析,首先讨论了标号算法的基本结构;然后分析了标号设定算法和标号改正算法的实现过程、复杂度、运行特点和适用性,进而选择了标号设定和标号改正算法中公认的几种优秀算法———基于逼近桶结构和改进四叉堆的D ijkstra算法(D IKBA与D IKQH)以及Pallottino算法(TWO-Q),并结合交通网络邻接链表结构予以实现;最后采用城市交通网络数据,对几种算法的实际运行效率进行了对比试验,试验结果表明,标号改正算法和标号设定算法优点各异;由于交通网络路径算法的应用越来越强调动态性和网络适用性,而且标号改正算法较之标号设定算法具有更大的适用范围,因此其在交通网络路径分析中具有极大的应用潜力。  
        关键词：最短路径算法;标号算法;复杂度;交通网络   
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        更新时间：2024-05-08

      • Level Set方法求解机器人路径规划的探讨

        杨余旺, 杨静宇, 龚璐
        2005, 10(9): 1139. DOI: 10.11834/jig.200509208
        摘要：移动机器人路径规划是机器人学的一个最基本也是最复杂的问题,路径规划的主要方法有势能方法、单元分解方法、神经网络(NN)等。水平集(level set)方法已经广泛应用于图像处理和计算机图形学领域,因为其具有能够处理拓扑改变、数值稳定性好和独立于参数化的优势。为了探讨Level set方法在求解机器人路径规划中的应用,在介绍水平集法的基本思想和相关技术,以及路径规划的求解方法等的基础上,引入路径规划问题的隐式主动轮廊模型,即水平集模型,并采用快速推进方法(FMM)求解此模型方程,进而给出了路径规划模型的计算结果及其可视化界面,并且与经典势能法的计算结果进行了比较。理论和计算结果证明,Level set方法求解机器人路径规划是可行和有效的,从而为机器人路径规划研究提供了新的思路和方法。  
        关键词：Levelset方法;路径规划;机器人视觉;主动轮廓   
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        更新时间：2024-05-08

      • 基于图像匹配的户外环境注册算法

        林倞, 王涌天, 刘越, 郑伟
        2005, 10(9): 1146. DOI: 10.11834/jig.200509209
        摘要：为实现高速鲁棒的户外增强现实系统,提出了一种新的基于图像匹配算法的解决方案,同时描述了系统框架和工作原理,并在景深远小于物距的近似条件下,提出了一种基于全局视频信息的注册方法,即将环境注册问题通过基于快速傅里叶变换的图像匹配算法来实现。该方法先对当前摄像机摄入的图像和系统预存图像进行匹配;再将计算出的匹配信息对虚拟模型进行变换后叠加到当前的摄入图像上;最后输出到头盔显示设备,以实现户外增强现实。与已有方法相比,该方法具有运算量小、精度高、速度快的优点,试验结果证明了理论推导的正确性和该算法应用于数字圆明园重建的可行性。  
        关键词：增强现实;户外增强现实;图像匹配;快速傅里叶变换;环境注册   
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        更新时间：2024-05-08

      • 一种基于不完全四叉树的LOD生成算法

        芮小平
        2005, 10(9): 1152. DOI: 10.11834/jig.200509210
        摘要：为了实时地绘制大规模地形数据,提出了一种改进的实时连续LOD生成算法。该算法首先采用Mortan码的编码方式对地形数据进行简化,并利用不完全四叉树存储简化后的高程数据;然后根据视点位置和网格空间对象误差的关系建立基于不完全四叉树的LOD模型,同时采用逐层找邻法调整不同层次之间的裂缝,并给出了寻找不同类型邻居的实现过程;最后采用背面剔除算法将起伏地形的不可见部分去除。实际编程时,由于采用了H ilbert填充曲线方式存储四叉树结点,并采用隔层四叉树方式访问结点数据,从而提高了大规模地形的绘制效率。使用该方法描述荆江地区的地形,取得了良好的绘制效果。  
        关键词：多层次细节模型;地形;Mortan码;四叉树;背面剔除   
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        更新时间：2024-05-08

      • 基于粒子系统的林火实时绘制研究及实现

        李建微, 陈崇成, 唐丽玉, 孙玮
        2005, 10(9): 1161. DOI: 10.11834/jig.200509211
        摘要：为了满足林火图像实时绘制的需求,在总结近几年国内外对粒子系统的研究及对林火的认识的基础上,提出了一种适合大场景林火实时绘制的新型粒子系统模型。该模型对传统粒子的属性定义、基本粒子的运动及基本粒子的绘制等方面均做了补充和改进,并且采用硬件加速纹理技术提高了绘制的效果和效率,应用结果表明,该模型可以实时绘制出效果逼真的火焰图像,此模型所采用的技术也适用于其他不规则物体(如:烟、云等)的绘制。  
        关键词：粒子系统;森林大火;纹理合成;实时模拟   
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        更新时间：2024-05-08

      • 基于FPGA的双目立体视觉系统

        周文晖, 杜歆, 叶秀清, 顾伟康
        2005, 10(9): 1166. DOI: 10.11834/jig.200509212
        摘要：立体视觉的目的之一就是为了获得周围场景的3维信息,其关键在于匹配算法。然而即便是使用目前先进的通用处理器,其计算致密视差图所需的时间仍无法满足高速自主导航的需求。为了解决这个问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的双目立体视觉系统的设计方案,同时介绍了系统的硬件结构,并在讨论区域匹配的快速算法的基础上,提出了基于FPGA的像素序列和并行窗口算法框架,用以实现零均值像素灰度差平方和(ZSSD)的匹配算法。该算法是先将视频信号经解码芯片生成场景立体图像对,并由FPGA来完成立体图像对的几何校正和ZSSD匹配算法,然后将获得的致密视差图通过PC I总线发送至上位机。实践表明,该算法效果好、速度快,不仅具有较强的鲁棒性,并且硬件系统性能稳定、可靠。此外,该方案还适用于像素灰度差的绝对值和(SAD)和像素灰度差的平方和(SSD)等多种传统区域匹配算法的快速实现和实时处理。  
        关键词：双目立体视觉;快速匹配算法;零均值像素灰度差平方和;现场可编程门阵列   
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        更新时间：2024-05-08

      • 基于贝叶斯理论的湍流退化图像复原方法研究

        余国亮, 张天序, 洪汉玉, 王宁宇
        2005, 10(9): 1171. DOI: 10.11834/jig.200509213
        摘要：大气湍流退化图像的复原在航天成像、天文观测等领域具有重要的地位,也是目前亟需解决的问题。该问题的解决能够克服大气湍流扰动带来的图像降质和提高目标图像的分辨能力,以便于后续的目标特征提取和识别等处理。为了对湍流退化图像进行有效复原,提出了一种基于贝叶斯理论的单帧双重循环盲目去卷积图像复原算法,并对该算法的快速实现进行了研究,最后还进行了稳健性分析与测试。实验结果表明,该算法具有较强的稳定性和抗噪声能力,对于缺乏先验知识的情况尤为适用,可见该算法具有实用价值。  
        关键词：大气湍流;图像复原;盲目去卷积;点扩展函数   
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        更新时间：2024-05-08

      • 一种基于模糊函数的自适应平滑约束图像复原算法

        刘鹏, 张岩, 毛志刚
        2005, 10(9): 1178. DOI: 10.11834/jig.200509214
        摘要：为了在抑制噪声的同时保护图像的细节,提出了一种基于模糊函数的自适应平滑约束图像复原算法。该算法首先用模糊函数对图像局部区域内线元素的数量和方向进行评价,然后根据评价结果使用不同的高通滤波器构造平滑约束条件,同时使平滑约束条件随着图像复原的迭代过程不断更新,以便自适应地在图像平坦区域抑制噪声,而在存在物体边界的区域则保护细节信息。对比实验表明,此方法具有更高的收敛速度,更好的客观评价指标和主观视觉效果。  
        关键词：模糊;平滑约束;边缘检测和保护;图像复原   
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        更新时间：2024-05-08

      • 图像的多描述编码

        丁绪星, 朱日宏, 李建欣
        2005, 10(9): 1184. DOI: 10.11834/jig.200509215
        摘要：图像的多描述编码(MDC)是针对单描述编码(SDC)而言,其编码方法是将图像编码为多个位流(描述),并使每个描述都能恢复可接受质量的图像。其恢复图像的质量只依赖描述的个数,即如果解码器接收到的描述越多,则由这些描述共同形成的图像质量就越高。在图像通信应用中,在无信道编码的情况下,用MDC方法可适应传输条件恶劣的信道,尤其是无线信道和网络信道。为了能在传输信道恶劣的条件下进行有效的图像传输,在对MDC的基本理论及其应用以及近几年MDC的研究现状进行概述和总结的基础上,提出了一种基于EZW编码的MDC方法。实验结果表明,此法简单、有效,其不仅实现了压缩图像传输的健壮性,同时兼顾了压缩效率。  
        关键词：多描述编码;图像压缩;嵌入小波零树   
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        更新时间：2024-05-08

      • 用光学方法实现图像数据压缩时对滤波器的精度要求

        田逢春, 陈修建, 孟书苹
        2005, 10(9): 1190. DOI: 10.11834/jig.200509216
        摘要：为了使光学滤波器在空间频域进行小波变换时,能满足图像压缩的精度要求,通过利用光学滤波器在空间频域进行小波变换(或其他变换)来实现图像数据压缩时对滤波器的特殊要求的研究,结合人眼视觉特性(HVS)及视觉感知图像质量评价方法,推导并得出了用光学滤波器来实现图像数据压缩时的精度误差上限的估计值,从而为设计用于高质量图像数据压缩的此类光学滤波器提供了依据,仿真实验证实,光学滤波器能满足图像数据压缩的精度要求。  
        关键词：光学滤波器;小波变换;图像数据压缩;相对误差;人眼视觉特性   
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        更新时间：2024-05-08
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