最新刊期
2011 年 第 16 卷 第 6 期
综述
- 摘要：提出一种利用图像边缘和Directionlet变换构造水印同步信息的新水印算法。将图像一条显著边缘的方向作为Directionlet的变换方向，与之成特定角度的方向作为队列方向，据此生成整数栅格的采样矩阵；水印在每个陪集的中低频子带内自适应嵌入；以图像显著边缘为一坐标轴建立坐标系，在该坐标系内检测水印，可以排除几何攻击对水印位置的影响。实验结果表明,较之基于Wavelet和Contourlet的水印算法，本文方法对抗几何攻击的优势非常突出，尤其对旋转攻击，效果更明显。关键词：Directionlet变换;显著边缘;变换方向;队列方向;整数栅格;陪集2807|240|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对AVS-M亚像素运动矢量搜索的复杂性，提出一种基于预测的亚像素运动估计快速搜索算法。算法通过分析亚像素候选点的匹配误差关系排除可能性小的点，保证了亚像素搜索的准确性。通过有效的搜索策略，对于不同运动特征的视频序列，在平均PSNR下降不超过0.01dB的情况下，与亚像素全搜索算法相比，搜索点数减少65.25％87.69％，与中心偏置亚像素搜索算法相比，搜索点数减少43.67％67.38％，有效减少了亚像素运动估计的计算量。关键词：AVS-M;视频编码;亚像素运动估计;预测矢量3200|200|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：运动估计作为H.264中最重要最耗时的部分，大量的算法研究都是通过减少搜索点数来降低计算量。视频序列中，人们感兴趣的往往是运动的物体,背景部分一般拥有大量的静止块，帧间背景间的运动可以认为完全是由摄像机的运动引起的。利用背景块与前景块的图像特征结合MV预测提出一种新算法。该算法包括以下策略：静止块判断、背景块、前景块和边缘块的检测、起点预测和搜索窗口的改进，同时引进了边缘检测技术。实验结果表明，该算法与全搜索算法(FS)、UMHex、SUMHex相比，搜索时间减少了，而搜索精度接近FS, 码率只有很小的增加。关键词：运动估计;背景块;前景块;起点预测3267|219|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：为了解决3维形貌测量中单一频率光栅条纹的测量信息少、1维双频光栅两个同方向载频容易产生频率混叠及两个载频条纹测量精度不同、连续相位解包法在复杂物体相位解包所存在的问题，提出采用2维网格光栅作为空间载频光栅条纹联合2维窗口傅里叶变换的傅里叶变换轮廓术。两个载频相互垂直，减少可能的频谱混叠；应用2维窗口傅里叶变换进行频谱分析和设计带宽自动调整的滤波器分离出两个1维变形光栅条纹，在一幅变形网格光栅图像中得到两个方向光栅各自所对应的包裹相位分布；并且应用查表法解包得到真实调制相位分布。与1维单频和1维双频比较，这种技术可以获得两倍相同精度的测量信息，并能对复杂物体的相位分布进行解包。给出了详细的理论推导、计算机模拟和实验结果，证实了该方法的可行性。关键词：信息光学;轮廓术;2维窗口傅里叶变换;2维网格光栅3143|223|0更新时间：2024-05-07
图像处理和编码
- 摘要：假设图像中各像素灰度值是具有一定概率分布的随机变量，由贝叶斯定理，正确分割观测图像等价于求出具有最大后验概率的实际图像估计。在此框架下，提出了一种改进型Graph Cuts图像分割算法。与传统Graph Cuts分割算法相比，该算法在模型建立上有两个方面的改进：1)将模糊C均值聚类引入数据约束能量函数来得到各像素在某个标记下的概率，改善了收敛性能;2)使用非参数方法估计图像的统计分布，然后用此统计量构成图像分割的先验概率，并保证分割结果的局部平滑。由于非参数估计是由样本直接估计得到的结果，特别适用于小样本和分布函数不恒定的情况，因此拓展了算法的适用范围。实验结果表明，改进算法在遥感图像分割和医学图像分割中均提高了分割精度，证明了该算法的有效性。关键词：Graph Cuts;贝叶斯图像分割;模糊C均值;非参数估计3942|303|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对现有图像分割模型对光照敏感，提出一种新的基于区域的主动轮廓线模型。该模型能量泛函包含一个惩罚区域弧长的几何正则项和一个区域数据拟合项，特别的是数据拟合项采用局部熵来区分不同的区域。首先，根据图像像素空间排列之间的相关性，采用一个滑动窗函数提取图像局部熵特征,将图像从灰度空间转化到相应局部熵特征空间；然后，在局部熵空间计算最大后验分割概率得出两相区域竞争模型，为了能够快速求解该模型，采用隶属度函数替换特征函数得到了凸的模糊区域竞争模型。最后，采用快速的Chambolle对偶方法得到全局最小解。实验结果表明，该算法可以得到令人满意的分割效果且收敛速度快和对光照稳定。关键词：图像分割;主动轮廓线;变分;模糊;局部熵3772|282|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对现有的基于归一化的图谱理论阈值分割算法的权值计算公式没有充分考虑像素点的关联，在图像含有弱边界时很难得到真实解，导致图像细节分割不理想的问题，本算法首先使用高斯混合模型构造新的约束条件引入到权值计算中，使得权值计算充分地考虑像素点之间的关联。在计算图谱划分测度前，本算法通过高斯混合模型的均值参数自适应确定门限值的分布区间，较大地提高了图谱划分测度计算的效率。实验结果表明，相对于现有的基于归一化的图谱理论的阈值分割方法，本文算法具有较好的分割效果，可以保留图像更多细节。关键词：图谱理论;阈值分割;高斯混合模型;图谱划分测度2941|230|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对复杂相变热图序列相变线自动提取问题，提出一种基于帧间差分信息的C-V主动轮廓模型提取方法。首先建立一种基于结构特征的图像精确匹配指标，解决相变热图序列中部分帧的位置偏移问题;然后利用与模板图像的帧间差分及差分图像的对比度增强获取有效相变信息;最后在考虑帧间相变线关联性的基础上，提出一种融合形状先验特征的C-V主动轮廓模型相变线跟踪算法。实验结果表明，该算法解决了目前方法无法解决的序列图像中多相变线、拓扑变化等问题，能适应多种不同类型的模型实验物，且运算速度较经典C-V模型有很大提高。基于该算法开发的软件系统在实际中得到成功应用。关键词：相变热图;C-V主动轮廓模型;图像分割;图像序列2927|365|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：在基于模式匹配的目标跟踪算法中，由于受遮挡、自身外观变化的影响，模板更新问题一直是目标跟踪的一个难题，因为遮挡和外观变化均表现为目标内灰度的变化，但由障碍物遮挡引起的灰度变化不能更新为模板；而由目标自身引起的灰度变化又要即时地更新为模板。为此，提出一种带有遮挡和外观变化判断的局部模板更新算法。算法使用分块模板并根据目标中变化的信息分别来自目标和背景的概率来区别外观变化和遮挡这两种情况。目标被部分遮挡时，通过不更新模板来防止障碍物信息混入模板；目标外观变化时，提出一种新的局部模板更新算法以适应目标的不断变化。实验结果表明，该算法既能较好地适应目标的外观变化，又具有较强的抗遮挡能力，比整体模板更新算法具有更好的鲁棒性。关键词：分块跟踪;模板更新;外观变化;遮挡4095|243|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：针对背景减除法中经典混合高斯模型计算量过大的问题，提出一种新的背景混合高斯模型。该方法利用偏差均值作为判断模型是否与当前像素值匹配的阈值参数，有效减少了经典模型中由于开平方及指数运算带来的庞大计算量；同时引入持续平稳时间的概念，采用非线性权值更新方法，能够使较长时间停留在场景中的物体迅速成为背景。实验结果表明，该方法显著提高了背景模型的计算效率。关键词：目标检测;背景模型;混合高斯模型;权值更新2957|272|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：文字检测是文字信息提取系统中最重要的环节。针对在非均匀光照或背景图案复杂等恶劣环境下文本行难以被检测的难题，设计一种通用的基于笔画方向信息图的通用文字检测算法，该算法采用由粗到细的实现框架。在粗的文字行定位中，利用Haar小波和LBP描述符，建立与原图像相对应的笔画方向信息图，经滤波，连通域分析以及PPA后得到候选的文字行；在文字行精确分类中，利用SVM分类器，并结合多种文字的纹理特征，确认最终的文本行区域。针对图片数据库ICDAR03的实验表明该算法能在不同条件下快速，准确地检测出文字区域，文字检测的精确率为0.64，召回率为0.67。关键词：文字检测;Haar小波;LBP;支持向量机3578|229|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：镜头是视频的基本组成单元，其自动检测与分类是视频分析的重要任务。为了有效利用视频流视觉上的感知特性，提出一种基于标签传递的镜头边界检测与分类算法。该算法利用半监督学习的标签传递机制，通过视频流中连续多帧之间的相关性，将预先构造的初始状态标签通过相关图不断传递，以揭示不同镜头变化类型的视觉感知特征。然后利用多类SVM分类器进行镜头类型分类。实验结果表明，本文算法能有效识别多种镜头类型，对视频分析、检索等具有一定实用价值。关键词：镜头检测;标签传递;镜头分类;支持向量机3188|187|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：为了弥补运动目标检测中传统混合高斯背景模型仅对单个像素建模、运算耗时的不足，通过提取背景时间统计特征和空间区域特征建立模型，针对模型中的高斯分量采用一种改进的分量个数自适应算法，并在此模型基础上，提出一种自适应迭代分块目标检测方法。通过包含区域信息的背景模型检测目标，减少在同一背景区域中目标的误判和漏判。将自适应迭代分块检测算法与背景的区域信息结合，可以在不降低检测精度的前提下大大提高算法执行速度。实验结果表明，相对于传统算法，本文检测法检测结果信噪比更高，目标更加完整，运行速度平均提高了22%。关键词：混合高斯;背景区域;自适应;分块检测2839|302|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：人体骨骼动画技术是虚拟人物建模中的研究重点。在现有人体骨骼动画的制作过程中，动画师必需手工标定人体各主要关节点位置及人体骨架每一关键帧的姿态，工作量巨大。因此提出一种自动提取人体任意姿态网格模型骨架结构的方法。该方法首先利用模型各顶点间测地距离的几何关系自动识别人体位于四肢和头顶末端的5个特征点，再以特征点为起点生成等测地距离曲线族,利用等测地距离曲线将人体四肢和躯干区分开来，将这些相邻等测地线中心连接起来生成5条骨骼中心线，最后在中心线上根据中心夹角极小值及等测地距离曲线似圆率来确定人体关节的确切位置。实验结果表明，该算法能适应不同姿态的人体模型，计算结果准确性高，能完全自动实现关节点定位和骨骼提取。关键词：虚拟人体模型;姿态无关性;测地距离;骨骼提取3886|733|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：指纹图像细化是指纹识别算法中的重要环节，对特征提取起到关键作用。为了快速和高质量地对指纹图像进行细化，对快速细化算法和改进OPTA细化算法不足产生的内在原因进行分析，提出一种新的复合式指纹图像细化算法，该算法设计一套预处理模板，避免了快速细化算法形成的毛刺，并对改进OPTA算法进行了优化。大量实验结果表明，该算法不但具有以往算法的优点，有较好的细化速度，而且细化质量有显著地提高，细化后的图像光滑几乎无毛刺。关键词：指纹;细化;并行算法;模板3856|263|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：多值指数关联联想记忆模型（MMECAM）是一种高存储容量的自联想记忆神经网络。在详细分析其优缺点的基础上，通过改进MMECAM模型的更新规则，首先提出一个新的高斯自联想记忆模型（GAM），然后通过定义简单的能量函数从理论上证明其在同、异步方式下的稳定性，从而保证所存储的模式能最终成为GAM的稳定点；其次，通过引入一般相似性测度进一步提出广义GAM模型（G-GAMs）框架，使得GAM模型成为其特例;最后，将GAM模型应用于单样本图像识别，计算机模拟证实了该模型的鲁棒性能。关键词：联想记忆;稳定性;相似性测度;神经网络;图像识别3825|188|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：图像质量的差异能够反映拍摄环境成像条件的差异。提出一种利用视频监控图像序列评估空气质量的新方法：首先定义3类图像质量评估参数，即图像的噪声亮度比、对比度以及模糊度来度量当前图像的质量；其次对监控图像序列连续帧数据计算上述质量参数，并将计算结果在时间轴上顺次连接形成3类时间序列数据；再次对上述时间序列数据中的噪声亮度比采用Gompertz增长类型扩散过程模型进行建模与分析，同时对对比度、模糊度参数使用降趋势波动性分析（DFA）方法进行分析；最终通过对Gompertz模型以及DFA模型的模型参数的分析，可以评估与解释空气质量程度的好坏。比较了晴天与雾天条件下模型变化趋势的不同，大量实验亦表明此方法的有效性。关键词：图像质量评估;DFA;扩散过程;空气质量评估3361|189|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：研究一种基于4维医学图像的活动形状模型方法，用于构建人类心脏的3维柔性模型并进行自动化参数分析，以得到心脏各方位的量化功能指标。首先，通过造影技术获取心脏周期内各时刻的立体图像，根据时间序列形成一组4维图像。在大量医学图像的基础上，用统计方法分析得到心脏的一般形状，局部的变化范围和分布概率密度，为人类心脏建立一个数字化的计算模型。在此基础上，针对具体病人进行图像分割和形状拟合以计算其心脏静态和动态形状参数，然后分析得到与心脏功能相关的一些重要参数。研究内容包括心脏模型的建立,心脏静态参数分析,心脏动态功能分析,疾病分析等，对病人心脏在特定时刻的每组图像生成其3维结构模型，为医生提供丰富有力的诊断和治疗依据。关键词：心脏;4维医学图像;活动形状模型;柔性建模法;图像处理3406|246|0更新时间：2024-05-07
图像分析和识别
- 摘要：提出一种新的对象分类方法，该方法将抠像技术应用到图像检索领域。给前景层图像块较高的权值，背景层图像块较低的权值，并对图像块按照权值大小排序，图像间内容相似度比较时，首先计算对应权值的图像块间的距离，再将所有块间距离加权累加作为图像间距离。新方法的有效性在牛津大学花卉图像集上得到验证，实验结果也表明，相对于传统的计算对应位置的图像块间距离的方法，新方法的检索准确度有明显的优势。关键词：图像检索;抠像;空间信息;图像块2694|215|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：当图像中特征点缺失比较严重时，利用特征点S维分配算法和K均值聚类算法的图像匹配性能较差。此外，随着待匹配图像数量的增加，上述两类算法的计算量急剧上升。针对上述问题，提出一种新的图像匹配判决算法——利用特征点序列截断的匹配判决。该算法利用了匹配特征点之间的匹配度量大于非匹配特征点之间的匹配度量，以及同一匹配簇中来源于同一图像的特征点不超过一个的先验知识，一方面对特征点缺失具有较强的鲁棒性，另一方面克服了上述两类算法中的组合爆炸问题。仿真实验证实了所提算法的有效性。关键词：机器人视觉;图像匹配;S维分配算法;特征点序列截断2904|208|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：通过双目立体视觉重建得到的真实物体3维模型一般具有较大的噪声，并可能存在孔洞。针对这一问题，提出在规则3维点集下，通过非局部(NL)方法来滤除3维模型的噪声并填补孔洞。为提高算法效率，对含孔区域和非孔区域的点集，分别做基本NL滤波和基于主成分分析的NL滤波，然后进一步通过NL方法对孔洞做填补。实验结果表明，对于多种真实物体，所提出的方法均能有效地重建3维模型，且与其他方法相比具有更高的精度。关键词：双目立体;非局部;去噪;补洞;主成分分析3553|226|0更新时间：2024-05-07
图像理解和计算机视觉
- 摘要：提出一种基于质点平流的增强型IBFV可视化算法，可显著增加IBFV算法生成图像的对比度。首先通过质点平流获得一系列的矢量纹理；然后将这些矢量纹理作为IBFV算法中的背景图像，代替原来的噪声纹理与帧缓存中的纹理进行图像混合生成新图。通过这种方式不仅可以准确反映流场的动态变化，而且增强了矢量线间的对比，同时还可以获得较高的绘制速度。关键词：矢量场可视化;质点平流;纹理映射;图像混合3634|210|0更新时间：2024-05-07
计算机图形学
- 摘要：当前角色动画的合成大多是在预设的场景中，采用导入与角色骨骼模型匹配的运动捕获数据的方法，这就满足不了多种拓扑结构的骨骼模型和实时变化场景的需要。针对上述问题，提出重定向运动捕获数据到多个任意骨骼拓扑结构的算法，通过采用以实时3维动态寻径算法为基础的角色智能寻径模型，结合语音用户接口代替图形用户接口的方法，实现虚拟角色在动态3维场景中的真实感运动。实验结果表明，本方法可以合成流畅而逼真的，与环境实时交互的角色动画，提高了数据重用性，降低了动画合成成本，满足不同动态3维场景中动画合成的需要。关键词：运动捕获;运动重定向;智能寻径;动画与场景交互;语音识别3125|266|0更新时间：2024-05-07
虚拟现实和增强现实
- 摘要：遥感图像的噪声分析、评估和滤波一直是遥感图像处理的一个重要研究领域。近年来，基于非线性扩散模型的图像去噪方法因其在对图像进行去噪的同时，对图像的特征信息具有一定的保护作用而受到遥感图像应用领域的关注并成为研究热点。针对P-M方程和ALM模型在去除遥感高斯噪声时所存在的对图像强边缘附近的噪声难以去除和可能造成奇异点的模糊或丢失等问题，将小波变换模极大值进入到扩散模型中提出一种新的非线性扩散模型，并给出模型的离散化算法。该模型有效地克服了P-M模型和ALM模型在图像去噪过程中的不足，在有效去除噪声的同时，很好地保留了遥感图像的边缘和纹理细节信息。实验结果验证了所提出模型的有效性和稳定性。关键词：遥感图像;去噪;小波变换模极大值;非线性扩散2894|237|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：根据Harris角点检测原理，提出角点测度的概念，并以角点测度响应值作为高频图像融合系数的选择依据，进而提出基于图像冗余小波域的角点测度重要中心系数算法。算法首先利用冗余小波变换把多光谱图像分解成小波平面和相似平面，然后利用角点测度响应函数来估计小波平面的角点测度，用基于角点测度响应值的重要中心系数融合规则融合小波平面。对相似平面则采取加权平均的融合规则，最后通过冗余小波逆变换得到融合图像。在实验中，用Clementine月球表面多光谱数据和SPOT5多光谱数据验证了算法的有效性，并和其他方法做了比较，除了基于视觉的主观比较以外，还引入了标准差、熵、清晰度和相关系数等客观评价指标对融合结果进行评价，结果表明，算法有效地保持了原图像的细节特征，如边缘、角点等。关键词：图像融合;角点测度;冗余小波变换;月球表面多光谱图像3380|248|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：高辐射分辨率（≥10bit）航空航天数字遥感影像已经逐渐成为空间地理信息获取的主要数据源。针对高辐射分辨率遥感影像的特性，提出了一种基于整数DCT变换的可逆信息隐藏算法，通过对整数DCT变换后的高频系数进行修改来实现待隐藏信息的调制嵌入，并提出了相应的容量提升和失真控制方案，且能够在精确提取隐藏信息的同时实现原始数据的完全无损恢复。实验结果表明，该算法具有较好的不可感知性，可以有效抵抗线性拉伸攻击，并且对于剪切、旋转、噪声，滤波等攻击都具有较强的鲁棒性。关键词：遥感影像;高辐射分辨率;可逆信息隐藏;整数DCT变换3024|201|0更新时间：2024-05-07
遥感图像处理
- 摘要：为方便用户进行3维人脸形状设计，提出一种基于手绘轮廓的3维人脸建模方法。该方法的主要特点在于,一方面，引用姿态估计技术对人脸草图进行解析，将用户绘制的侧视人脸草图转换成对应的正视人脸草图，可支持用户选择多个视角绘制人脸；另一方面，采用多层映射机制建立人脸草图特征点与3维人脸特征点之间的一一对应关系，由对应特征点之间的形变量来控制生成3维人脸，保证草图笔画的几何形状信息能有效映射到3维模型中。实验结果表明，文中方法能快速生成形状新颖的特定人脸，可有效支持用户进行3维人脸形状的手绘建模。关键词：手绘草图交互;3维人脸建模;姿态估计;特征点抽取;网格形变4303|284|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：提出一种在GPU上实现基于力学运动原理的层次结构树木运动的并行仿真技术。该技术通过分析物理运动原理与多层次的矩阵结构(HMSM)算法的并行性，来达到将树木动画在图形硬件CUDA平台上进行加速的目的。首先介绍层次结构树木在外力诸如风力等作用下的物理运动原理；然后，针对树木的物理运动以及层次结构叠加算法详细地进行并行性分析；之后着重阐述CUDA框架下树木运动的并行结构设计过程与并行算法的详细设计方法；最后在GPU上执行树木物理运动仿真。实验结果表明，该技术不但能够生成真实感较强的树木动画序列，还能够实时模拟基于物理的树木运动。同时，该技术给计算机动画的加速算法提供了很好的思想。关键词：树木动画;基于物理;层级结构;CUDA加速;实时3706|214|0更新时间：2024-05-07
- 摘要：特征可视化方法具有简化复杂流场表示、突出流场特征的特点，在复杂流场可视化中具有重要作用。传统特征可视化方法通常采用自动化提取方法，不能有效结合用户知识与经验，无法满足用户的交互需求。考虑复杂流场特征区域精确界定的困难，提出一种交互式模糊特征提取算法，实现了对流场特征的交互式提取与可视化。首先基于模糊理论，给出了3维流场特征的模糊描述模型，然后交互式模糊特征提取算法与实现。应用所开发的交互式模糊特征提取可视化系统证明，它不仅可以充分发挥用户优势，有效提取数据特征，适时获取对象特征，还可以有效表现数据集客观不确定性的本质。关键词：交互式模糊特征提取算法;人机交互技术;交互式可视分析3153|192|0更新时间：2024-05-07
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