基于双距离场的三维中心路径提取算法

在真实的三维数据场中,自动地提取中心路径是实现自动漫游的关键问题.为了解决当前中心路径自动 提取算法中存在的效果差,计算量大的问题,提出了一种基于双距离场的快速三维中心路径提取算法,该算法对于 任意给定可连通的起点和终点,首先建立基于起点的源距离场和基于边界的边界距离场,然后通过两个距离场的 共同约束来快速地提取出一条连接起点和终点的中心路径,同时为了保证漫游的效果,还采用3次B样条曲线对 所获取的路径进行了光滑,最后在PC机平台上实现和测试了该算法,实验结果证明,该算法不仅速度快、效果好, 而且具有很高的灵活性.     

改进的边界距离变换算法在虚拟内窥镜中应用

为提高虚拟内窥镜实现中提取中心路径的时间效率,改善虚拟内窥镜的实时漫游,边界距离变换算法是提取中心路径的常用算法.上述算法在建立边界距离场和源距离场时非常耗时,故实时性很差.针对建立两个场非常耗时的缺点,提出定义超大数组,建立体素点ID值和体素点在体素点集中位置的一一对应关系,减少在确定体素点位置时对体素集的扫描次数,从而提高算法的效率.实验结果表明,改进后的算法时间效率高,实时漫游效果好,速度快,提取的中心路径漫游效果好,实现了虚拟漫游效果,具有一定的实际应用与理论研究价值.     

基于改进边界距离变换的路径提取算法研究*

针对虚拟内窥镜中心路径提取算法时间效率不高的问题,通过改进边界距离变换,提出了中心路径的快速提取算法。首先建立最小距离场,在边界内推过程,仅扫描并处理与边界点面连接的点并对其设标记属性,每次向里剥离一层体素标记属性随之增加,直到对内部点集都置到边界的最小边界距离值（DFB）;然后找到DFB值不小于其所有面邻接点DFB值的体素点,即3D局部最大值;最后用最短路径相连3D局部最大值,形成中心线。实验结果表明,改进的中心路径提取算法的时间效率较传统距离变换算法有很大提高。     

基于近似最小距离场的二维图像骨架提取方法

提出了基于近似最小距离场提取二值图像的8-连通骨架的算法。该算法对图像中的每个像素根据其与边界的相对距离进行整数编码,形成近似最小距离场,将该距离场中的几何邻接的、具有局部最大值的像素形成聚类,对聚类进行细化,用最短路径将不同的细化后的聚类连接起来。该算法简单,将其在实验数据集上进行实验,结果证明算法具有很高的效率。     

基于Hessian矩阵的中心路径提取算法

虚拟内窥镜可用来对人体内部管腔结构进行无损检测,在医疗诊断及手术上有着重要意义.要想快速准确地进行虚拟内窥漫游,一个首要的步骤是要先提取出模型的中心线以指导视点的移动.提出了一种基于Hessian矩阵的中心路径提取算法.在距离变换的基础上,先利用Hessian矩阵的几何意义找出中心线的大致形状作为初始路径;然后进行可视性检测以确定最终的路径点,可视球的半径通过Hessian矩阵的特征值自适应地确定;最后用最短路径生成算法得到模型的中心路径.实验结果表明了该算法的有效性.     

一种鲁棒的可视外壳生成算法*

针对各种传统可视外壳生成算法中数据冗余、精确度低、健壮性不足等问题, 提出了一种新的可视外壳生成算法,即采用加权线段求交、线段集合中心线性过滤、多边形边界检测等方法重建物体模型。与传统方法相比,本算法能够更稳定地计算线段交集,表面边界提取更加准确,重建结果精确逼近真实物体。实验表明, 通过该算法计算的物体可视外壳能够更好地逼近真实模型,精度高。     

一种新的虚拟血管镜自动导航路径生成方法

血管的中心路径提取是虚拟血管镜的重要组成部分, 它提供了自动导航的路径. 本文提出一种新的内窥路径生成方法, 用改进L1中值算法对体素点云化的脑血管数据进行骨架的提取. 首先,对核磁共振成像(Magnetic resonance imaging, MRI)增强血管数据进行基于统计的分割算法进行分割; 其次,对推广的Roberts算子在体素空间分割出的单体素点边界进行体素点的点云化, 生成点云模型; 最后,在点云空间中运用基于法向信息的L1中值算法进行骨架提取. 该过程克服了传统方法在体素中进行骨架提取时对数据缺失、孤点敏感的局限性, 并且对下采样后的点云化数据提取的骨架效率高, 骨架居中性较好, 最终把骨架用作脑血管虚拟内窥的自动漫游路径, 实现自动导航.     

自由曲线集极大区域自动识别算法

为了提取平面自由曲线集相交、自相交形成的多个极大区域,提出一种有效的区域自动识别算法:对相交、自相交的自由曲线进行打断操作,生成结点-边链表,根据“外层路径优先”搜索算法,提取各极大区域的边界.该算法已成功地应用于服装CAD中的衣片提取,实验结果表明该算法准确、速度快,能够实现任意复杂自由曲线形成的封闭区域的识别和提取.     

网络环境下海量信息的局部模式提取方法

海量信息的模式提取是网络环境下海量信息集成研究的难点.给出了一种新的局部精确模式提取及其增量保持方法,通过探测目标集的路径距离,利用Hash类及其路径距离操作,将模式的生成规模控制在"模式直径"范围内,从而有效地抑制了模式膨胀.     

基于插值A*算法的路径规划

提出一个基于插值的路径规划算法-插值A*.此算法可以在每个栅格路径代价不一致的情况下生成一条平滑路径.由于大多数基于栅格算法规划的路径只能从一个栅格中心到另一栅格中心,也就限制了路径的方向只能是倍数,所以所谓最优路径其实是次优的.插值A*算法在路径规划时,使用线形插值来计算出更精确的路径代价,由此产生更优路径.     

结合尺度估计MST和粒子滤波的视频目标跟踪

在视频序列的实时目标跟踪中,针对经典均值漂移跟踪（MST）方法不能应对遮挡、尺度变化等问题,提出一种结合MST、自学习尺度探测器和粒子滤波的跟踪方法。采用MST算法在视频帧中跟踪目标,当目标收敛到局部最小值时重新初始化目标。提出一种基于在线学习的探测器,用来自适应更新MST的目标模型,使其能够自动调整目标尺度。另外,当出现完全遮挡时,启动粒子滤波器,通过概率计算来估计目标位置,使MST能够在目标离开遮挡时恢复跟踪。在通用数据集PETS视频序列上的实验结果表明,相比其他几种较新的MST方法,提出的方法具有更高的跟踪准确性,可以应用于实时检测和目标跟踪等应用中。     

基于细节层次与最小生成树的三维地形识别与检索

图像、视频、音频和图形等均是多媒体数据流中的信息载体,对上述数据所蕴涵的内容进行分析,可以极大地方便人们对它们的使用与管理.基于内容的图像(视频)和音频检索已经取得了不少进展,但是对于图形,特别是3D图形进行识别与检索的有效方法还很少见.提出了对相似3D物体识别与检索的算法,在这个算法中,首先使用细节层次模型对3D物体进行三角面片约减,然后提取3D物体的特征.由于所提取的特征维数很大,最小生成树(minimum spanning tree,简称MST)被用来对每一个3D物体的特征进行约减,基于约减后的特征,实现了基于支持向量机的3D物体识别与检索方法.这个算法被使用到3D丘陵与山地的地形识别中,取得了良好效果.     

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。     

An improved algorithm for vessel centerline tracking in coronary angiograms

For automated visualization and quantification of artery diseases, the accurate determination of the arterial centerline is a prerequisite. Existing tracking-based approaches usually suffer from the inaccuracy, inflexion and discontinuity in the extracted centerlines, and they may even fail in complicated situations. In this paper, an improved algorithm for coronary arterial centerline extraction is proposed, which incorporates a new tracking direction updating scheme, a self-adaptive magnitude of linear extrapolation and a dynamic-size search window for matched filtering. A simulation study is conducted for the determination of the optimal weighting factor which is used to combine the geometrical topology information and intensity distribution information to obtain the proposed tracking direction. Synthetic and clinical examples, representing some difficult situations that may occur in coronary angiograms, are presented. Results show that the proposed algorithm outperforms the conventional methods. By adopting the proposed algorithm, centerlines are successfully extracted under these complicated situations, and with satisfactory accuracy.     

Salient object detection using color spatial distribution and minimum spanning tree weight

Salient object detection is very useful in many computer vision applications such as image segmentation, content-based image editing and object recognition. In this paper, we present a salient object detection algorithm by using color spatial distribution (CSD) and minimum spanning tree weight (MSTW). We first use a segmentation algorithm to decompose an image into superpixel-level elements, then use these elements as nodes to construct a minimum spanning tree (MST), each connected edge weight is the mean color difference between two nodes. CSD of each element can be computed by integrating color, spatial distance and MSTW. Note that if the color of one element is the most widely distributed over the entire image, it should have the biggest CSD value, we regard this element as a background node (BG Node). Then we use the MSTW between other element and BG node to generate a MSTW map. The superpixel-level saliency map can be obtained by combining the CSD map and MSTW map. Finally, we use a guided filter to get the pixel-level saliency map. Experimental results on two databases demonstrate that our proposed method outperforms other previous state-of-the-art approaches.     

基于H.264的运动对象快速分割算法

提出一种视频的压缩域与像素域特征结合的运动对象分割算法。该算法在压缩域对运动矢量场进行时空域滤波和累加处理,用空域差异度分割算法提取出运动对象区域,把提取得到的运动对象区域经一定的扩展映射到像素域,在像素域中使用基于高斯的马尔可夫随机场模型细分割运动对象。实验结果表明,该算法分割效率高,分割的运动对象完整性好、精度较高。     

赋权有向图的最小生成树算法

针对赋权有向图最小生成树问题存在可行解的情况,根据树节点入度最大值为1的性质,提出赋权有向图最小生成树性质。采用反证法,调整生成树根节点到弧头的路径来证明赋权有向图MST性质的正确性。基于赋权有向图MST性质,给出改进的Prim和Kruskal算法及其时间复杂度分析。实验给出构造某赋权有向图实例最小生成树的具体步骤,表明这2种算法能正确有效地构造赋权有向图最小生成树。     

Handwritten Chinese text line segmentation by clustering with distance metric learning

Separating text lines in unconstrained handwritten documents remains a challenge because the handwritten text lines are often un-uniformly skewed and curved, and the space between lines is not obvious. In this paper, we propose a novel text line segmentation algorithm based on minimal spanning tree (MST) clustering with distance metric learning. Given a distance metric, the connected components (CCs) of document image are grouped into a tree structure, from which text lines are extracted by dynamically cutting the edges using a new hypervolume reduction criterion and a straightness measure. By learning the distance metric in supervised learning on a dataset of pairs of CCs, the proposed algorithm is made robust to handle various documents with multi-skewed and curved text lines. In experiments on a database with 803 unconstrained handwritten Chinese document images containing a total of 8,169 lines, the proposed algorithm achieved a correct rate 98.02% of line detection, and compared favorably to other competitive algorithms.     

双窗目标特征提取算法研究

为了得到更加稳定性和准确性的目标特征,提出了一种双窗目标特征提取算法.首先在目标周围设置两个初始窗,其中小窗作为提出的改进活动轮廓模型的初始曲线;其次根据活动轮廓模型运动规则进行迭代得到目标的轮廓,作为特征提取的内窗.运用加权比例直方图法提取内、外窗的日标特征,根据设定的规则计算目标特征.最后通过实验证明了上述算法相对传统目标特征提取算法能够得到更佳准确的结果.