基于卷积神经网络的森林火灾烟雾探测算法研究

为解决森林火灾烟雾检测过程中受外界干扰且由于烟雾存在多种静、动态特性导致识别难度高的问题,提出一种基于卷积神经网络的火灾烟雾视频探测算法提取可疑区域特征并进行模式分类,进而检测出火灾烟雾。实验结果表明:该算法在各种视频场景下均具有良好的烟雾识别性能,并能与灭火装置通信对初期林火进行扑灭,为森林火灾探测扑救装备的智能化、高效化提供了新思路。     

改进的混合高斯与YOLOv2融合烟雾检测算法

提出一种融合了改进的混合高斯和YOLOv2的烟雾检测算法。首先,针对烟雾的早期特征对混合高斯算法进行改进,有效框定动态目标感兴趣区域,提取出烟雾前景;在此基础上将烟雾检测转换为回归问题,利用端对端目标检测算法YOLOv2训练烟雾数据集,进行二次检测和筛选,最终框定出烟雾发生区域的具体位置和范围,满足对不同场景火灾烟雾的有效检测。实验结果表明,融合算法改善了烟雾区域的检测效果,提高准确性并有效降低烟雾误检率。     

基于多特征融合的烟雾检测

针对传统火灾探测技术的应用弱点,研究基于视频的火灾烟雾探测方法.首先,根据烟雾的颜色特征,提取视频序列中的疑烟区域.然后,在疑烟区域中提取烟雾的3个动态特征——扩散特征、轮廓不规则特征和使背景模糊特征.最后,利用BP神经网络对这些动态特征进行融合判定.实验结果表明,基于多特征融合的烟雾检测方法能够准确、实时、有效地识别视频中的烟雾.     

一种基于动态时间规划的视频特征检索改进算法

针对基于"视频指纹"特征的视频检索算法在实际应用中存在视频亮度整体漂移、突变干扰以及视频再编辑的问题,提出了一种基于动态时间规划的视频特征检索改进算法.该算法在原"视频指纹"算法的基础上采用了新的视频检索策略:首先,对视频帧进行区域分割,将"视频指纹"由单分量扩展到多分量;然后,采用基于粒度的相似性比较算法,用比对每帧视频指纹的变化,取代比较视频指纹本身;最后,采用改进的动态时间规划算法进行视频特征匹配,定位目标视频.在算法评估中,建立了由74段广告视频和154段再编辑视频组成的测试集.通过试验证明,改进算法可以有效应对视频检索过程中的亮度整体漂移、突变干扰和视频再编辑问题,检索算法具有很好的鲁棒性.     

基于K均值聚类和HSV颜色模型的烟雾图像分割

烟雾作为火灾发生前的最大特征之一,所以对火灾的检测可依靠于烟雾的检测,而煅雾图像分割是烟雾图像检测分析中最为困难且不可缺少的步骤,为有效排除非烟雾图像的干扰,降低周围环境对真实烟雾的误检,提出一种基于K均值聚类和HSV颜色模型的烟雾图像分割,该方法首先从RGB空间转换到HSV色彩空间,采用K均值聚类的烟雾图像分割,之后把分割的图像进行shen滤波去噪和区域标记去噪。实验结果表明,对烟雾图像的分割,该建议方法能够将烟雾从背景中分割出来。     

基于光照-反射模型的图像增强算法的FPGA设计

针对视频图像增强处理的应用需求及视频图像场景的多样化特点,给出了一种基于光照-反射模型的低照度图像增强算法及其硬件实现。首先,基于光照-反射模型将亮度图像分解为照度分量、反射分量,并对估计的照度分量进行非线性调节,合成新的亮度图像;然后,引入调整系数对光照估计进行场景补偿以适应不同的场景;最后,在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)硬件上进行算法实现。在Altera EP4CE40F23C8 FPGA硬件上实现结果表明,图像增强算法的主、客观处理效果得到明显提升,可满足不同场景的低照度视频图像实时增强处理应用。     

Dynamics analysis for local crowd state without foreground segmentation

针对静态背景建模方法对于动态场景来说适应性较差,不能将视频中的人群状态进行准确界定的问题,提出了一种无需前景分割的群体局部状态动力学分析方法.该方法把有限时间窗口内的视频局部区域视为线性动态系统(LDS),使用混合动态纹理方法进行群体分类、估计群体密度;采用主路径跟踪法估计群体的主流速度取向和幅值;构建偏微分方程对该动态系统进行建模,描述局部区域内群体密度场、速度场和流量场之间的变化关系,实现对视频中群体状态及其变化趋势进行定量描述.实验结果表明,该方法能够可靠地实现对动态场景群体状态较准确的定量分析,状态分析结果可用于重点监控区域的异常检测,实现差别化监控.     

对光照变化鲁棒的一种运动目标检测方法

鉴于现有的运动目标检测方法对光照变化的敏感性,本文提出了一种在静态场景下对光照变化鲁棒的运动目标检测方法。该方法利用视频当前图像帧的边缘与背景图像的边缘做差分运算,得出运动目标的轮廓,进而对运动目标进行定位与检测。实验证明,本方法在一定程度上能够消除由于环境光照变化引起的"曝光"现象,实时准确地检测出运动目标及其位置,运算速度快,满足实时性的需求。     

一种彩色视频超分辨率重建算法

基于RGB三通道的超分辨率视频重建算法对彩色视频进行处理将导致算法的计算量过大,不利于其在彩色视频实时处理中的应用。针对这一缺点,本文基于核回归函数提出了一种高效的彩色视频超分辨率重建算法,该算法只需要对亮度分量进行超分辨率重构,在增大视频序列重构信息量的同时,大幅降低超分辨率重建算法的计算量,更适用于彩色视频的实时超分辨率重建场景中。     

基于双层粒子滤波和半监督Hough Forests 的多目标跟踪

本文针对单目摄像头、复杂可变背景环境下的多目标跟踪问题,将 tracking-by- detection 方法与粒子滤波相结合,从不稳定的信息源中提取高置信度模型作为观测,在半监督学习框架中实现了动态视频场景中的多个目标跟踪,并设计了一个多目标的维护机制以应对遮挡、背景变化、目标进出场景等可能引起目标混淆的情况.实验证明,本文提出的算法能够稳定跟踪复杂场景中的多个目标,有效区分不同目标,对目标的遮挡、背景干扰等均有良好的处理效果.     

PDP低灰度级图像反伽马校正色彩还原方法

为了解决等离子体显示器(PDP)反伽马校正中低灰度级增强引起的色彩失真和偏移,提出了一种低灰度级图像色彩还原方法。该方法先利用HSI色彩空间模型对图像的色调、饱和度、强度分量进行分析,得到了色调恒常性和RGB三色校正的关系,然后计算出图像低灰度级增强的色彩补偿参数。最后将所得参数从HSI转换到RGB色彩空间,直接对RGB三基色分量处理,有较好的实时性和硬件可实现性。实验结果表明,该方法解决了伽马校正中的低灰度级图像色调偏移和色彩失真现象,校正后的图像色调和饱和度误差均小于2.2%,具有很好的色彩显示效果。     

Single-shot color fringe projection for three-dimensional shape measurement of objects with discontinuities

A simple but effective fringe projection profilometry is proposed to measure 3D shape by using one snapshot color sinusoidal fringe pattern. One color fringe pattern encoded with a sinusoidal fringe (as red component) and one uniform intensity pattern (as blue component) is projected by a digital video projector, and the deformed fringe pattern is recorded by a color CCD camera. The captured color fringe pattern is separated into its RGB components and division operation is applied to red and blue channels to reduce the variable reflection intensity. Shape information of the tested object is decoded by applying an arcsine algorithm on the normalized fringe pattern with subpixel resolution. In the case of fringe discontinuities caused by height steps, or spatially isolated surfaces, the separated blue component is binarized and used for correcting the phase demodulation. A simple and robust method is also introduced to compensate for nonlinear intensity response of the digital video projector. The experimental results demonstrate the validity of the proposed method.     

基于人眼视觉特性的彩色图像增强算法

针对多尺度Retinex算法(MsR)计算复杂度过高的缺陷,本文提出了模拟人眼视觉特性的Retinex图像时比度增强方法.该方法根据Retinex计算模型分离彩色图像的照射分量和反射分量,并引入非线性变换函数对其进行修正.基于对数变换的非线性函数拉伸图像照射分量,改善了全局视觉效果,再利用考虑人眼灰度分辨能力的变换函数对反射分量值进行调整,从而改善了图像局部对比度.实验结果表明,算法直接在RGB彩色空间和其它分离色度亮度的彩色空间的处理效果都很好,没有出现明显的彩色失真现象,处理速度也快于MSR算法.     

基于视觉模型的苏木精—伊红染色法染色病理切片骨小梁提取

为了提取HE染色骨组织切片的骨小梁,实现骨小梁面积定量检测,以极坐标扩散方式创建视觉模型,划分骨小梁与骨细胞、骨皮质的边界。提取背景某一像素的RGB值,把病理切片所有像素的RGB值对背景像素求取三维欧式距离,获得阈值,对图像二值化分割,通过区域填充获得骨小梁。结果表明视觉模型能较好地获得感兴趣区域的边界,计量的骨小梁面积精度高于常规软件,检测结果鲁棒性相对于常规软件提高了95%以上,人机交互少,降低了检测的盲目性,提高了检测速度。     

基于NSST与IHS的红外与彩色可见光图像融合

目的 鉴于传统的红外与彩色可见光图像融合算法得到的融合图像,无法很好兼顾清晰度、对比度和色彩是否失真等,提出一种新的基于NSST和IHS颜色空间的彩色图像融合算法。方法 首先将源彩色可见光的RGB图像变换到各通道相关性最小的IHS颜色空间,分离出亮度分量和色度分量。其次对彩色可见光的亮度分量和红外图像分别进行NSST分解,对分解得到的低频系数采用基于自适应高斯模糊逻辑函数的系数选择方案,对高频系数则采用基于像素点的绝对值取大的系数选择方案,然后对经过选择的低、高频系数进行NSST逆变换,得到的融合图像作为新的亮度分量,结合已有的色度分量将其进行IHS逆变换,得到最终的RGB融合图像。结果 通过2种场景的红外与彩色可见光图像进行仿真实验,将提出的算法与LPT,SWT和NSCT等算法对比,通过主观评价和客观评价指标IE, AG, SF和SD等,可知新算法的融合结果图像场景细节最清晰,红外隐藏目标对比度最高,且色彩未出现明显失真现象,图像融合质量最高。结论 提出的算法相较于传统的红外与彩色可见光图像的融合质量,全面提升了效果,表明该算法具有优越性。     

Extraction of Geometric Features of Wear Particles in Color Ferrograph Images Based on RGB Color Space

This paper analyzes the potential color formats of ferrograph images, and presents the algorithms of converting the formats to RGB( Red, Green, Blue) color space. Through statistical analysis of wear particles‘ geometric features of color ferrograph images in the RGB color space, we give the differences of ferrograph wear particles‘‘ geometric features among RGB color spaces and gray scale space, and calculate theirn respective distributions.     

基于归一化RGB色彩模型的阴影处理方法

通过分析影像上阴影区域的属性,提出了一种基于阴影属性的高分辨率遥感影像阴影检测和去除算法。利用阴影区域蓝色分量偏高的特性,对归一化B分量和原始B分量进行阈值检测,并结合小区域去除和数学形态学处理,得到较精确的阴影区域;然后,分别在RGB空间和HSI空间对各个独立的阴影区域与其邻近的非阴影区域进行匹配,完成阴影去除操作;最后沿着阴影边界做一次中值滤波以减轻边缘效应。仿真结果验证了算法的有效性,并且显示在HSI空间获得了更好的补偿效果。     

Piecewise Phototuning of Self‐Organized Helical Superstructures

Cholesteric liquid crystals (CLCs) exhibit selective reflection that can be tuned owing to the dynamic control of inherent self‐organized helical superstructures. Although phototunable reflection is reported, these systems hitherto suffer from a limitation in that the tuning range is restricted to one narrow period and the optically addressed images have to sacrifice one color in the visible spectrum to serve as the background, resulting from the insufficient variation in helical twisting power of existing photoresponsive chiral switches that are all bistable. Here, delicate patterns of three primary red, green, and blue (RGB) colors with a black background are presented, which is realized based on piecewise reflection tuning of the CLC induced by a newly designed photoresponsive tristable chiral switch. Three stable configurations of the chiral switch endow the CLC with two continuous and adjacent tuning periods of the reflection, covering not only entire visible spectrum, but also one more wide period within near‐infrared region. Therefore, the concept of piecewise tuning in CLC system demonstrates a new strategy for phototunable RGB and black reflective display.     

Multiple color-image authentication system using HSI color space and QR decomposition in gyrator domains

Abstract

A new multiple color-image authentication system based on HSI (Hue–Saturation–Intensity) color space and QR decomposition in gyrator domains is proposed. In this scheme, original color images are converted from RGB (Red–Green–Blue) color spaces to HSI color spaces, divided into their H, S, and I components, and then obtained corresponding phase-encoded components. All the phase-encoded H, S, and I components are individually multiplied, and then modulated by random phase functions. The modulated H, S, and I components are convoluted into a single gray image with asymmetric cryptosystem. The resulting image is segregated into Q and R parts by QR decomposition. Finally, they are independently gyrator transformed to get their encoded parts. The encoded Q and R parts should be gathered without missing anyone for decryption. The angles of gyrator transform afford sensitive keys. The protocol based on QR decomposition of encoded matrix and getting back decoded matrix after multiplying matrices Q and R, enhances the security level. The random phase keys, individual phase keys, and asymmetric phase keys provide high robustness to the cryptosystem. Numerical simulation results demonstrate that this scheme is the superior than the existing techniques.     

多颜色空间的内窥镜图像血管增强方法

为了提高医用电子内窥镜所获图像的血管与组织的对比度,针对内窥镜血管图像的特点,提出了一种基于多颜色空间非线性对比度拉伸的血管增强处理方法。首先在RGB颜色空间利用非线性映射函数对绿色(G)分量进行自适应对比度拉伸;接着依据G分量的拉伸结果,相应地调整红色(R)和蓝色(B)两个分量的灰度值;然后将图像转换到HSV颜色空间,并对图像的饱和度(S)分量进行自适应对比度拉伸;最后将图像转换回RGB颜色空间,最终达到血管增强的目的。在本文中,利用所提出的算法对多幅电子内窥镜图像进行处理,结果表明,算法对于原始特征不明显的细小血管也具有较好的增强效果。通过与其它的增强方法相对比,增强后图像的细节方差(DV)显著大于其它方法。将算法嵌入到分辨率为1280×800的内窥镜软件中,其处理速度可达26 f/s。