最新刊期

    2006 11 7

      综述

    • 中国多媒体技术研究:2005

      徐光祐, 史元春, 肖鑫, 贺伟晟
      2006, 11(7): 901. DOI: 10.11834/jig.200607157
      摘要:该文是中国多媒体技术研究与应用的年度文献综述之八。该文通过查阅2005年9种核心刊物的3097篇文章,从中选取了410篇与多媒体技术相关的文章,并进行了分类、统计,以展现出2005年中国多媒体技术发展的现状。同时,通过前四年统计结果的对比可以看到,数字水印、虚拟现实、多模态接口、普适计算环境、多媒体信息检索、服务质量保证、计算机支持的协同工作、地理信息系统和数字地球等这些国际上的多媒体热点研究课题在中国也受到了高度的重视。该文还对5年来多媒体技术文献统计结果做了比较,从中可清楚地看到多媒体技术,尤其是该领域热点技术的发展过程和发展趋势。希望该文不仅能给从事多媒体技术研究与应用的人员提供一个系统的文献资料索引,也能为探索研究方向提供参考。  
      关键词:多媒体;虚拟现实;超媒体;多媒体通信;计算机支持的协同工作;多模态接口;普适计算;无线多媒体   
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      更新时间:2024-05-08
    • 监控视频运动目标检测减背景技术的研究现状和展望

      代科学, 李国辉, 涂丹, 袁见
      2006, 11(7): 919. DOI: 10.11834/jig.200607158
      摘要:在很多计算机视觉应用中,一个基础而关键的任务是从视频序列中确定运动目标,其中对于固定摄像机的监控视频运动目标的检测,最常用的方法是减背景技术。其思想是将视频帧与一个背景模型做比较,其中区别较大的像素区域被认为是运动目标。但由于构建背景模型需要考虑光照变化等很多因素,因此开发一个好的减背景算法面临很多挑战。为了使人们对该技术有个初步了解,该文首先对利用减背景技术实现运动目标检测的过程、目前各种典型背景建模算法的原理和优缺点做了较为详细的阐述和归纳,然后总结了各种减背景算法的总体特点,并结合实验和文献资料对部分算法进行了对比评价,最后指出了减背景技术的未来研究重点和发展方向。  
      关键词:监控视频;目标检测减背景;背景建模   
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      更新时间:2024-05-08

      学术论文与技术报告

    • 摄像机线性三步定标方法研究

      李博, 王孝通, 徐晓刚, 王健
      2006, 11(7): 928. DOI: 10.11834/jig.200607159
      摘要:计算机视觉中,在对景物进行定量分析或对物体进行精确定位时,都需要进行摄像机标定,即准确确定摄像机的内部参数和外部参数。由于真实的摄像机光学模型存在很多类型的畸变,因而导致透视投影关系是非线性的。为了解决标定过程的非线性最优化问题,针对常用的带有一阶径向畸变的摄像机模型,提出了一种新的线性三步摄像机定标方法,即首先通过径向排列约束计算摄像机参数的旋转矩阵、x轴平移向量和y轴平移向量;然后根据透视投影的交比不变性解算一阶径向畸变参数;最后利用求得的摄像机参数建立有效焦距和z轴平移向量的线性方程,采用最小二乘法来得到线性解。实验表明,该方法简单快捷,不仅具有较高的标定精度,而且解决了原有算法采用非线性搜索寻优可能存在的解不稳定的问题。  
      关键词:摄像机定标;径向畸变;交比不变性;计算机视觉   
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      更新时间:2024-05-08
    • 视频编码系统中的环路滤波方法研究

      喻莉, 徐士麟
      2006, 11(7): 933. DOI: 10.11834/jig.200607160
      摘要:块效应是基于块的编码系统中频繁出现的问题,特别是在码率较低的状况下尤为明显,这种块效应的存在严重影响了图像的主观质量。和MPEG系列标准不同的是,H.264并没有采用后处理滤波器,而是在运动矢量补偿环中添加了环路滤波器。但由于环路滤波器是基于宏块和条带的,且环路滤波的核心技术在于块效应值的大小的判定和滤波器的选择,因此其编码图像的主观质量不能完全令人满意。为了获得更好的主观效果,提出了一种基于H.264的新型环路滤波方法,该方法不仅使滤波算子被进一步细化,而且使块效应值的判定准则也融入了更多的影响因子。实验结果表明,无论是在主观上还是在客观上,滤波效果都较以前的方案有较大改善。  
      关键词:块效应;环路滤波器;宏块   
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      更新时间:2024-05-08
    • 一种块匹配的快速运动估计算法

      邹晓春, 冯燕, 赵歆波
      2006, 11(7): 938. DOI: 10.11834/jig.200607161
      摘要:为了减小运动估计算法的计算复杂度及提高视频压缩编码的效率,提出了一种新的快速、有效的块匹配运动估计算法。该算法首先采用多步搜索策略,并利用相邻块的运动矢量来预测当前块的搜索起点,然后用梯度下降的方向来指导搜索方向,以节约计算资源,对于最佳匹配点所在区域,则采用菱形与正方形相结合的模板来进行精细搜索,以提高算法的搜索精度。实验结果证明,该算法在降低计算复杂度的同时,还能有效地保证搜索精度。  
      关键词:视频编码;运动估计;块匹配   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于步态序列图像的身份确认

      李敬文, 郭立, 刘俊, 刘昌进
      2006, 11(7): 943. DOI: 10.11834/jig.200607162
      摘要:为了利用HMM抽取的步态序列的动态特征来进行身份确认,首先提出一种改进的角度向量用来表征二值化的步态序列图像,以便将每幅图像转化为1维向量,然后再以此作为特征向量,对每个人物建立并训练HMM模型,用于确定人物身份。这种改进的角度向量由于具有较强的抗噪性和方便的尺度伸缩性能,因此既适用于分割质量较差的图像,又能减小行走方向和距离的影响。实验表明,这种HMM不仅能较好地模拟步态的动态特征,还能描述序列图像间的联系,而且算法执行速度快,从输入原始数据到输出识别结果所需时间不超过2min,能满足实时要求。在Soton和NLPR数据库上进行的实验,分别获得了100%和85%的识别率,证明该方法是有效的。  
      关键词:生物特征识别;步态序列;改进的角度向量;隐马尔科夫模型   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于肤色及轮廓信息的人耳实时跟踪

      赵祎, 穆志纯, 刘克
      2006, 11(7): 949. DOI: 10.11834/jig.200607163
      摘要:实时人耳跟踪作为人耳识别系统的前提,是一个意义重大且具有挑战性的课题。为了实现对人耳的快速实时跟踪定位,提出了一种融合肤色及灰度轮廓信息检测跟踪序列图像中人耳的新方法。该方法首先采用改进的CAMSHIFT算法在肤色概率分布基础上,初步对侧面人脸这一包含耳朵的大面积肤色区域进行粗定位,进而根据耳朵自身丰富的轮廓信息,应用轮廓提取及拟合来进一步精确定位人耳。实际应用表明,该方法具有速度快、效率高和鲁棒性好的特点,不仅能够满足实时性的要求,并且对于干扰和耳朵自身一定角度的偏转都有较好的容错性。此外,该方法在相对复杂的背景下仍能获得较好的跟踪效果。  
      关键词:人耳跟踪;肤色概率分布;CAMSHIFT算法;轮廓拟合;实时性   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于最优Gabor滤波器的织物缺陷检测

      袁端磊, 宋寅卯
      2006, 11(7): 954. DOI: 10.11834/jig.200607164
      摘要:织物缺陷的自动检测是纺织行业所面临的技术难题之一。为了对织物缺陷进行快速准确的自动检测,建立了一种基于Gabor滤波器的织物缺陷自动检测方法,即首先根据无缺陷织物的结构特征,应用小生境遗传算法寻找最优的Gabor滤波器参数和分割阈值;然后将待检图像通过滤波和分割来得到检测结果,同时根据响应矩阵的极小值点来计算缺陷的形状特征。该方法应用于帘子布的缺陷检测的实验结果证明,该方法是可行的和有效的,而且还具有适用性广、识别能力强、检测速度快等特点。  
      关键词:织物缺陷;Gabor滤波器;纹理;小生境遗传算法   
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      更新时间:2024-05-08
    • 自适应权值调整GS图像分割算法

      游培寒, 毕笃彦, 马时平
      2006, 11(7): 959. DOI: 10.11834/jig.200607165
      摘要:近期国内外分割算法研究表明,当目标局部边缘性质相差较大时,局部自适应分割算法较全局分割算法可以取得更好效果。为了快速地进行GS(Greedy Snake)图像分割,提出了一种不规则形状自适应图像分割算法,用于图像目标物体的边缘检测,同时基于伪逆算法,提出了一种自适应调整参数的方法,该方法保留了算法的反馈机制。在系统动态仿真中,为了避免动态边缘的停滞,新算法继承了greedy Snake算法的能量公式,同时根据附近目标轮廓边缘及其周围测试点的性质,通过调整其权值参量来达到调整局部特性的目的,以便使轮廓自适应地逼近目标边缘。计算机仿真结果表明,将新算法模型用于捕捉多种目标物体的边缘,可较其他Snake算法取得较为良好的效果。  
      关键词:活动轮廓贪婪算法;边缘检测;自适应图像分割   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于自适应多神经网络的胎盘超声图像自动分级研究

      毛剑飞, 杨旭华, 田贤忠
      2006, 11(7): 965. DOI: 10.11834/jig.200607166
      摘要:针对胎盘超声图像自动分级这一临床应用问题,提出一种基于自适应多神经网络的分级算法。该算法与一般的一次性分离算法不同,其是通过设计两级BP神经网络模型来对胎盘图像进行两级分离。该算法在神经网络的训练中,对神经网络的输出没有采用一般的四舍五人来得到胎盘级数,而是采用了更合理的胎盘级数判定准则,并由此提出了一种自适应确定阈值的算法,用来判定胎盘级数。实验及临床应用表明:该算法能得到与专家手工分级基本吻合的自动分级结果,其阈值分割前得出的分级结果更可以给医生一个精确的定量衡量胎盘成熟期的参考,因此具有较好的临床应用前景。  
      关键词:胎盘超声图像;自动分级;自适应多神经网络;阈值分割;两级分离   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于多域分析和全局优化的全景图拼接方法

      葛诚, 彭启民, 刘鹏, 贾云得
      2006, 11(7): 971. DOI: 10.11834/jig.200607167
      摘要:为了快速鲁棒地进行全景图的拼接,提出了一种基于频率域和空间域特性的全局优化全景图拼接方法。该全景拼接过程分为局部对齐和全局对齐两个阶段。在局部对齐过程中,先使用相位相关法进行粗对齐,而在根据相位相关确定的重叠区域内部,则通过设计一种基于特征点的粒子滤波器来校正相位相关的结果;在全局对齐中,则是使用基于光差的全局优化方法在子像素级进行精确对齐,由于初值准确,因此全局算法能迅速收敛。但是由于全局优化会带来较大的参数空间,为此需使用小局部大全局的策略来降低参数空间。实验表明,该拼接方法在帧间光照变化较大、重叠区域较少、摄像机没有标定的情况下能够鲁棒地完成全景图的拼接。  
      关键词:全景图;图像拼接;相位相关;特征点匹配;粒子滤波;全局对齐   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于小波变换的非线性尺度扩散方法

      江玲玲, 冯象初
      2006, 11(7): 977. DOI: 10.11834/jig.200607168
      摘要:小波变换用于图像处理之所以具有特别的优势,因为它能够聚焦到图像的细微变化。与小波变换不同,用偏微分方程来进行图像处理则需要对图像进行反复的迭代,直到得到一个稳定解,其整个过程是对图像进行整体处理,而且在去噪的同时,可以很好地保持边缘形状不变。若将两者有机结合,则不仅会克服各自的缺点,而且会得到更好的效果。为了在进行图像处理时,既能很好地抑制噪声,又能尽可能多地保持图像细节,提出了一种小波变换与非线性尺度扩散相结合的图像处理方法。该方法是利用小波变换的时频局部性和非线性尺度扩散的边缘增强特性来对图像进行处理,实验结果表明,其不仅能很好地抑制噪声,而且可保留尽可能多的图像细节,可见该方法是有效的。  
      关键词:非线性尺度扩散;偏微分方程;稳定的逆扩散方程;小波变换   
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      更新时间:2024-05-08
    • 空间数据库中离群点的度量与查找新方法

      黄添强, 秦小麟, 王钦敏
      2006, 11(7): 982. DOI: 10.11834/jig.200607169
      摘要:如今查找离群点的方法有以下两类:第1类方法是面向统计数据库,把各种数据都看成是多维空间,没有区分空间维与非空间维的方法;第2类方法是面向空间数据库,区分空间维与非空间维的方法。目前提出的方法大多数是第1类方法,由于这类方法在空间数据库中直接应用可能产生错误的判断或找到无意义的离群点,而已有的第2类方法又查找效率太低或不能查找局部离群点,为此提出了一个新的基于邻域的离群点度量方法——空间偏离因子,这种方法面向空间数据库,不但可区分空间维与非空间维,并可以找到局部或全局的离群点;同时提出一种与邻域划分相结合的快速查找算法。理论分析表明,该方法是合理的。真实数据与模拟数据的实验也再次验证了这个模型与算法的可行性。  
      关键词:空间数据库;空间数据挖掘;空间离群点;空间邻域   
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      更新时间:2024-05-08
    • 一种支持空间拓扑分析的3维数据模型

      张骏, 秦小麟, 包磊
      2006, 11(7): 990. DOI: 10.11834/jig.200607170
      摘要:3维空间数据模型是构建3维空间数据库和3维GIS的基础,有着极为重要的研究意义。为了能更好地表示空间3维对象,提出了一种基于3D-realms的数据模型,它是对基于2D-realms的空间数据模型的3维扩展,并详细给出了该模型的基本定义、语义描述和基于该模型的3维空间对象操作,运用分层的方法可将该模型分为4层:3维几何原语层、3D-realms层、3维基本空间构建要素层和3维基本空间对象层(包括点、线、面和体)。其中,由于每个较低层都是构建较高层中元素的基础,因此可为上层提供支持。实验表明,基于3D-realms的3维空间数据模型不仅能保证拓扑关系的正确性,而且能较好地表示3维空间对象,并能有效地支持3维空间拓扑分析操作。  
      关键词:3维空间数据库;3维空间数据模型;realms;3D-realms;3维空间拓扑操作   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于DEM的水流方向算法研究

      邬伦, 汪大明, 张毅
      2006, 11(7): 998. DOI: 10.11834/jig.200607171
      摘要:水文信息在空间信息的表达中占有非常重要的地位,它被广泛应用于地形分析、资源环境管理以及水文科学等各个方面。流域是进行地表水文研究的基本对象,由于它反映了地域的水文、地质、地貌等特征,因此在水土保持、环境监测等方面具有重要意义,而基于格网DEM的水系自动提取是进行上述研究的基础。其中水流方向的决定是基于格网DEM的水系自动提取的重要环节之一。为了准确确定水流方向,该文在总结并实现现有的基于格网DEM的决定水流方向算法的基础上,综合FD8算法的多流向处理方法及Rh08算法对地形随机性的处理方法,提出了一种新的改进算法,并通过两组数据验证了该算法在水系提取时,对于多流向和随机性处理的优越性。  
      关键词:水流方向;水系提取;数字高程模型   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于分层网络拓扑结构的最优路径算法

      李楷, 钟耳顺, 曾志明, 曹国峰
      2006, 11(7): 1004. DOI: 10.11834/jig.200607172
      摘要:由于Dijkstra算法的基础是平面网络拓扑模型,因此当计算网络的节点数目较大时,计算的时间将急剧膨胀。为了快速地搜索到最优路径,基于分层网络拓扑结构(HiTopo),提出了双向分层搜索最优路径算法(BHWA);该算法对现有分层路径算法进行了以下两点改进:(1)将分级网络的局部连通性作为划分子图的指标;(2)在路径计算过程中,使用弧段作为搜索目标,并采取了双向搜索策略。通过北京道路数据的实验表明:该算法在保持分层路径算法高效性的基础上,还提高了路径搜索结果的准确性;通过进一步研究表明,如果使用启发式搜索来对算法进行优化,则可以使算法的速度有更大的提升。  
      关键词:最优路径算法;层次网络拓扑结构;双向路径搜索   
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      更新时间:2024-05-08
    • SDS模型化简合并多边形的一个改进算法研究

      张晶, 周烨, 刘瑜
      2006, 11(7): 1010. DOI: 10.11834/jig.200607173
      摘要:作为自动制图综合中的重要组成部分,多边形化简与合并可用来解决由于制图比例尺减小而带来的多边形与多边形之间以及多边形内部的邻近冲突问题。该方法设计主要基于多边形几何特征、拓扑特征的分析,同时需要一种合适的空间数据模型用于支持多边形与多边形之间,多边形内部的邻近关系探测。为避免分离操作带来的多边形综合结果的不同,在分析了基于Delaunay三角网的SDS模型表达对象邻近关系的能力后,提出了一种统一解决多边形化简和合并的方案,同时对原有的邻近冲突检测方法进行了改进,从而解决了由于边缘尖锐三角形的引入而导致多边形合并和化简后面积大量增大和丢失某些特征点的问题。实验结果表明,该方法可以获得满意的多边形化简合并效果。  
      关键词:基于约束Delaunay三角网的简单数据结构模型;多边形合并;多边形化简   
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      更新时间:2024-05-08
    • 复杂地形条件下提高BEPS模型模拟能力的途径

      王培娟, 孙睿, 朱启疆, 谢东辉, 陈镜明
      2006, 11(7): 1017. DOI: 10.11834/jig.200607174
      摘要:植被的净初级生产力(netprimaryproductivity,NPP)是全球变化和碳循环研究中的一个非常重要的环节。为了更精确地模拟植被的净初级生产力,选取中国长白山自然保护区作为研究区域,针对基于过程的北部森林生态系统生产力模拟模型(borealecosystemproductivitysimulator,BEPS)仅考虑平坦立地条件的特点,通过对该模型中地面接收到的太阳辐射部分进行地形修正,首先估算长白山自然保护区森林植被的NPP;然后采用高分辨率(30m)的ETM+遥感数据,利用修正前后的BEPS模型来模拟得到长白山自然保护区森林植被的净初级生产力;最后对模拟得到的NPP结果,再利用地面实测数据进行验证,其相关系数R分别为0.91659和0.92957,算术平均偏差分别为62.8gC/(m2.a)和44.2gC/(m2.a)。结果表明,通过对模型的进一步完善,BEPS对NPP的模拟精度有了一定程度的提高。  
      关键词:北部森林生态系统生产力模拟模型;复杂地形;植被的净初级生产力;长白山自然保护区   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于视觉特性的灰度水印自适应嵌入与提取算法

      向德生, 熊岳山, 朱更明
      2006, 11(7): 1026. DOI: 10.11834/jig.200607175
      摘要:为了设计更加鲁棒的数字水印算法,在对水印的嵌入过程、提取过程及其抗攻击性能进行分析的基础上,提出了一种图像灰度水印自适应嵌入与自适应提取新方案。该方案基于小波变换的多分辨率特性,利用人眼的亮度感觉及对比灵敏度阈值等人类视觉系统特性,并结合图像各个局部小波子块的亮度与纹理特征,在嵌入的过程中,通过动态地计算各个局部块的自适应嵌入强度因子来嵌入水印。提取时,则根据从不同区域提取出的水印信息自适应计算最佳的水印提取结果,这就从提取的角度大大改善了水印系统的性能。实验结果表明,该算法对多种攻击具有较强的鲁棒性,尤其对平滑、滤波、JPEG压缩、JPEG2000压缩以及位平面去除等攻击,其鲁棒性更明显。  
      关键词:人类视觉系统;灰度水印;自适应;鲁棒性   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于特征的静态图像内容认证方法

      沃焱, 韩国强, 张波
      2006, 11(7): 1036. DOI: 10.11834/jig.200607176
      摘要:为了对受攻击的图像进行有效的认证,该文提出了一种基于特征的图像内容认证方法,该方法首先利用小波变换多尺度边缘检测方法抽取出光滑分量和边缘特征来作为生成签名的图像特征集,以保证特征集与图像之间的——映射关系和避免伪造攻击;然后将光滑分量用32bit编码后与边缘特征以水印方式嵌入原图。验证图像时,需同时验证光滑特征和边缘特征,以确定图像内容是否被篡改。实验表明,该算法不仅可有效地检测出恶意篡改及其发生的位置,并可容忍由压缩、滤波等操作引起的失真,即使图像受到一定噪声污染时,它也可通过验证。  
      关键词:图像内容认证;多尺度边缘;小波变换;数字水印   
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      更新时间:2024-05-08
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