最新刊期
2011 年 第 16 卷 第 5 期
- 摘要：该文是关于中国图像工程的年度文献综述系列之十六。为了使国内广大从事图像工程研究和图像技术应用的科技人员能够较全面地了解国内图像工程研究和发展的现状，并能够方便地查询有关文献，现从2010年在国内15种有关图像工程重要中文期刊的共134期上发表的3 251篇学术研究和技术应用文献中，选取出782篇属于图像工程领域的文献，根据各文献的主要内容将其分别归入图像处理、图像分析、图像理解、技术应用和综述五大类，然后进一步分入23个专业小类（与前5年相同）。在此基础上又进行了各期刊各类文献的统计和分析。根据统计分析结果可看到我国图像工程在2010年许多新进展的情况。关键词：图像工程;图像处理;图像分析;图像理解;技术应用;文献综述;文献统计;文献分类3690|487|0更新时间：2024-05-07
综述
- 摘要：无线接入和视频应用的日益普及使无线视频传输成为新的研究热点。随着研究的深入，跨层优化和不平等保护的思想逐渐为大多数研究所采纳。基于IEEE 802.11e协议研究无线视频传输质量的改善方法，提出一种综合考虑视频帧优先级和相对排队延时、适用于优先级数目有限的任何编码算法的视频帧调度算法。仿真实验结果表明，提出的算法具有远高于标准EDCA及其已有改进方案的平均峰值信噪比。关键词：视频帧调度;相对排队延时;不平等保护;优先级映射3011|202|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：在综合分析当前图像压缩算法的基础上，提出新的基于分层变块大小分解的图像压缩构想。JPEG、JPEG2000、分形作为当前最为流行的3种静态图像压缩算法，在对不同的图像进行相同倍率的压缩时，表现出同样的性能趋势：视觉上越复杂的图像，恢复图像的质量越低。经过大量实验发现，3种算法的压缩性能均与同一个指标存在明确关系——图像活跃度量(IAM)。根据图像不同区域的复杂程度不同，采用IAM和相似度作为性能指标，利用粒子群优化(PSO)算法求解最优近似图像，实现对图像的分层变块大小分解（SVBD），将图像中相同复杂特性的区块归为一类。该分解方式符合人类认知图像内容的特点，为提高压缩性能创造了有利条件。关键词：图像活跃度量;图像分解;分层;变块大小;粒子群优化;图像压缩2986|280|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：图像超分辨率重构是指由低分辨率图像来获得高分辨率图像的过程。为了能够有效地重构出高分辨率图像，提出一种基于图像局部自相似性的超分辨率快速重构算法。该算法首先利用四叉树分割的知识对低分辨率图像进行自适应分块；然后利用低分辨率图像和高分辨率图像在局部区域内的自相似性，由最小二乘方法在各个局部区域自适应的选择插值所需的参数，从而在各个局部区域内进行插值；最后运用小波域的投影算子对插值得到的高分辨率图像进行全局优化，得到最终的高分辨率图像。实验结果表明，由该算法重构的高分辨图像有很好的视觉效果和峰值信噪比。关键词：小波变换;最小二乘法;自相似性;超分辨率3799|254|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：提出一种基于脆弱水印的视频流完整性认证方法，在H.264压缩比特流中，首先根据I_Slice 中4×4块的编码模式生成认证码，然后通过调制某些运动子块的VLC码字将其嵌入B_Slice和P_Slice的视频流中。这种调制是基于VLC码字和待嵌入比特之间的映射规则进行的。映射后的码字与原码字具有很好的相似性，即码字长度不变，码字表示的编码元素值相似。该算法可以实现水印的快速提取，满足视频实时处理的要求。实验仿真结果表明，本算法具有较小的视频失真，并能有效地对视频帧进行完整性认证。关键词：视频水印;VLC;完整性认证;码字映射;指数哥伦布3213|212|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：分析H.264/AVC各帧间编码模式与最佳模式编码同一宏块（MB）时在比特率、参考帧选择及CBP（coded block pattern）上具有的相似性，对MB各最佳编码模式的比特率和CBP分布进行了统计，根据统计结果分析出比特率和CBP相结合能对编码模式进行比较准确的区分定位。并由此提出一种联合参考帧选择和模式选择的低复杂度RDO（rate distortion optimization）算法。算法利用P16×16模式编码得到的比特率和CBP来确定候选编码模式，用P16×16模式的参考帧来确定其余帧间模式的参考帧。最后将候选模式在候选参考帧中进行运动估计和编码模式的RDO，选出最佳编码模式。实验结果表明，提出算法与H.264/AVC参考软件JM12.0相比，平均比特率增加1.32%、 亮度PSNR减小0.0752dB，编码时间减少71.20%。关键词：视频编码;率失真优化;宏块编码特征3120|189|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：H.264以其优异的压缩比率和高图像质量在实时网络视频通信、数字广播电视及高清视频存储播放等方面获得广泛应用。变换量化作为H.264编码框架中的一个基础模块，是熵编码前的一个重要处理过程，它的主要作用是使输入系数间数据相关性降低。鉴于之前大部分的变换量化是基于软件或协处理器来实现以及此种实现方式在速度及吞吐量上的局限，而硬件实现在速度和吞吐量上则具有很大的优势， 因此研究H.264变换量化的硬件实现具有实用价值。采用高速并行处理的架构，基于寄存器传输级（RTL）用硬件描述语言完成了H.264中的整数离散余弦变换（IDCT）及量化算法的实现，并用Altera公司的Cyclone Ⅱ系列可编程逻辑器件实现了硬件验证测试。设计方案消耗了10489个逻辑单元，最高工作时钟频率为184.88MHz，数据处理能力达到2958Mpixels/s，可在一个时钟周期之内完成对一个4×4矩阵数据的变换量化处理，可满足高速高吞吐量数据流处理的要求。关键词：整数离散余弦变换;量化;H.264标准;可编程逻辑器件（FPGA）3551|222|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：视频错误检测是视频错误隐藏的基础，为此针对视频的典型应用场景对其展开研究，对基于空域特征的错误检测算法进行了改进，使其可自适应调节判决门限。在此基础上综合已有算法并引入视频时域相关性特征，提出一种具有较强普适性的基于先验约束的空时联合视频错误检测算法。以3G视频通话业务为例进行仿真，仿真结果表明，该算法错误检测的定位精度较高，为错误隐藏提供了可靠依据。关键词：错误检测;语法特征检测;空域特征检测;时域相关性检测;空时联合;3G2440|200|0更新时间：2024-05-07
图像处理和编码
- 摘要：图像分割在多媒体,图像处理,计算机视觉领域扮演着重要角色。提出了基于图像分割熵的二区域图像分割方法。 首先,根据熵的特性:单个随机变量所对应的熵越大,所包含的信息量越大,图像是单一区域时,所含的信息量(熵)较小,引入图像分割熵(ISE)测度,用于度量两区域图像分割准确程度,将两区域图像分割问题转化成ISE最小值问题。然后,采用迭代图切(graph cut)算法给出ISE最小值问题的近似解,实现二区域图像分割。实验结果表明,基于图像分割熵的二区域图像分割方法是可行有效的。关键词：图像分割熵;迭代图切3505|272|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对图像分割中小波域多尺度马尔可夫模型(MRMRF-W)无法有效描述图像非线性特征，提出了一种在形态小波域下的多尺度MRF模型（MRMRF-MW）,实现纹理图像分割。该模型结合了形态小波和MRF各自的优势，能够对图像进行非线性多尺度分解，并在各尺度上进行空间关系建模。通过对两个纹理图像库（Brodatz纹理库、Prague纹理库）中图像的分割实验，验证了该模型的有效性。关键词：形态小波;马尔可夫随机场;分割;纹理2946|243|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：提出一种利用视觉显著性对图像进行分割的方法。首先提取图像的底层视觉特征，从局部显著性、全局显著性和稀少性3个方面计算各特征图像中各像素的视觉显著性，得到各特征显著图；对各特征显著图进行综合，生成最终的综合显著图。然后对综合显著图进行阈值分割，得到二值图像，将二值图像与原始图像叠加，将前景和背景分离，得到图像分割结果。在多幅自然图像上进行实验验证，并给出相应的实验结果和分析。实验结果表明,该方法正确有效，具有和人类视觉特性相符合的分割效果。关键词：图像分割;视觉注意;显著图;阈值5082|367|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：提出一种基于无监督模糊C均值聚类的彩色自然图像分割算法。使用置信区间交集准则自适应得到Gabor滤波器中各个像素点对应的尺度，并以该自适应尺度为依据，计算相应的自适应方向、频率以及相位；使用该自适应Gabor滤波方法分别对各通道进行纹理分析得到相应的纹理图像。提出一种快速的基于多项式分割的方法对各个纹理图像进行分析，确定聚类数目，并使用无监督模糊C均值聚类算法得到最终的分割结果。实验结果表明，该算法能够很好地克服图像纹理对于分割结果的影响，有效区分目标与背景，分割结果具有较高的分割精度，是一种有效的自然彩色图像分割方法。关键词：自然图像分割;无监督聚类;模糊C均值;Gabor滤波;置信区间交集;纹理特征3641|725|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：半监督聚类利用少量标记样本的辅助信息来引导对大量无标记数据的分割。Pedrycz提出的半监督FCM(sFCM)算法应用标记样本的类别归属信息来辅助聚类，其在标记点过于稀少时会退化为无监督FCM算法且收敛较慢，难以应用于多数实际问题。在半监督FCM的基础上提出一种改进退化的半监督FCM算法(dsFCM)，通过在sFCM迭代过程中设置监督成分的比重，来加大标记样本点对聚类中心的影响力，在聚类精度、速度和鲁棒性上均比半监督FCM有所提高，解决了标记点稀疏时的退化问题，在医学图像分割上取得了良好应用。关键词：聚类分析;半监督学习;图像分割;FCM;种子聚类3646|271|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：非结构化道路区域检测是智能车环境感知的重要问题。提出基于多方向Gabor纹理直方图的SVM分类器，并将其与直方图反向投影器组合，建立了协同学习框架。在实际运行中，两个学习器可以相互为对方提供标注样本进行更新，既提高了在线学习能力，又回避了自学习过程经常导致的模型漂移问题。经实验测试，协同学习机制显著改善了道路检测性能。关键词：协同学习;道路检测;支持向量机2981|213|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：人脸识别技术在门禁、视频监控等公共安全领域中的应用日益广泛，人脸特征数据的安全性和隐私性问题成为备受关注的焦点。提出一种基于SIFT的人脸特征安全保护新算法，首次将随机投影应用到对人脸特征数据的保护中。该算法首先利用SIFT特征对旋转、尺度缩放、光照变化等具有较好稳定性的特点，提取有较好鲁棒性的人脸数据；然后根据用户密钥对SIFT特征进行不可逆变换，生成具有可重建性的人脸特征模板数据，从而实现对人脸特征数据的保护。实验表明，该算法在CMU、AR和Feret人脸数据库中均取得较高的识别率，不仅对人脸特征数据具有保护作用，并且对姿势、遮挡和表情的变化具有较高的鲁棒性。关键词：人脸识别;SIFT;安全性;隐私性;鲁棒性3402|255|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：提出一种新的3D掌纹识别方法，利用掌纹曲面的3D曲率信息提高当前2D掌纹识别算法的精确度和鲁棒性。首先因曲率是3维物体的重要表征，能够与视点无关地表现曲面的局部形状，不管手掌发生旋转或者平移，曲率信息都是稳定的，因此提取3D掌纹的均值曲面曲率特征来刻画3D掌纹的曲面特征；继而获得3D掌纹映射到2D空间上的灰度图像——均值曲率图像(MCI)；然后在获得的MCI上采用正则化的LDA(RLDA)方法来进行二次特征抽取，以消除传统线性判别分析(LDA)应用于识别时存在的小样本问题和优化准则函数并不直接与识别率相关等问题。实验结果表明，所提出的方法相比与传统的LDA、PCA、ICA、LPP等方法有更高的精度和速度。关键词：3D掌纹识别;曲面曲率;RLDA3341|211|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：描述一个实时在线人数计数系统，该系统采用检测加跟踪的方法来实现人数计数功能。在检测阶段，采用MBLBP（multi-scale block LBP）特征，从运动区域上检测出行人。该特征速度快，并且在归一化下，能够适应多尺度的应用；在跟踪阶段，通过一个概率模型，将对行人的跟踪转化为对特征点的跟踪，并且在将检测目标和跟踪目标进行一一对应时，进一步利用各个目标内的特征点来完成相应的操作。最后用实际中不同场景下的视频，对系统的性能进行测试，同时还在一段公开的视频上进行了测试，实验结果表明,该系统能够在不同场景下较准确地实现人数计数功能。关键词：人数计数;行人检测;目标跟踪;特征点4164|290|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：红外小目标跟踪易受到相似目标与背景的干扰，针对此问题提出一种融合灰度与速度线索的红外小目标跟踪算法。该算法通过快速时域高通滤波器滤除噪声并突出目标，利用主分量分析提取速度特征；以分层粒子滤波为框架，首先利用高通滤波图像灰度核函数加权直方图进行第1层粒子滤波，粗略地估计目标状态；然后利用速度线索进行第2层粒子滤波，精确地估计目标状态。实验结果表明，提出的红外小目标跟踪算法具有较强的抗干扰性能和较高的跟踪精度。关键词：速度线索;主分量分析;分层粒子滤波;红外小目标跟踪3607|251|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：Stauffer等人提出的混合高斯背景减除建模技术及其改进算法在真实场景的运动目标检测系统中取得了较好的检测效果且被人们广泛应用。然而，此类方法通常采用单一的颜色视觉特征进行建模。当运动目标的表观颜色和背景场景的表观颜色相近时，检测准确度会大大降低。对于场景亮度条件的突变而引起的前景噪声，即使采用模型更新机制，也不能有效及时的去除。针对这些不足，提出一种基于颜色、边缘和纹理视觉特征的混合高斯建模技术。新的建模特征能够很好的描述背景区域的本质，对前景目标有着非常好的区分力，并且采用准确率和召回率对实验结果进行定量分析。实验分析表明，新算法有效地解决了传统算法存在的问题。同时也为后继的高层视觉分析任务打下了良好的基础。关键词：多种类视觉特征;混合高斯;离散余弦变换;准确率;召回率2875|283|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：渗透率图像的预测模拟对油田的开发具有重要意义。充分利用条件数据可以提高渗透率模拟的精度，因此提出一种基于连续型多点地质统计法和软硬数据的渗透率图像模拟方法。首先，利用过滤器得分操作对渗透率图像降维，所有的过滤器得分形成了一个过滤器得分空间;其次，通过两步划分法将得分空间划分，得到每个非空得分类的特征，形成一个“特征库”;最后，通过自定义的距离函数从“特征库”提取已知模式的特征，以完成对节点的模拟。比较各情况下渗透率模拟图像可以看出，将软硬数据同时作为条件数据的模拟图像由于采用了较为丰富的条件数据信息，因此与真实情况下的渗透率分布在结构特征上最为接近。关键词：多点地质统计法;软数据;硬数据;渗透率;过滤器;变差函数2728|418|0更新时间：2024-05-07
图像分析和识别
- 摘要：用形状轮廓上点的坐标位置相对于形状重心位置的分布关系描述形状，提出一种极坐标下形状轮廓点分布直方图描述符(contour points distribution histogram)，该描述符不仅符合人眼的视觉直观感受、计算简单，而且其本质上具有缩放和平移不变性。用动态规划算法(dynamic programming algorithm)来度量轮廓点分布直方图之间的距离，部分解决了轮廓点分布直方图对于旋转不变性的要求。在多个形状图像数据库中的实验结果表明，该方法在单目标封闭轮廓的形状图像检索中取得了良好效果。关键词：形状;轮廓点分布直方图;图像检索;动态规划算法2855|232|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：人脸特征点自动定位及对应点匹配是计算机视觉和模式识别领域一个非常热门的研究方向，应用领域包括图像配准、对象识别与跟踪、3维重建、立体匹配等。通过相对角直方图分布和K均值聚类确定脸部特征点的聚类点集，再利用几何信息提取聚类点集的特征，进而采用支持向量机分类最终从点集中分离出39个脸部特征点。实验结果表明，此混合提取方法比单纯使用RAC得到了更好的匹配准确率，在给定的距离阈值范围内，50%的特征点定位准确率达到了100%。关键词：相对角度分布;支持向量机;特征点定位;K均值聚类3103|223|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：提出一种综合利用线框模型几何信息和拓扑信息的表面识别算法。首先利用平行投影法将3维线框模型投影到2维平面上，隐藏被遮挡边和悬边悬链;然后在可见投影边线图中，根据各个顶点的关联边序列，按照顺时针最小转角原则搜索最小回路;最后根据Moebius规则和二流形体的性质，及时删除不是表面投影的非法回路和图中的完备边，并调整回路的方向，使其均指向体外。通过各类典型立体的表面识别实验表明，算法具有广泛的立体适应能力和较高的效率。关键词：线框模型;表面识别;投影;回路3020|182|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：在多聚焦图像融合算法中，针对多分辨率系数融合法无法提取源图像清晰像素点和分块法存在的块效应的现象，从多聚焦图像清晰像素点和人眼视觉对比度的特征出发，利用平稳小波变换(SWT)的非下采样性和平移不变性，定义基于SWT的图像像素点区域对比度作为提取像素点的依据，在研究区域对比度邻域大小对像素点提取影响的基础上，设定适合的阈值建立提取模板，对多聚焦源图像中清楚区域的像素点进行提取，并对小部分未能提取的像素位置采用基于局部能量策略进行融合。仿真实验结果表明，新算法既有效地提取源图像的清晰像素点，又改善了块效应现象，融合效果有了很大提升。关键词：多聚焦;图像融合;平稳小波变换;区域对比度;像素提取3511|221|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：相对于刚体，柔性体的建模和分析比较复杂，点分布模型是目前最有效的柔性体建模方法之一。然而，在许多条件下，需要依据研究对象的时间变化特性构建多个即时模型或者任意时刻的点分布模型。针对这种情况提出一种插值算法，根据两个相邻的已知点分布模型生成某个中间时刻的过渡模型。以线性插值为例，可以在任意给定时刻生成一个插入模型的平均形状和特征表达。其中，平均形状可由前后相邻模型的线性组合计算得到，而特征表达则需要根据相应协方差矩阵的特征向量分析得到。经过了计算机仿真和实际图像验证，结果表明，这种模型插值技术具有良好的可行性和实用价值。关键词：点分布模型;模型插值;ASM;AAM;柔性体;图像处理2891|185|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：统计形状模型(SSM)是有效的图像处理与分析方法。为了建立模型，需要从形状样本集中提取出具有对应关系的轮廓采样点集合，这是决定模型性能的关键。传统的手动标定这些点集来确保对应关系枯燥耗时且带有主观性，更难以向高维拓展。对形状建立逐层的多尺度参数表示，基于最小描述长度(MDL)，在粗尺度上建立反映点对应程度的目标函数并最小化，提出首先确保粗尺度上具有最优意义的点对应，同时在精尺度上使用最便捷的弧长参数函数来确定特征点，完成感兴趣目标的快速统计形状建模，进而统计分析以验证模型性能，为后续图像分割或定量分析打下基础。实验对肌肉骨骼核磁共振成像(MRI)中椎骨、椎间盘以及半月板等具有临床意义的结构建立了统计形状模型，验证了本文方法与手动取点相比具有客观可重复性且更加简洁，与单一尺度下的MDL方法相比时间效率更高。基于此模型的图像分割与基于手动建模的分割相比，误差相当或有所降低。关键词：统计形状模型;最小描述长度;点对应问题;自动标定特征点4373|223|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：不规则曲面的拼接是3维拼接中的难点，提出采用不规则曲面点与其一邻域点重心间的距离作为刚性特征对点云进行粗配准，使用迭代最邻近点算法和刚性特征进行精配准。实验结果表明，刚性特征迭代最邻近点算法的误差收敛速度显著提高。当点云为重心距离大于10的差姿态时，该算法与不进行粗配准的迭代最邻近点算法相比，收敛速度和拼接质量都有较大提高。关键词：不规则曲面;特征配准;重心距离特征;迭代最邻近点算法3858|246|0更新时间：2024-05-07
图像理解和计算机视觉
- 摘要：提出一种基于2次误差测度（QEM）的网格简化改进算法。算法首先对折叠边所产生的新顶点定义其在初始网格上的简化支撑域，从而建立新顶点与初始网格之间的联系；然后计算新顶点到支撑域的2次距离误差作为该顶点的全局简化误差，并将原始QEM中的误差作为局部简化误差；最后将两个误差之和作为新的折叠代价目标函数以实现对原有QEM算法的改进。多个模型的简化实验表明，改进算法能较好地保留初始网格的细节特征，并且较为明显地降低简化误差。关键词：网格简化;支撑域;全局误差;2次误差测度;边折叠3497|237|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：运用能量优化的思想，提出一种B样条曲线变形的新方法，可用于B样条曲线的变形。首先将B样条曲线段类比为有限单元法中线单元，并将作用在B样条曲线段的外载荷等效成线单元的端点力，分别建立B样条曲线内部能量、外载荷能量函数方程；外载荷的改变将引起B样条曲线能量的变化，通过求解一个使曲线能量的变化量为最小的优化问题，得到变形后的B样条曲线。运用该方法实现了B样条曲线的局部、整体等变形操作。关键词：B样条曲线;变形;能量优化;能量模型3198|182|0更新时间：2024-05-07
计算机图形学
- 摘要：针对位置服务系统中移动端矢量空间数据的有效组织问题，对现有方案进行比较和拓展，提出一套新的基于可伸缩矢量图形（SVG）的数据表达和压缩的系统解决方案，重点研究并解决了利用表达的精简和GZIP压缩相结合的改进方法实现数据压缩的关键技术。实验结果表明，SVG格式适用于位置服务中对空间数据的表达，且改进的压缩方式优于传统压缩算法，验证了技术方案的可行性。关键词：移动位置服务系统;可伸缩矢量图形;表达;开放源码无版权工业标准压缩格式（GZIP）;可伸缩矢量图形压缩格式（SVGZ）2812|198|0更新时间：2024-05-07
图像修复
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