最新刊期

    2012 17 1

      综述

    • 压缩感知基本理论:回顾与展望

      邵文泽, 韦志辉
      2012, 17(1): 1-12. DOI: 10.11834/jig.20120101
      摘要:随着信息社会的迅速发展,人们对数字信息的需求越来越大。同时,人们对信号的采样速率、传输速度和存储空间的要求也变得越来越高。如何在保持信号信息的同时尽可能地减少信号的采样数量?Candès在2006年的国际数学家大会上介绍了一种称为压缩感知的新颖信号采样理论,指出:只要远少于传统Nyquist采样定理所要求的采样数即可精确或高概率精确重建原始信号。围绕压缩感知的稀疏字典设计、测量矩阵设计、重建算法设计这3个核心问题,对其基本理论和主要方法进行了系统阐述,同时指出了压缩感知有待解决的若干理论问题与关键技术。  
      关键词:压缩感知;稀疏逼近;非相干性;测量矩阵;稀疏最优化   
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      更新时间:2024-05-08

      图像处理和编码

    • 完全质量保持的AVS视频可逆信息隐藏算法

      郭宝安, 陈彪, 张飚, 于志强, 张卫明
      2012, 17(1): 13-19. DOI: 10.11834/jig.20120102
      摘要:可逆信息隐藏在医学资料管理、法律取证等领域有广泛的应用。提出一种以AVS视频为载体的可逆信息隐藏算法,通过同时修改宏块的量化参数和DCT量化系数实现信息的嵌入。算法不仅在提取出嵌入信息后能完全恢复出原始载体视频,而且信息的嵌入不会对载体视频的视觉质量造成任何损失。为了解决算法引起的码率扩张问题,在RZL(reverse zerorun length)编码的基础上提出IRZL(improved RZL)编码方法。实验结果表明,新编码方法能有效抑制码率扩张。在中等及大嵌入率的情况下,IRZL编码比RZL编码的效果更好。  
      关键词:可逆信息隐藏;AVS视频;完全视频质量保持;反零游程长度编码   
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      更新时间:2024-05-08
    • 多成分正则化约束的断层图像重建算法

      王丽艳, 韦志辉, 李星秀
      2012, 17(1): 20-26. DOI: 10.11834/jig.20120103
      摘要:压缩感知理论为低采样率下稀疏性信号的高质量重建提供理论基础和广泛的应用前景,然而现有大部分研究通常假设原始图像是分段光滑的,不适用于纹理丰富的图像。基于多成分分析理论将原始图像分为卡通和纹理两部分,并且利用各成分在不同变换下稀疏的性质,提出一种多成分正则化的断层图像重建模型。采用分裂Bregman方法将多正则项解耦合,分解成最小二乘问题和去噪问题求解,提出该模型的交替迭代算法。对MRI和CT图像进行仿真实验,并同新近的多种算法进行比较。实验结果表明,该模型能够较好地保持图像纹理等中小尺度信息,收敛速度快。  
      关键词:核磁共振成像;多成分分析;交替迭代法   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于单幅图像景深和大气散射模型的去雾方法

      郭珈, 王孝通, 胡程鹏, 徐晓刚
      2012, 17(1): 27-32. DOI: 10.11834/jig.20120104
      摘要:为恢复雾天图像对比度和颜色,更好地提取图像中的信息,根据海上开阔海域的特点,利用3维到2维透视投影模型,推导了海上图像任意像素点景深的计算公式,并结合暗原色先验知识,有效解决基准景深点的选取和天空亮度的选取问题,最后基于相对景深模型和大气散射模型,对单幅雾天图像进行清晰化处理。通过大量雾天降质图像的实验验证,该算法的去雾效果优于基于暗原色先验统计方法的效果。  
      关键词:图像去雾;基准景深;暗原色;天空亮度   
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      更新时间:2024-05-08
    • 结合NSS和小波变换的无参考图像质量评价

      金波, 李朝锋, 吴小俊
      2012, 17(1): 33-39. DOI: 10.11834/jig.20120105
      摘要:为了度量不同失真类型的图像质量,提出一种基于小波多尺度变换的无参考质量评价方法。该方法根据自然场景统计(NSS)模型中小波多尺度变换子带能量在对数域的线性分布规律,利用失真条件下变化缓慢的高尺度子带能量预测理想图像的低尺度子带能量,同时对一些不适合失真类型进行能量补偿,最后通过量化失真图像的预测值和实际值之间的能量差异来度量图像质量。实验结果表明,该方法与主观评价方法有较好的一致性,且在总体性能上优于当前相关文献的方法。  
      关键词:无参考图像质量评价;自然场景统计模型;小波变换;多尺度预测;能量补偿   
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      更新时间:2024-05-08
    • 结合区域分割和双边滤波的图像去噪新算法

      杨学志, 徐勇, 方静, 卢洁, 左美霞
      2012, 17(1): 40-48. DOI: 10.11834/jig.20120106
      摘要:提出一种结合区域分割和双边滤波的图像高斯噪声抑制新算法。基于像素的双边滤波器在滤波时,由于平滑系数的选择受到噪声的干扰,在图像边缘区域的滤波存在一定的盲目性,导致滤波结果中结构信息不能有效保持。本文在图像分割的基础上利用区域图来指导双边滤波过程,根据区域内的噪声属性和区域间的相似程度来分别计算相应像素间的滤波平滑系数。通过对区域内与区域间进行不同模式的滤波,增强了滤波算法对图像结构的自适应性。实验结果表明,该算法在获得良好去噪效果的同时,能有效保持图像的结构信息。  
      关键词:双边滤波;结构保持能力;区域连接图;区域相似度   
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      更新时间:2024-05-08
    • 种子像素滤波法去除随机脉冲噪声

      单建华
      2012, 17(1): 49-53. DOI: 10.11834/jig.20120107
      摘要:为了在去除图像高密度随机脉冲噪声的同时最大程度地保护图像边缘和细节,提出一种新方法。该方法首先利用图像局部灰度相似性,提取种子像素;然后只对种子像素进行开关中值滤波,去除误判的种子像素,采用自适应变窗口尺寸;最后利用种子像素先探测漏选的种子像素,接着重构非种子像素。实验结果表明,与其他方法相比,该方法是综合性能最优之一。  
      关键词:图像去噪;随机值脉冲噪声;噪声率;噪声探测   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于纹理和亮度感知特性的率失真优化策略

      俞力克, 代锋, 张勇东, 林守勋
      2012, 17(1): 54-61. DOI: 10.11834/jig.20120108
      摘要:率失真优化(RDO)策略在视频编码体系中对编码效率有着重要影响。当前主流的率失真优化策略以MSE或类似的方法描述失真,不能很好反映人眼的主观感受。为了提高视频编码的主观感知质量,首先建立一种新的感知失真模型。该模型利用人眼对纹理和亮度的敏感特性,使评价结果能够更好地反映主观质量。在此基础上,提出一种基于纹理和亮度感知特性的率失真优化策略,简称TL-RDO(texture and luminance based RDO)策略。该策略对不同的区域自适应地调整拉格朗日乘子,使得编码结果更好地符合人眼的观察特性。实验结果表明,TL-RDO相比现有最常用的QP-RDO方法,编码效率显著提高;与一些典型的基于感知失真特性的率失真优化策略相比,TL-RDO策略计算复杂度较低,适合于实时编码系统。  
      关键词:感知质量;感知失真模型;视频编码;人类视觉系统;H.264/AVC;率失真优化   
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      更新时间:2024-05-08
    • 单通道散焦模糊置换图像的盲分离

      王伟, 方勇
      2012, 17(1): 62-67. DOI: 10.11834/jig.20120109
      摘要:针对一类散焦模糊置换图像,提出一种基于参数估计的单通道盲分离新方法。该方法基于散焦模糊置换图像的频域特性估计出散焦模糊半径,采用Lucy-Richardson(L-R)算法对置换图像进行盲复原,并通过定义像素梯度绝对值和来对复原产生的振铃效应进行评价,根据评价结果进行分类估计出置换混合矩阵,从而完成置换源图像子块的分离。实验结果表明,针对经历不同置换操作的散焦模糊置换图像,该方法均能获得较好的分离效果,同时,对高斯噪声和有损JPEG压缩都具有较好的鲁棒性。  
      关键词:置换图像;盲源分离;散焦模糊;参数估计;单通道   
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      更新时间:2024-05-08
    • 侧扫声呐图像的3维块匹配降斑方法

      范习健, 李庆武, 黄河, 王敏
      2012, 17(1): 68-74. DOI: 10.11834/jig.20120110
      摘要:斑点噪声是影响侧扫声呐图像质量的主要因素,降斑处理对侧扫声呐图像的判别与分析非常重要。针对侧扫声呐图像自身特性和斑点噪声分布特点,提出一种基于3维块匹配(BM3D)的降斑方法。根据海底散射模型,得到侧扫声呐图像斑点噪声的瑞利分布模型,然后通过高斯光滑函数幂变换将瑞利分布的噪声转化为高斯分布,通过对数变换将乘性噪声转变为加性噪声,再进行自适应的BM3D滤波,最后采用逆变换得到降斑图像。实验结果表明,该方法在降噪、边缘和纹理保持等方面均优于空间域、小波域、Curvelet域的一些降斑方法。  
      关键词:侧扫声呐图像;斑点噪声;降斑;3维块匹配   
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      更新时间:2024-05-08
    • 新适定模型的提出及分类扩散

      李彦宝, 姜广峰, 王治强, 刘薇
      2012, 17(1): 75-81. DOI: 10.11834/jig.20120111
      摘要:提出一种新的适定滤波模型和一个可以滤除混合噪声的滤波方法。分析并讨论Perona和Malik (PM)模型中的传导系数函数,该函数对边缘的敏感性较强,是PM模型为不适定方程的主要原因。修改传导系数函数的敏感性后,得到适定的各向异性图像扩散模型,具备不适定模型所不具有的双扩散项和扩散因子的形式。根据滤波方程特点将模型分为平滑模块和抑噪模块,分离了平滑和抑噪两个物理过程,从而提升了图像的光滑性和降低了图像的噪声。在实际图像上的实验结果表明,新的滤波算法对混合噪声的滤波效果优于一些经典的图像扩散算法。  
      关键词:偏微分方程(PDE);平滑和抑噪;特征方向;各向异性扩散   
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      更新时间:2024-05-08

      图像分析和识别

    • 从神经切片图像中识别功能束类型的研究

      钟映春, 罗鹏
      2012, 17(1): 82-89. DOI: 10.11834/jig.20120112
      摘要:提出一种采用多方向梯度及其二阶梯度描述神经切片图像的纹理特征,进而识别神经功能束类型的方法。首先,在神经切片图像随机选择一些像素,获得这些像素在邻域范围内4个方向上的梯度和二阶梯度的变化曲线;其次,提取这些曲线的周期和幅值作为描述这些随机选择像素邻域的特征;再次,采用粗糙K均值算法对这些随机选择像素进行聚类处理,从而把功能束区分为不同的类型;最后,分析了在此过程中两个参数对功能束类型区分结果的影响。实验结果表明,所提出的纹理特征描述方法可以准确区分神经切片图像中不同类型的功能束,所提出的识别算法不仅能有效识别神经功能束的类型,而且识别结果与所需设置的参数无关,因此,具有比较强的适应性。  
      关键词:切片图像;纹理;多方向梯度;神经功能束   
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      更新时间:2024-05-08
    • 融合SPA遮挡分割的多目标跟踪方法

      丁欢, 张文生
      2012, 17(1): 90-98. DOI: 10.11834/jig.20120113
      摘要:复杂环境下的多目标视频跟踪是计算机视觉领域的一个难点,有效处理目标间遮挡是解决多目标跟踪问题的关键。将运动分割方法引入目标跟踪领域,提出一种融合骨架点指派(SPA)遮挡分割的多目标跟踪方法。由底层光流信息得到骨架点,并估计骨架点遮挡状态;综合使用目标外观、运动、颜色信息等高级语义信息,将骨架点指派给各个目标;最后以骨架点为核,对运动前景密集分类,得到准确的目标前景像素;在粒子滤波器跟踪框架下,使用概率外观模型进行多目标跟踪。在PETS2009数据集上的实验结果表明,文中方法能够改进现有多目标跟踪方法对目标间交互适应性较差的缺点,更好地处理动态遮挡问题。  
      关键词:多目标跟踪;遮挡分割;粒子滤波;骨架点;运动分割   
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      更新时间:2024-05-08
    • 目标识别中的稳定图像特征组合发掘

      姜永兵, 彭启民
      2012, 17(1): 99-105. DOI: 10.11834/jig.20120114
      摘要:针对图像局部特征组合稳定性差和区分力不足的问题,通过对由图像半局部邻域特征挖掘得到的频繁项集进行统计学过滤、模式分解、模式总结及模式组成项间几何关系的建模,提出两种具有较强表征力和区分力的图像中层表示模型:类间共用稳定模式(inter-class common stable pattern)和类内特殊稳定模式(intra-class special stable pattern)。在将这两种模式引入目标识别框架后,得到了相比同类方法较好的结果。  
      关键词:频繁项集;模式分解;模式总结;稳定模式   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于结构特征的高分辨率TerraSAR-X图像 船舶识别方法研究

      殷雄, 王超, 张红, 吴樊
      2012, 17(1): 106-113. DOI: 10.11834/jig.20120115
      摘要:针对高分辨率TerraSAR-X船舶图像,提出一种基于结构特征的两阶段船舶识别方法。所识别船舶包括油船和货船两大类,根据船舶结构的不同将油船分为显示油管油船和不显示油管油船,货船分为闭合货船和不闭合货船。识别第1阶段根据船体内是否有孔洞将闭合货船与显示油管油船分为一类,不闭合货船和不显示油管分为另一类;识别第2阶段根据船体内最长直线是否在船体中部将闭合货船与显示油管油船分开,根据船体内是否可以截断直线将不闭合货船和不显示油管油船分开。实验结果表明,采用本文方法进行船舶识别能够得到较好的识别结果。  
      关键词:高分辨率;Terra SAR-X;船舶识别;结构特征;SAR   
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      更新时间:2024-05-08

      图像理解和计算机视觉

    • 机器人的混合特征视觉环境感知方法

      杨俊友, 马乐, 白殿春, 东俊光
      2012, 17(1): 114-122. DOI: 10.11834/jig.20120116
      摘要:提出一种基于颜色直方图和SIFT混合特征的机器人视觉环境感知方法。该方法将颜色直方图的"色"与SIFT算法的"形"有机结合,有效提高了感知精度和实时性。对图像进行平均亮度调整并对颜色直方图特征加入主颜色直方图,使之对环境光照和动态变化具有更好的鲁棒性;通过控制特征点数和加入局部颜色统计信息方式改进SIFT算法,提高了特征生成速度和匹配准确度。利用分级匹配方法加速了特征检索过程,并采用本文提出的基于数据知识的推理方法进一步提高了感知精度。仿真与实验结果表明,随着数据库规模扩大,本文方法在感知精度和实时性上的性能优势越发明显。  
      关键词:视觉环境感知;颜色直方图改进;SIFT改进;知识推理;算法优化   
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      更新时间:2024-05-08
    • 纹理分布分析的快速图像修复算法

      张晴, 林家骏
      2012, 17(1): 123-129. DOI: 10.11834/jig.20120117
      摘要:目前基于样本块的图像修复算法均是运用平方差和(SSD)准则遍历固定的样本集以选取最优匹配块,算法普遍具有运算效率低的缺点。针对现有算法进行改进,提出一种基于图像纹理分布分析的快速图像修复算法,该算法根据局部纹理变化动态确定样本集大小,解决样本集过大时引起的计算时间浪费以及样本集过小时样本多样性不足的问题。实验结果证明,该算法保证修复结果连续且符合人眼视觉要求,大大提高了图像修复的效率,具有实际意义。  
      关键词:图像修复;图像补全;纹理合成;无接缝效应   
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      更新时间:2024-05-08

      计算机图形学

    • 圆的整数反走样生成算法

      贾银亮, 张焕春, 经亚枝
      2012, 17(1): 130-136. DOI: 10.11834/jig.20120118
      摘要:针对现有圆的反走样生成算法计算复杂,反走样效果一般的缺点,提出一种基于中点画圆法的整数反走样生成算法。该算法根据像素中心到理想圆弧的距离来分配灰度,生成64级灰度的反走样圆弧。通过省略二次项来简化计算,并用简单的计算修正省略带来的误差以保证精度。为了简化计算,提出相邻像素的灰度递推方法,利用整数移位、加法、比较来实现反走样。该算法结构简单,反走样效果较好,由于避免了浮点和除法运算,便于硬件实现。  
      关键词:圆弧;反走样;整数运算;灰度   
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      更新时间:2024-05-08

      遥感图像处理

    • SAR图像的快速核主成分分析识别方法

      于红芸, 姜涛, 关键
      2012, 17(1): 137-141. DOI: 10.11834/jig.20120119
      摘要:提出一种基于张量代数的核主成分分析方法来进行特征提取。该方法可以有效避免维数过高导致计算消耗过大,并合理利用已知训练样本的类别信息。算法先对每一类目标使用核主成分分析手段以形成其各自的特征空间;再通过张量积将所有的特征映射到一高维线性空间;随后直接在此空间上进行线性的主成分分析,即可构造出了适宜的特征空间。其既能有效反映各类样本特征,又能比直接使用核主成分的方法极大降低计算所需的消耗。目标识别实验表明,该方法与直接使用核主成分方法构造特征空间的方法进行比较,在保持识别效果的前提下,可以明显降低计算的消耗与存储的需求。  
      关键词:核主成分分析;张量代数;目标识别;合成孔径雷达图像   
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      更新时间:2024-05-08
    • 基于图像内容层次表征的遥感图像 分割方法

      张学良, 肖鹏峰, 冯学智
      2012, 17(1): 142-149. DOI: 10.11834/jig.20120120
      摘要:提出基于图像内容层次表征的高分辨率遥感图像快速多精度分割方法。首先根据初始分割结果建立区域邻接图(RAG),并将其定义为马尔可夫随机场(MRF);然后引入光谱、形状和边缘等图像特征进行层次合并,通过记录层次合并过程获得图像内容的层次表征;最后根据层次表征中不同层级对象之间的关系快速生成任意不同精度的分割结果,以满足不同应用的需求。利用QuickBird卫星图像进行实验和评价的结果表明,本文方法具有较高的精度和效率。  
      关键词:遥感图像分割;图像内容层次表征;层次合并;马尔可夫随机场;区域邻接图   
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      更新时间:2024-05-08

      图像修复

    • 保持几何模式的城市道路格网简化方法

      杨必胜, 张云菲, 栾学晨
      2012, 17(1): 150-156. DOI: 10.11834/jig.20120121
      摘要:提出一种保持格网几何模式的城市路网简化方法。该方法首先在格网自动识别的基础上对格网间的空间关系进行计算,将存在包含关系的格网合并成更高等级的格网;然后对格网进行连通划分,以格网指数、主方向、延展指数作为格网信息分量进行搜索,删除使格网信息量损失最小的路段,实现格网的简化;最后,以武汉与苏黎世城市路网数据作为实验数据进行格网简化。实验结果表明,本文方法在简化格网的同时能够较好地保持格网的模式特征,为小屏幕地图可视化、空间数据多尺度表达和渐进传输等提供较好的数据源。  
      关键词:道路模式;格网简化;信息损失   
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      更新时间:2024-05-08
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