最新刊期
2009 年 第 14 卷 第 3 期
- 摘要：行为分析有着广泛的应用背景，如智能监控、人机交互、运动员辅助训练、视频编码等等。近年来，在这些应用的驱动之下，行为分析已经成为图像分析、心理学、神经生理学等相关领域的研究热点。本文概述了图像领域行为分析相关研究的发展历史、研究现状及目前存在的主要问题。行为分析的相关研究起始于20世纪的70年代，80年代有了初步的进展，90年代是行为分析的逐步发展阶段，在这个时期提出了一些影响较大的研究方法。2000年之后，由于智能监控等方面的迫切需求，行为分析的描述方法和识别算法以及行为理解都取得了快速而深入的发展。行为分析最基本的两个问题是行为的描述和识别，行为的描述方法可分为两类：一类是基于低层图像信息的方法，一类是基于高层人体结构的方法。行为的识别算法也可分为两类：一类是基于模板匹配的算法，一类是基于状态空间的算法。本文基于行为描述和行为识别这两个基本问题，综述了目前行为分析主要研究算法，并比较了各类算法的优缺点。本文在研究了各类算法的发展历史和现状的基础上，总结了行为分析目前存在的主要问题及可能的发展方向。关键词：行为分析;行为描述;行为识别;状态空间算法;模板匹配算法8420|546|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：提出了一种基于多特征和多视角信息融合的步态识别方法。应用背景差分和阴影消除获得人体步态轮廓，对人体轮廓使用伪Zernike矩、小波描述子和Procrustes形状分析法进行了特征提取。通过多特征和多视角步态信息融合，完成了基于人体步态特征的身份识别。该方法在CASIA步态数据库上进行了实验，取得了较高的正确识别率，实验结果表明本文所提出的识别方法具有较高的识别性能。关键词：步态识别;伪Zernike矩;小波描述子;Procrustes形状分析;信息融合6785|348|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：提出了一种基于张量子空间学习降维人体高维侧影数据的人行为识别方法。给定一个动作的人侧影图像序列，首先用张量子空间学习方法将目标高维侧影图像投影到低维子空间来描述人运动的时空特性，并同时尽可能地保持目标侧影图像中像素之间的空间几何信息，然后用Hausdorff距离度量动作之间的相似性，并在最近邻距离框架下对动作进行分类识别。为验证本文算法的有效性，设计了动作识别和鲁棒性测试2个实验。实验结果表明提出的算法不仅能够有效地对人行为进行识别，且具有较强的鲁棒性。关键词：人行为识别;张量子空间学习;主成分分析;局部保持投影5873|327|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：快速准确地确定匹配参照点对是实现基于点模式指纹识别的一个关键问题，针对该问题本文提出了一种基于脊线校准的确定匹配参照点对的新方法。该方法首先利用细节点间的距离、类型以及细节点与脊线样点之间构成的网状结构来构建新的局部特征向量，然后在这些结构特征向量空间中搜索最为相似特征向量，确定出最优匹配参照点对。实验结果表明，本文提出的算法不仅速度快，而且准确性也有了较大提高。关键词：指纹识别;细节点;细节点校准;参照点对5106|323|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：提出了一种可导向指纹匹配方法的分类因子，通过对不同指纹图像的分类，获得指纹图像对应最适合的匹配法。分类因子基于纹理规则度，纹理能量集中度，纹理平行度，纹理均匀度四种纹理描绘子，分别从图像全局和局部，时域和频域几个不同方面对图像进行分析；通过整合形成描绘子，用与门来实现导向匹配方法。实验结果表明，此方法不必对图像做复杂的前处理，可快速而准确地区分不同类型的图像，综合不同方法的优势，从而从整体上提高了指纹识别的正确率和匹配速度。关键词：分类因子;匹配导向;纹理描绘子5598|345|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：基于Gabor滤波实现过干指纹图像的增强是一种较好的方法，如何估计Gabor滤波器的参数是解决问题的关键。本文采用Radon变换来估计Gabor滤波中的方向和频率，然后进行Gabor滤波增强。通过对FVC2000指纹库中的部分过干的指纹图像进行增强，结果表明，该方法增强效果明显，处理速度较快。关键词：指纹增强;RADON变换;Gabor滤波;二值化5523|299|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：指纹方向场的估计是指纹识别预处理算法中的重要环节，对算法识别效率起到关键作用。本文提出了一种网格插值模型，该模型以指纹奇异点为中心，将指纹平面做网格划分，利用插值算法建立了方向场与指纹奇异点之间的非线性关系。模型中利用了指纹的全局信息来调整网格点的值，使得它与传统的基于局部信息的方向场算法有本质的区别。在FVC2002 和FVC2004 指纹数据库上的实验结果表明，该模型比传统算法具有更高的准确性和鲁棒性，同时对于低质量的指纹图像，仍然能够给出很好的方向场估计。关键词：指纹识别;方向场;指纹分析;奇异点;指纹模型5784|311|0更新时间：2024-05-07
“以人为中心的计算机视觉应用”主题专栏
- 摘要：针对图像复原方法普遍运算量大的问题，提出了一种利用细胞神经网络进行图像复原的新方法，并首先提出了易于硬件实现的基于边缘方向判据的正则化复原方法；然后通过细胞神经网络的能量函数设计合适的网络参数来对该正则化函数进行细胞神经网络实现。仿真结果表明，该新方法是有效的，复原效果优于有约束的最小二乘复原法和已有的细胞神经网络图像复原法，而且由于细胞神经网络的并行性和硬件易实现性，使该新方法可以实时进行图像复原。关键词：细胞神经网络;图像复原4838|300|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：为了提高模糊加噪声图像的恢复质量，提出了一种用于图像恢复处理的改进的带约束的正则化模型。该模型首先利用Levine等人提出的变指数、线性增长函数作为正则项，并根据图像局部特征选择合适的正则参数，这样既保留了总变差正则化方法在恢复图像边缘方面的优势，又减少了梯子现象；其次，为进一步提高恢复图像的质量，在此基础上再添加有界约束条件，如将灰度值固定在某范围内，以形成约束优化问题。由于它的求解相对复杂，为此可应用原对偶积极集法求解，其实质就是用半光滑Newton法来求解由约束优化问题转化所得到的方程组。数值实验表明，此方法是可行的和有效的。关键词：图像恢复;有界约束;原对偶积极集方法;正则化方法3988|276|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：双边滤波是一种既可有效降低图像加性噪声又可保持图像边缘细节的滤波技术，它能同时利用邻域内像素点的空间邻近度信息和亮度像似度信息。然而，双边滤波器的2维实现方式和浮点型空间邻近度因子不利于硬件实现，且计算量大。提出了一种改进的双边滤波算法，该算法设计了整数型空间邻近度因子，使用水平和垂直方向上的1维滤波实现方式，并能自适应地设置空间邻近度控制参数的值。实验结果表明，改进的双边滤波算法可获得较好的滤波效果。关键词：双边滤波器;高斯噪声;边缘保持;图像复原6375|352|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：提出一种混合傅里叶-小波图像降噪算法，该算法的主要步骤是：先在傅里叶域中降噪，然后在小波域中滤除剩余的噪声。小波域中要滤除的是有色噪声，为了考虑有色噪声小波系数间的相关性，采用GSM（Gaussian scale mixture）统计模型描述图像小波系数的统计特性。实验证明该算法能有效提高降噪效果。关键词：图像降噪;小波变换;傅里叶变换3689|279|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：在传统视频编码系统中，尽管失真大多由均方误差(MSE)度量，但是基于MSE的失真往往难以衡量不同视频流的主观差异，因此，人眼视觉系统对视频流的感知特性有必要被编码器利用。为了进一步提高编码效率，针对人眼对不同亮度的信号敏感程度不同的特性，提出了一种基于人眼感知特性的亮度系数压缩算法，该算法通过前向量化将人眼不能察觉的冗余信息丢掉来提高编码器压缩效率，并保证了人眼对损失的信息不可见。实验结果表明，采用该算法的AVS参考编码器，其输出码率的下降幅度达到8%～40%，而解码图像的主观观测质量却同未采用该算法的编码器相当。关键词：视觉感知编码;人眼视觉系统;视觉冗余;韦伯定律4200|283|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：由于提高Contourlet变换冗余性可以抑制去噪结果中的伪Gibbs现象，因此为了提高变换冗余度和避免数据量过大，以进行快速有效的图像去噪，提出了一种基于非抽样LP的Contourlet变换图像去噪方法。该方法首先对带噪图像进行非抽样LP多尺度分解；然后对各子带图像进行临界抽样的DFB分解，再采用尺度相关的分层模型对各子带图像进行阈值处理；最后对处理后的子带图像进行DFB和LP重建，以得到去噪后的图像。与同类型有关方法进行的对比实验表明，在去噪后图像的PSNR值上，该方法比常规Contourlet变换方法至少提高1dB；在完成时间方面，该方法比其他改进方法快1倍以上。关键词：图像去噪;Contourlet变换;非抽样滤波器3772|296|0更新时间：2024-05-07
图像处理和编码
- 摘要：由于离群点会降低支撑向量回归机的性能，因此为了提高支撑向量回归机的图像处理性能，提出了一种具有抗离群点性能的模糊稳健支撑向量回归机（FRSVR），并首先给出了在任意代价函数下支撑向量回归机的求解方法；然后讨论了构建稳健支撑向量机的代价函数所需的性质，并在此基础上，引入了损失代价函数族；接着根据支撑向量回归机的训练误差，用模糊C均值聚类（FCM）查找离群点；最后通过迭代的方法实现了模糊稳健支撑向量回归机。为了对火焰图像进行有效处理，还将FRSVR算法应用于乳化油燃烧火焰图像处理，以去除火焰图像上的离群点。实验结果表明，FRSVR算法处理图像的性能优于ε-SVR算法和自适应SVR滤镜（ASBF），不仅能有效地查找离群点，而且可去除较大的离群点区域，还能显著的降低离群点的影响，并具有良好的泛化性能。关键词：离群点;支撑向量回归;模糊聚类4384|323|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：阈值分割是广泛使用的最为有效的图像分割方法之一。阈值选取是阈值分割的关键。Otsu提出的基于L2范数的最大类间方差法是备受关注的一种方法，而基于L1范数的最大类间平均离差法则更为简捷，效果很好。2维最大类间平均离差阈值选取方法分割精确、抗噪性能好，其效果优于2维最大类间方差法，但存在计算量大、难以实用等缺点。提出了2维最大类间平均离差阈值选取的两种不同的快速递推算法，都可将计算复杂性由O(L4)减少为O(L2)。给出了2维最大类间平均离差两种快速递推算法的分割结果及运行时间，并与原始算法及原有的快速算法进行了分析和比较。实验结果表明，这两种递推算法都可以大幅度地提高运算速度，运行时间可减少到原始算法的0.1%，使2维最大类间平均离差阈值分割方法更为实用，目前已被应用于红外目标、车牌、指纹等自动识别系统中。关键词：图像分割;阈值选取;2维最大类间平均离差法;递推算法4560|328|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：红外图像小目标检测是精确制导武器的关键技术之一。将小波或Contourlet多尺度分析用于红外小目标检测具有一定的局限性。无下采样Contourlet变换（NSCT）是基于Contourlet变换的一种扩展，可以对图像进行灵活的多尺度、多方向和平移不变性分解。提出了一种基于NSCT的红外小目标检测算法。该算法首先对图像进行NSCT变换；然后利用能量法提取其局部纹理特征,并计算各点的特征向量与中心向量间的距离,得到一个相关的多尺度距离像；最后根据该距离像进行直方图统计,从而实现红外小目标的检测。与基于小波变换的红外小目标检测算法进行了比较。实验结果表明,该算法能较精确地检测出红外小目标，优于基于小波变换的方法。关键词：红外小目标检测;无下采样Contourlet变换;纹理分析4684|301|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：为了准确地定位与跟踪序列图像中的运动行人以获取精确的客流量信息，提出了一种基于目标区域匹配的行人头部特征提取新方法。与常用的基于致密视差图的头部区域视差获取方法不同，该方法基于“先分割后匹配”的思想，即首先借助单目图像处理方法对基准图进行分割，获取候选头部区域；然后直接将这些候选头部区域作为目标区域，在匹配图中搜索其匹配对应区域以获取候选头部区域的视差；再借助候选头部区域的视差提取出候选头部区域的深度与透视特征，用于去除虚假头部区域以获取最终的头部检测结果。性能测试与实验结果表明，该方法不仅视差提取精度高、实时性好，并且借助该方法获取的头部特征具有较高的区分度，可以有效去除候选头部区域中的虚假头部区域，使客流量检测的准确率达到90%以上。关键词：立体视觉;图像处理;块匹配;目标区域匹配4410|301|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：仅利用单一的目标特征进行跟踪是大多数跟踪算法鲁棒性不高的重要原因。提出了一种新的多特征融合目标跟踪算法，该算法将目标的颜色、纹理、边缘、运动特征统一使用直方图模型进行描述，以降低算法受目标形变和部分遮挡的影响，在Auxiliary粒子滤波框架内将所有特征观测进行概率融合，以突出状态后验分布中目标真实状态对应的峰值，从而有效避免了复杂背景的干扰，并给出了一种有效的融合系数计算方法，使融合结果更加准确可靠。实验结果表明，该算法能同时处理刚性与非刚性目标的跟踪，较单一特征的跟踪算法具有明显的优势，对复杂背景下的跟踪具有较高的鲁棒性。与现有多特征融合算法的比较也证明了本文算法的有效性。关键词：目标跟踪;多线索跟踪;概率融合;Auxiliary粒子滤波3988|285|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：在图像处理中常用水平线段集表示区域，提出了一种采用线段表结构来表示区域，并给出使用线段表改进传统像素标记与种子填充算法的快速算法。该算法中，线段表的每个表项对应一条水平线段，它包含L、xL、xR、y和F 5个参数，即表示上下线段连通关系的标记，左、右端点的x坐标，线段的y坐标与表示线段特征或类型的标志。具有相同标记的线段表表项构成连通区域。以线段表为基础，水平与垂直方向的连通检测可分别进行，水平方向可通过行程编码实现，垂直方向则通过比较上下线段的端点坐标来确定。线段编码是像素标记的改进，由行程编码、线段标记、统一标记与标记排序4个步骤组成。采用线段表结构后，线段编码中利用桶排序，种子填充新算法中，利用队列结构并避免重复扫描来提高效率，与轮廓填充算法相比较效率都可提高近一倍。关键词：线段表;线段编码;种子填充;像素标记;轮廓填充;快速算法4379|269|0更新时间：2024-05-07
图像分析和识别
- 摘要：在可视化技术中，人们常试图从3维图像中抽取特定的等值面，以近似表示3维图像中所包含目标的边界曲面。考虑到实际的3维图像中，某些目标的边界曲面可以被特定的等值面很好地逼近，但是由于许多目标的边界曲面事实上难以被任何等值面很好地逼近，因此，识别3维图像中哪些边界曲面可以被特定的等值面很好地逼近就成为可视化技术中一个非常重要的研究问题。为了准确地判定哪些边界曲面可以被特定的等值面很好地逼近，特提供了一个有效的判定方法。该方法首先计算紧密地分布于连续隐边界曲面两侧的目标网格点，然后判定计算得到的目标网格点集合与背景网格点集合可否在误分很小的情况被某些等值面分离开来。实验结果表明，该判定方法是可行有效的。关键词：边缘曲面;等值面;零交叉点;3维边缘检测;聚类3683|254|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对Contourlet多尺度、多方向性的优点，以及单一特征量融合规则过于片面性的缺点，提出了一种结合Contourlet自适应阈值滤波的区域能量标准差积的多极化SAR图像融合算法。该方法利用Sigmoid函数构建一种自适应阈值函数来处理Contourlet的高频子带系数，实现融合前图像的去噪处理，然后在Contourlet域中完成不同极化SAR图像的信息融合。根据各子带系数的特性，对低频子带系数采用区域能量融合规则和加权算法；高频子带系数采用区域能量和标准差之积作为融合规则，进行选择性融合。通过对实测极化SAR图像融合的试验表明，该算法在目视效果和客观评价指标方面比其他算法，都具有一定的优越性。关键词：SAR图像融合;Contourlet;相干斑抑制;自适应阈值;特征量积融合规则算法3667|260|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对隐藏在衣服下的武器融合检测问题，提出了一种彩色可见光图像和红外图像融合的新算法。该算法在基于RGB、HSV和LAB彩色空间变换的基础上，使用了双树复数小波变换技术，该变换明显具有平移不变性、方向选择性、有限数据冗余性、完美重构性和较高计算效率等特点，在融合方面优于其他的小波变换。融合后的图像保持了可见光图像的高分辨率；保留了红外图像中检测出的隐藏武器；维持了可见光图像的自然色彩。该融合技术的可行性在实验中得到了验证。关键词：彩色图像;红外图像;图像融合;双树复小波变换;隐藏武器检测3678|203|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：提出了用3个向量描述Harris角点方向特征的方法，该算法首先用Harris角点检测得到特征点，并把SIFT算法中使用的特征描述方法引入到特征点描述中；然后利用欧氏距离对点特征进行匹配；提出一种简单高效的排除错误匹配的方法。该算法对数字城市中序列图像匹配具有光照强度、平移、旋转不变性。实验结果表明，该算法匹配准确率较高，具有实用价值。关键词：数字城市;图像匹配;Harris角点检测;点特征;SIFT4414|335|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对解决图像有效情感标注的问题，提出了一种多特征综合的图像模糊情感注释方法。该方法在讨论图像中的可视化特征（颜色、纹理和形状）与图像情感之间关系的基础上，选取和修正合适的算法提取颜色、纹理和形状特征，并将其作为模糊输入量；提出一种情感空间表示法量化情感；利用模糊集的近似推理理论完成对图像的情感注释。对100幅自然图像进行模糊情感标注，将其结果和20名自愿者对图像的情感感觉进行对比，实验结果表明，该方法能够有效地标识图像情感语义，证实了所采用的情感空间表示法具有一定的科学性，对于装璜、电子教学、图像检索和情感计算有一定的应用价值。关键词：量化情感;特征提取;情感注释;映射3244|274|0更新时间：2024-05-07
图像理解和计算机视觉
- 摘要：对中国水墨画进行仿真研究是非照片真实感绘制领域的一个具有挑战性的课题。通过分析中国水墨画作画工具特性及水墨笔迹扩散的机制，提出一种基于遗传算法的水墨画墨扩散仿真方法，用以实现墨扩散艺术效果。该方法借鉴种群个体，二进制编码，基因变异等遗传算法基本概念，完成输入笔迹仿真模型的构建，并提出多级明考夫斯基距离-变异率映射表，使得种群个体自适应产生基因变异率，从而自动完成笔迹的墨扩散模拟。而且归纳出群体规模，纸元纤维门限等模型控制参数，通过参数的任意设定，用户可以得到丰富多样的扩散效果；为了增强扩散效果的真实感，从宣纸的物理特性进行分析建模，利用Ashikhmin纹理合成算法和高斯分布函数分别模拟了宣纸的宏观结构纹理和微观纤维随机特性，并应用霓红处理和图像分割等方法将两种特性整合统一，得到了更加逼真的仿真结果。实验结果表明，该方法较成功地模拟了中国水墨画的典型效果。关键词：非照片真实感绘制;水墨扩散;遗传算法;宣纸;纹理合成3777|254|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：线与体是3维空间中两类重要的空间对象，对其之间的拓扑关系进行研究在地矿开采、交通运输等很多领域都有非常重要的应用价值。为了准确高效地对3维空间线与体，特别是复杂对象间的拓扑关系进行分析，首先定义了一类基本空间对象，同时用9交模型来表达空间对象之间的拓扑关系；然后利用线与体之间的9条否定规则推导出基本线与体之间可能存在的11种拓扑关系，再利用复合推导的方法来得到复合线对象与体之间的19种拓扑关系；最后得出了用于推导分析复杂线与体之间拓扑关系的算法。经过详细分析与讨论，证明了这些拓扑关系具有完备性。实践表明，利用完备拓扑关系，不仅可以保证推导分析算法的正确性，也能极大简化复杂线对象与体对象间拓扑关系的分析。关键词：9交模型;拓扑关系;拓扑分析;拓扑关系完备性;线对象;体对象3835|284|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：为了获得光滑自然的点模型渐变效果，基于球面参数化，提出了一种鲁棒的渐变算法。该算法首先对源和目标模型进行球面参数化，使得参数化后的模型嵌入到单位球面上；然后在球面上自适应地对齐模型间的相应特征点，并将球面映射到矩形参数域上，基于该域建立模型间各采样点的对应关系；接着在渐变过程中，采用拉普拉斯算子计算出中间点模型的几何位置，以保持模型的细节；最后利用移动最小二乘曲面进行动态上采样，以消除中间模型的裂缝。实验结果表明，该算法具有良好匹配的采样点对应和光滑的渐变过程。关键词：点模型;球面参数化;拉普拉斯算子;渐变;移动最小二乘曲面3830|246|0更新时间：2024-05-07
计算机图形学
- 摘要：针对传统的增强现实系统在使用范围和可操作性等方面的局限性，首先介绍了一种基于移动便携设备的户外移动增强现实系统，并且分析了其主要的关键技术，然后重点阐述了该系统的体系构架和用于移动便携设备的3维图像渲染技术，通过北京圆明园部分场景的增强现实的实验结果表明，该移动增强现实系统不仅具有较强的实用性和可行性，并且还显示该移动增强现实技术具有广泛的应用前景和巨大的商业价值。关键词：增强现实;移动增强现实;Java3D4758|297|0更新时间：2024-05-07
虚拟现实和增强现实
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