测量分维的矢量计盒算法研究

分形理论目前在众多学科领域中取得了广泛的应用,研究这些对象主要通过确定它们的分维,其中计盒算法是一种最常用的方法。传统的计盒算法是基于栅格(位图)文件的方法,由于其存在图像放大后失真、过程繁琐和迭代次数有限等缺陷,因此为了准确简单方便地进行分维计算,开发了一种以矢量文件为载体的矢量计盒算法,并详细阐述了这种算法的数据结构、处理流程和主要函数,同时以Koch曲线、骨肿瘤边界及水系证明了矢量计盒算法的准确性和优越性。实践表明,该算法有3个优点:(1)图像不会随着放大缩小而失真;(2)可完全进行计算机操作,且简单可靠;(3)从某种意义上讲,由于迭代的次数可以是无穷的,所以能非常精确地确定图形的标度空间,并可获得精确的分维值。因此矢量计盒算法是一种方便、实用而且精确的维数计算方法。     

基于光滑lp范数的压缩感知图像重构算法

针对压缩感知理论中的图像重构问题,提出一种基于光滑lp(0＜p＜1)范数的图像重构算法.首先,将重构问题转化为基于最小lp范数的优化问题进行求解;其次,构造光滑函数逼近lp范数;接着,通过离散化光滑函数的解序列来逼近最小lp范数的最优解;最后,以Lena图像为例对算法进行了仿真研究.结果表明,相比于传统的OMP(Orthogonal Matching Pursuit)算法和IRLS (Iteratively Reweighted Least Squares)算法,该算法不仅提高了图像重构质量,而且大幅减少了重构时间.     

一种消除遥感影像中大气紊流的快速算法

根据大气紊流的特点建立了使图像退化的点扩展函数(PSF)模型,简要说明了近年来所用的LRW算法、迭代盲去卷积算法,提出了基于自相关函数的维纳(Wiener)滤波算法对退化图像进行快速处理.图像复原实验的结果表明,基于自相关函数的维纳(Wiener)滤波算法优于LRW算法和迭代盲去卷积算法.     

基于有向分维的海面运动目标自动检测方法

在分析分形理论在目标检测领域应用的基础上,提出了一种基于有向分维参数的海面运动目标自动检测算法.该算法与传统的分形参数计算相比,具有检测准确、计算快速和易于并行处理的特点.根据图像纹理的方向特性,选取相应方向的邻域像素来计算有向分维参数,根据其数值的不同来确定目标的位置.具体实现步骤是,首先利用传统边缘检测方法得到海面运动舰船的航迹位置,再沿着运动航迹方向计算有向分维参数,对所得图像二值化处理,最终通过分析二值图像获得目标位置.该算法适用于具有方向特性的自然背景下运动目标的检测,实验表明能够有效检测出图像中目标所在的位置.     

SVGA图像显示与清屏特技纵览（三）

以圆为单位显示/消隐图像 putimagepixel()函数,即在屏幕上坐标(x,y)处写图像块imgbuf中相应的像素(x,y)的函数,给我们的特技制作开辟了广阔的应用前景。因为几乎所有的几何图形都可以用putpixel()函数实现,而凡是可以用putpixel()函数生成的图形,都可以用putimagepixel()函数进行形如该生成图形的图像特技显示/清屏。这里仅以圆为例,介绍putimagepixel()函数的特技应用技巧,读罢此文,相信你能自如地编写椭圆、圆弧等特技显示了。 下面先简单介绍一下圆的算法: 最常见的圆的算法是Bresenham算法。圆的坐标方程为x~2+y~2=R~2(椭圆为x~2+(a/b*y)~2=a~2),考虑以坐标原点为圆心(当圆心不在坐标原点时,可以通过坐标平移变换来实现),并按顺时针方向生成圆,     

基于多小波和分维的图像融合算法

多小波理论是小波理论的扩展,在图像处理方面具有单小波所不具有的优点。它能为图像提供一种比小波多分辨分析更精确的分析方法。在图像的多小波分解的不同尺度上的子图像间有自相似性,而自相似性又是分形分维的基础。于是,根据图像多小波分解的特点,提出了一种新的基于图像多小波分解的分维融合算法,将不同源图像经多小波变换分别分解成不同尺度的子图像,对高频子图像在相应的尺度上以分形分维作为权系数进行融合,对低频子图像在相应的尺度上以区域能量作为权系数进行融合,并分别采用多聚焦图像、可见光和红外图像作为源图像进行融合实验,实验结果表明该方法是可行的。     

基于ICA域的噪声图像边缘检测算法

文中介绍了一种基于独立分量分析(ICA)的鲁棒性边缘检测算法.实验证明由自然图像训练得到的ICA基底函数大部分是稀疏的、局部化的,且和人类的感受域具有相似特性.该边缘检测方法中,目标图像首先通过ICA基底函数转化,然后利用一种新的滤波算法(软门限法)消除噪声分量,并且仅用相对比较稀疏分量(稀疏ICA基底函数)来检测或重建边缘.提出的算法应用于不同类型的的噪声图像,并且和传统的边缘提取算法进行了比较.实验结果表明,该算法即使在高水平噪声图像中,也能够提取出比较清晰且无任何模糊的图像边缘信息.     

一种基于改进AOD-Net的航拍图像去雾算法

针对航拍图像易受雾气影响, AOD-Net (All in one dehazing network)算法对图像去雾后容易出现细节模糊、对比度过高和图像偏暗等问题, 本文提出了一种基于改进AOD-Net的航拍图像去雾算法. 本文主要从网络结构、损失函数、训练方式三个方面对AOD-Net进行改良. 首先在AOD-Net的第二个特征融合层上添加了第一层的特征图, 用全逐点卷积替换了传统卷积方式, 并用多尺度结构提升了网络对细节的处理能力. 然后用包含有图像重构损失函数、SSIM (Structural similarity)损失函数以及TV (Total variation)损失函数的复合损失函数优化去雾图的对比度、亮度以及色彩饱和度. 最后采用分段式的训练方式进一步提升了去雾图的质量. 实验结果表明, 经该算法去雾后的图像拥有令人满意的去雾结果, 图像的饱和度和对比度相较于AOD-Net更自然. 与其他对比算法相比, 该算法在合成图像实验、真实航拍图像实验以及算法耗时测试的综合表现上更好, 更适用于航拍图像实时去雾.     

基于象素的圆窗口的图形裁剪算法

通过对现有的图形裁剪算法进行深入的研究后，认为现有的图形裁剪算法只能单纯的对简单的图形元素(如直线)进行裁剪，对复杂图形(如自由曲线、不规则图形)则不适用。本文提出了一种新颖而实用的在圆窗口下的对任意图形特别是图像讲行裁剪的有效之法，越复杂的图形或图像越能体现本算法的优势，此算法的提出解决了对复杂图形的裁剪问题。本算法适用面广，并且裁剪过程简单。     

一种改进的文字/图形图像的快速分割算法

本文在对文献[1]中提出的字符及图形分割算法Logical Levd Technique(LLT)深入研究的基础上,提出了一种改进的LLT算法(ILLT).ILLT算法能同时对图像中两种不同颜色的字符进行分割,且对笔划宽度的大小及均匀程度要求不严.此外,ILLT算法保持了LLT算法速度快的优点.将ILLT算法应用在多种实际图像的字符及图形分割中,取得了满意的效果.     

基于三维盒维数算法的城市分维计算

通过将传统的二维盒维数算法扩展到三维空间,提出了一个基于三维空间的盒维数计算方法。分别利用三维盒维数算法和二维盒维数算法计算城市的分维,通过对计算结果进行比较分析,观察到城市空间结构在第三维同样具有分形特征,证明传统城市分维计算中采用基于二维空间的分维算法或者简单地利用二维分维加1的方法表示三维分维都是不准确的,并进而给出正确的城市分维计算方法。     

三维地形真实感绘制及其实时漫游

介绍了分形几何的基本原理,讨论了如何利用中点位移法生成三维分形地形高程数据模型,并在VC与OpenGL结合开发环境下,使得用尽量少的数据量来生成具有真实感的虚拟地形,以及实现交互式动态显示,能快速实时地以第一人称视角进行三维场景漫游,最后对该模型进行了验证分析,表明该方法是一种简单且有效的方法.     

VRML环境中3维分形植物的生成及应用

虚拟现实技术的高速发展给分形理论开拓了新的研究领域。文章闸述了植物形态结构分形模拟的主要方法，指出其中的难点。提出了基于VRML的简化的L-系统算法。论述VRML和Java结合的途径和具体步骤，并通过简化的L-系统算法生成了若于种具有交互性的3维分形植物的实例。最后分析了该研究的实际用途，并给出了一个应用实例。     

基于L-系统的三维分形植物的算法及实现

分形理论适于解决不规则形态物体的建模仿真问题.分形理论和虚拟现实技术结合起来可以生成逼真、复杂的自然景物.该文将分形理论用于VRML 环境中研究植物的计算机模拟算法.首先介绍了常见的2维和3维分形植物生成算法,总结了它们的利弊.然后提出一种在VRML环境下改进的分形植物生成算法.通过描述树的属性（如树的种类、树的繁茂程度、树叶的形状等）,从而自动生成符合用户要求的三维树.最后给出了产生的3维分形树,并给出了一个应用实例.     

广义M-J集的边界构造及分维数计算

讨论逃逸时间算法、Lyapunov指数法、反函数法和同胚分形插值法等方法的适用范围,提出构造广义M-J集分形边界的一种通用算法即边界检测算法.利用设计的检测模板将广义M-J集的边界部分提取出来并计算这种分形边界的盒维数 .实验结果表明,与几种现有的算法相比较,新算法具有普适性和精确性,用于构造任意形式复映射的广义M-J集的分形边界.     

Interactive evolutionary 3D fractal modeling

This paper presents a technique for creating 3D fractal art forms automatically. Using this approach, designers can get access to a large number of 3D art shapes that can be modified interactively. This is based on a modified evolutionary algorithm using Fractal Transform (FT) and Iterated Function System (IFS), which provides tunable geometric parameters. Fitness function for measuring the aesthetics of a fractal shape is formulated based on characteristic parameters in fractal theory, including capacity dimension, correlation dimension, and largest Lyapunov exponent. The productivity of visually appealing fractal can be enhanced by using the proposed technique. Experiments demonstrated the effectiveness of the proposed method, which can be applied to the design of jewelry, light fixture, and decorative patterns.     

图象分形压缩映射存在性的构造性证明和应用

给出了图象分形压缩映射存在性的一个构造性证明,并应用在图象编码中,此外,根据缩映射存在性的构造证明过程,提出了分形编码的一个新算法。实验表明,在提高图象恢复质量的同时,运算时间也大大缩短。     

基于三维多项式映射的广义Julia集表示与绘制

研究了基于三维多项式映射的三维广义Julia集表示方法.从理论上分析并证明了三维多项式映射满足等变的条件,精确地给出了关于正四面体群和正八面体群具有旋转不变对称性的两类三维等变映射的具体公式,在此基础上讨论并证明了三维多项式映射的广义Julia集所具有的性质.提出了基于逃选距离色彩调配的光线跟踪体绘制算法,对给定三维空间中属于Julia集的离散点根据其逃逸距离赋予颜色和不透明度,并采用光线跟踪法进行体绘制.实验结果表明,利用三维多项式映射来构造三维Julia集,不仅可以根据映射的性质预知Julia集的总体结构特征,并且能够通过调控映射的参数来获得多种具有不同旋转对称结构的Julia集,因而有效地克服了现有三维分形集生成方法所构造的分形集包含信息量少、形状结构单一和分形形状无法预测等缺陷.进一步地,三维多项式映射可以应用于其他三维分形的构造,从而为三维分形的生成提供一个新的有效途径.     

基于分形的从明暗恢复形状算法研究

从明暗恢复形状是计算机视觉领域中的经典病态问题，传统方法是通过引入光滑约束等条件来获得问题的解，但传统方法存在因过平滑而失真的缺点。针对传统方法恢复结果的局限性，提出了一种基于分形约束的从明暗恢复形状的新算法，该方法首先给出分形约束条件，之后结合反射图线性化与最小能量法来计算出曲面高度。该方法不仅克服了传统算法因基于光滑假设所造成的恢复结果过分平滑而失真的缺点，且不需要可积性的约束条件，也不需要对边界条件的假设，实验结果表明，该方法用于自然景物的三维表面重构，可获得比传统方法更好的恢复效果。     

基于L系统的三维分形图的生成算法

介绍了分形的概念及其特性，论述了L系统的作图原理，在此基础上提出了一种基于L系统的三维分形生成算法，利用正则三叉树模型实现了基于L系统的三维分形树的生成。