自适应分区的相位编组直线提取算法

针对目前相位编组方法抗噪性能差及固定梯度分区方式局限性等问题,提出了一种基于自适应分区的相位编组直线提取算法。首先采用自适应平滑和Wallis滤波对影像进行预处理及边缘检测;然后,采用自适应分区的方式确定出适应于图像的最优分区方式,从而生成直线支持区;最后,进行最小二乘直线拟合及直线合并。实验结果表明,该算法能有效地解决噪声及固定梯度分区方式造成的提取直线断裂、误提取等情况,直线提取完整、准确,适用性强。     

特征融合的多时相遥感图像道路提取方法

为了提高单时相遥感图像道路提取的准确度，提出一种基于特征融合的道路提取方法。首先，提取已配准好的多时相SPOT图像直线段特征和角点特征，然后，对得到的特征进行融合判断，从特征融合结果中提取近似平行线，最后进行道路拟合。本文对相位编组道路段提取方法进行了改进，引入基于灰度SUSAN的角点特征信息，提高了道路段提取的准确性。文章最后给出了实验结果。     

基于蚁群算法的多传感器图像融合方法

为了使融合后的多传感器图像获得更多的光谱信息、提高清晰度、降低数据冗余度,提出了一种基于蚁群算法的多传感器图像融合方法.对低分辨率图像上的蚁群以相位一致性作为启发信息,高分辨率图像中的蚁群以梯度强度作为启发信息,两个蚁群通过共享的信息素矩阵实现协作,根据信息素矩阵提取图像特征.算法采用区域能量的加权自适应融合规则确定低频系数,结合蚁群算法提取的边缘特征融合来指导高频系数融合.融合结果表明,该方法在不同分辨率上引入了多种启发信息,因而能够提取更加完整和有意义的图像特征,为多传感器图像融合提供了更智能、更细致、更全面的图像信息.     

基于非下采样Shearlet变换与聚焦区域检测的多聚焦图像融合算法

为了提高基于多尺度变换的多聚焦图像融合中聚焦区域的准确性,提出了一种基于非下采样Shearlet变换(NSST)与聚焦区域检测的多聚焦图像融合算法。首先,通过基于非下采样Shearlet变换的融合方法得到初始融合图像;其次,将初始融合图像与源多聚焦图像作比较,得到初始聚焦区域;接着,利用形态学开闭运算对初始聚焦区域进行修正;最后,在修正的聚焦区域上通过改进的脉冲耦合神经网络(IPCNN)获得融合图像。与经典的基于小波变换、Shearlet变换的融合方法以及当前流行的基于NSST和脉冲耦合神经网络(PCNN)的融合方法相比,所提算法在客观评价指标互信息(MI)、空间频率和转移的边缘信息上均有明显的提高。实验结果表明,所提出的算法能更准确地识别出源图像中的聚焦区域,能从源图像中提取出更多的清晰信息到融合图像。     

基于目标检测的铁路货车承载鞍错位故障识别

为精准识别铁路货车承载鞍错位状态，避免重大安全事故发生，提出一种基于目标检测的铁路货车承载鞍错位故障识别方法。采用基于掩模区域神经网络的小目标分割算法，分割铁路货车待检测图像，并提取目标感兴趣区域，经灰度化预处理感兴趣区域图像后，利用改进边缘检测算法提取承载鞍区域边缘轮廓信息，通过直线段检测算法提取承载鞍边缘直线特征，依据边缘直线斜率及中心线的相对位置判定承载鞍错位情况。实验结果证明，所提方法能够精准分割出承载鞍区域，分割准确率高达97.5%；错位识别相似系数高，识别假阳性、假阴性率表现均衡且较小，故障识别结果与标准结果最接近。     

结合边缘信息的多尺度MRF图像分割

针对采用多尺度马尔可夫随机场分割图像后还存在误分类的特点，提出了结合边缘信息进一步减少误分类，并设计了一种基于平稳小波变换、两个相邻尺度相乘的边缘提取算法。分析和实验结果表明，该边缘提取算法达到了既能提取出较完整、真实的边缘，又较好地抑制噪声，计算量少的要求。在分割算法中结合提取出的边缘信息，使图像在均匀区域中的误分类大大减少，得到了更好的分割结果，而增加的计算量只是由边缘提取带来的．该边缘提取算法和结合边缘的图像分割算法更适合于强的噪声图像。     

NSCT域内结合相位一致性激励PCNN的多聚焦图像融合

针对传统脉冲耦合神经网络（PCNN）无法准确提取多聚焦图像聚焦区域的问题,提出一种利用相位一致性（PC）来检测图像清晰区域,并结合PCNN的多聚焦图像融合算法。首先,利用非下采样轮廓波变换（NSCT）对源图像进行多尺度分解,分别得到图像的高频子带和低频子带;其次,通过计算高频系数的空间频率值（SF）与低频系数的相位一致性值来提取图像高低频子带中的聚焦区域;然后,将SF与PC作为PCNN外部激励来刺激PCNN神经元点火,分别对图像高低频系数进行融合;最后,利用逆NSCT得到最终融合图像。实验采取多聚焦图像Clock、Pepsi和Lab作为三组实验数据集,与传统融合算法及新近提出的几种算法进行对比,所提算法的客观评价参数：互信息、边缘信息度、信息熵、标准差和平均梯度的数值均大于或十分接近于对比算法的最大值;同时从实验结果图与源图像的差值图中可以发现所提算法的差值图包含源图像清晰区域的痕迹明显更少。实验结果表明所提算法能更加准确地提取出图像的清晰区域,更好地保留图像的边缘与纹理等细节信息,得到更好的融合效果。     

矿物显微图像中的直线段特征提取算法

直线段特征作为图像中一种特殊的纹理信息,是图像分析、目标识别中的基本元素。矿物的双晶等光学性质在矿物显微图像中表现为具有定向性的直线段。针对矿物图像,提出了一种基于图像梯度信息的动态阈值区域生长的直线段检测算法。该算法能通过提取边缘梯度方向相似的边缘从而得到候选直线段区域,并根据直线段区域内特征点的密度大小判定区域有效性以达到降低矿物图像中噪声、其他纹理造成的误提取。实验结果表明所提算法能够提取矿物图像中的直线特征。     

基于运动信息与多尺度分水岭的视频目标分割

从视频序列中提取视频目标是基于内容编码中的一项关键技术。提出了将高阶统计运动检测和多尺度分水岭相结合的视频目标分割算法。该算法首先利用高阶统计运动检测算法检测出运动区域,通过后处理得到运动目标的初始模板。然后,用小波变换对视频图像进行多分辨率分解。在最低分辨率上应用分水岭算法分割得到具有精确边缘的分割区域,通过将区域融合后的区域逐步投影到高分辨率图像上并结合高分辨率图像上的分水岭算法逐步提取出具有精确边缘的区域。最后,将运动目标的初始模板和多尺度分水岭分割得到的区域结合起来提取出具有精确边缘的视频对象。实验结果表明该算法能有效地分割和提取出视频序列中的视频对象。     

基于相位编组的高分辨率遥感影像道路信息提取

从高分辨率遥感影像中提取道路信息已有许多研究,但仍存在许多问题有待解决.本文主要研究高分辨率遥感影像上城市道路信息的提取,从四个方面开展,即:遥感影像的预处理、阀值的确定、直线与曲线的提取以及道路信患在原图上的显示.传统的相位编组方法主要针对直线的提取,本文对其进行了改进,得到了一种基于相位编组的半自动提取道路信息的方法.实验中首先结合灰度形态学与Canny算子,得出信息较全的道路边缘轮廓信息,然后根据不同形状的道路模型,运用灰度值参数对相位编组法进行改进,提取出比较准确的道路信息.针对现代城市中常见的立交桥,特别是对其曲率较大的中心部分信患,该提取方法表现出了一定的优越性和适用性,实验结果较为理想.     

循环生成对抗网络的线稿图像自动提取

目的 动漫制作中线稿绘制与上色耗时费力,为此很多研究致力于动漫制作过程自动化。目前基于数据驱动的自动化研究工作快速发展,但并没有一个公开的线稿数据集可供使用。针对真实线稿图像数据获取困难,以及现有线稿提取方法效果失真等问题,提出基于循环生成对抗网络的线稿图像自动提取模型。方法 模型基于循环生成对抗网络结构,以解决非对称数据训练问题。然后将不同比例的输入图像及其边界图输入到掩码指导卷积单元,以自适应选择网络中间特征。同时为了进一步提升网络提取线稿的效果,提出边界一致性约束损失函数,确保生成结果与输入图像在梯度变化上的一致性。结果 在公开的动漫彩色图像数据集Danbooru2018上,应用本文模型提取的线稿图像相比于现有线稿提取方法,噪声少、线条清晰且接近真实漫画家绘制的线稿图像。实验中邀请30名年龄在2025岁的用户,对本文以及其他4种方法提取的线稿图像进行打分。最终在30组测试样例中,本文方法提取的线稿图像被认为最佳的样例占总样例84%。结论 通过在循环生成对抗网络中引入掩码指导单元,更加合理地提取彩色图像的线稿图像,并通过对已有方法提取效果进行用户打分证明,在动漫线稿图像提取中本文方法优于对比方法。此外,该模型不需要大量真实线稿图像训练数据,实验中仅采集1 000幅左右真实线稿图像。模型不仅为后续动漫绘制与上色研究提供数据支持,同时也为图像边缘提取方法提供了新的解决方案。     

边缘追踪模型与SURF检测结合提取天绘影像机场目标

目的 遥感影像提取识别机场目标是遥感领域研究的热点。但是大多研究仅使用被裁剪的影像进行提取识别,由于处理速度等原因很少使用整景高空间分辨率遥感影像提取机场目标。大多数研究是先提取出图像中的直线,根据直线确定机场跑道再确定机场目标,但高分辨率图像提取的直线不仅是机场跑道的,还有可能是高速公路、铁路、大型厂房的外墙、耕地边缘、山脉、地层等,如何区分提取的直线是机场跑道很少被研究。很多研究提取的都是大型机场目标,没有对小型机场进行提取识别,另外如果图像中同时有两个机场应该如何提取也没有被研究。天绘具有数据实时回收,数据全球覆盖等特点,本文将使用高空间分辨率天绘影像（6 000×6 000 像素）提取机场目标。天绘影像地物类型复杂,细节丰富,仅使用一般的空间滤波或边缘探测方法会导致检测结果中有过多的噪声和伪边缘,致使机场目标识别不出来,所以建立了一种以边缘提取追踪模型和SURF（speeded up robust features）检测结合的检测方法和提取流程,达到机场目标识别的目的。方法 边缘提取追踪模型是建立在边缘提取基础上。首先对天绘影像进行滤波处理消除噪声,再对图像进行梯度幅值和法线梯度方向的计算,并利用改进的非极大值抑制方法找到梯度图像中局部变化的最大值,删掉其他值,获得单像素边缘图像,然后对边缘图像进行边缘轮廓线追踪提取出边缘轮廓线,最后使用直线检测和SURF检测方法识别出机场目标。结果 使用本文方法成功地识别了4景天绘卫星图像中的机场目标。借助改进的非极大值抑制和边缘轮廓线追踪提取方法有效地提取了影像中所有地物的边缘,识别出的地物边缘都是清晰的、单像素的边缘,对地物边缘轮廓进行直线提取,并在提取直线的基础上使用SURF检测获得图像中的机场目标。利用天绘卫星图像成功在2景图像中分别提取出一大、一小两个机场,在另外两景图像中分别各提取出一个机场,顺利地实现了用天绘卫星图像提取识别机场目标的过程。结论 本文提出的机场目标提取方法十分有效,该方法不仅适合于天绘卫星遥感数据,还适用于和天绘卫星类似的其他遥感卫星数据。其中对非极大值抑制方法的改进能够提取出更准确的边缘,也能提取出更细微的边缘, 抑制虚假边缘的产生,对提取小型机场有帮助。     

Extracting Straight Lines

This paper presents a new approach to the extraction of straight lines in intensity images. Pixels are grouped into line-support regions of similar gradient orientation, and then the structure of the associated intensity surface is used to determine the location and properties of the edge. The resulting regions and extracted edge parameters form a low-level representation of the intensity variations in the image that can be used for a variety of purposes. The algorithm appears to be more effective than previous techniques for two key reasons: 1) the gradient orientation (rather than gradient magnitude) is used as the initial organizing criterion prior to the extraction of straight lines, and 2) the global context of the intensity variations associated with a straight line is determined prior to any local decisions about participating edge elements.     

基于语义分割的简洁线条肖像画生成方法

针对目前主流的线条提取算法对于区域对比度不明显的边缘的检测能力较弱,且对于所有区域采用无差别、统一化的处理策略,所生成的线条画往往较复杂,非常不利于机器人机械臂绘图的问题,本文提出了一种基于语义分割的简洁线条肖像画生成方法(concise line portrait generation based on semantic segmentation, CLPG-SS)。首先,对人脸图像进行语义分割,将人脸划分为不同的区域,基于不同区域提取边缘轮廓与五官细节线条,进行边缘切向流优化,从而加强方向信息;在此基础上,利用线条图来生成调和图像,并利用优化后的边缘切向流、人脸语义分割结果以及调和图像,针对不同的分割区域调整线条提取方法的参数,实现对细节无关区域的线条过滤和细节重点区域的线条加强,生成简洁线条肖像画。实验结果表明:本文提出的CLPG-SS方法能够有效提取人脸主轮廓线条,并针对不同区域实现了对细节线条的针对性调节,提高了机器人机械臂的绘制效率。     

全细节增强多曝光图像融合

目的 曝光融合算法,即将多幅不同曝光时间的图像融合得到一幅曝光度良好的图像,可能在最终的输出图像中引入光晕伪影、边缘模糊和细节丢失等问题。针对曝光融合过程中存在的上述问题,本文从细节增强原理出发提出了一种全细节增强的曝光融合算法。方法 在分析了光晕现象产生原因的基础上,从聚合的新角度对经典引导滤波进行改进,明显改善引导滤波器的保边特性,从而有效去除或减小光晕;用该改进引导滤波器提取不同曝光图像的细节信息,并依据曝光良好度将多幅细节图融合得到拍摄场景的全细节信息;将提取、融合得到的全细节信息整合到由经典曝光融合算法得到的初步融合图像上,最终输出一幅全细节增强后的融合图像。结果 实验选取17组多曝光高质量图像作为输入图像序列,本文算法相较于其他算法得到的融合图像边缘保持较好,融合自然;从客观指标看,本文算法在信息熵、互信息与平均梯度等指标上都较其他融合算法有所提升。以本文17组图像的平均结果来看,本文算法相较于经典的拉普拉斯金字塔融合算法在信息熵上提升了14.13%,在互信息熵上提升了0.03%,在平均梯度上提升了16.45%。结论 提出的全细节增强的曝光融合算法将加权聚合引导滤波用于计算多曝光序列图像的细节信息,并将该细节信息融合到经典曝光融合算法所得到的一幅中间图像之上,从而得到最终的融合图像。本文的处理方法使最终融合图像包含更多细节,降低或避免了光晕及梯度翻转等现象,且最终输出图像的视觉效果更加优秀。     

Multi-focus image fusion based on sparse decomposition and background detection

The goal of image fusion is to accurately and comprehensively describe complementary information of multiple source images in a new scene. Traditional fusion methods are easy to produce side-effects which cause artifacts and blurred edges. To solve these problems, a novel fusion algorithm based on robust principal component analysis (RPCA) and guided filter is proposed. The guided filter can preserve the edges effectively, which is often used to enhance the images without distort the details. Considering edges and flat area are treated differently by the guided filter, in this paper, sparse component of the source image is filtered by the guided filter to generate the enhanced image which contains the preserved edges and the enhanced background. And then the focused regions of the source images are detected by spatial frequency map of the difference images between the enhanced image and the corresponding source image. Finally, morphological algorithm is used to obtain precise fusion decision map. Experimental results show that the proposed method improves the fusion performance obviously which outperforms the current fusion methods.     

基于多尺度多分辨率局部边缘模式的边缘检测

由于传统基于梯度的方形边缘检测算子包含边缘方向过少（一般为2个或4个方向）,因此无法从多分辨率角度检测边缘,进而会丢失其他方向的边缘信息。针对上述问题,提出一种具有多尺度、多分辨率特性的边缘检测算子,称为可变局部边缘模式（Varied Local Edge Pattern,VLEP）算子,并用来提取图像边缘信息。算法主要思路包括,将图像经过高斯滤波器平滑,使用一组或多组VLEP算子与滤波后的图像进行卷积,得到边缘强度,从而获得边缘梯度值,最后设置适当的梯度阈值,对梯度图像进行二值化处理,完成图像的边缘检测。此外,当多组VLEP算子被同时使用时,考虑结合加权融合思想,以便获得更加丰富的边缘信息。实验结果表明,提出的边缘检测算法比其他经典的方法具有更好的边缘检测效果。     

利用纹理信息的带标记线心脏核磁共振图像分割

针对带标记线的心脏核磁共振图像分割受到标记线强梯度影响的现象,提出了一种基于图像细节信号能量的纹理分析方法,该方法合理地利用了标记线本身的信号特征,进而达到了去除标记线影响的效果。由于心脏核磁共振图像边缘较弱,噪声相对较强,本文应用测地线活动轮廓模型定义演化曲线,并用水平集方法求解,从而很好地提取了左心室的心内膜。在提取左心室心外膜时,为克服边界断裂、缺省的情形,添加了距离约束能量项,解决了依靠梯度和纹理信息无法准确分割的问题。实验与误差分析结果表明,本文方法能较好地提取带标记线的左心室内外心膜,且具有较高的准确率。     

方向邻域全变分图像去噪

为了弥补传统全变分（TV）算法忽略了图像边缘方向的不足, 结合梯度幅度和方向提出了基于方向全变分的去噪算法。该算法运用图像梯度幅度将图像像素划分为边缘区域和非边缘区域, 运用梯度方向对不同区域的像素选取不同的四邻域像素, 针对不同邻域对传统TV算法进行离散分析, 完成了图像的保边去噪。实验结果表明, 结合边缘方向信息改进了传统TV算法的邻域选择方式, 不仅更好地保留了图像边缘信息和重要细节, 且提高了图像的PSNR和视觉效果。