基于低秩表示的光纤环绕制缺陷检测

针对目前光纤绕制缺陷检测方法准确率低,实用性差等问题,提出一种基于低秩表示技术的光纤环绕制缺陷检测方法.首先,利用光纤环图像纹理的重复性和缺陷的局部性特征,将无缺陷的光纤环图像建模为低秩结构,将缺陷建模为稀疏结构.然后,基于低秩表示理论对绕制缺陷检测问题进行模型构建,并利用增广拉格朗日乘子法求解其目标函数,以近似恢复原...     

基于低秩子空间恢复的联合稀疏表示人脸识别算法

 针对阴影、反光及遮挡等原因破坏图像低秩结构这一问题,提出基于低秩子空间恢复的联合稀疏表示识别算法.首先将每个个体的所有训练样本图像看作矩阵 D ,将矩阵 D 分解为低秩矩阵 A 和稀疏误差矩阵 E ,其中 A 表示某类个体的'干净’人脸,严格遵循子空间结构, E 表示由阴影、反光、遮挡等引起的误差项,这些误差项破坏了人脸图像的低秩结构.然后用低秩矩阵 A 和误差矩阵 E 构造训练字典,将测试样本表示为低秩矩阵 A 和误差矩阵 E 的联合稀疏线性组合,利用这两部分的稀疏逼近计算残差,进行分类判别.实验证明该稀疏表示识别算法有效,识别精度得到了有效提高.     

有监督低秩子空间恢复的正则鲁棒稀疏表示人脸识别算法

针对训练样本和测试样本均存在光照及遮挡时,破坏图像低秩结构问题,本文提出基于监督低秩子空间恢复的正则鲁棒稀疏表示人脸识别算法。首先,将所有训练样本构造成矩阵D,对矩阵D进行监督低秩矩阵分解,分解为低秩类相关结构A,低秩类内差异结构B和稀疏误差结构E;然后用主成分分析方法找到类相关结构A低秩子空间的变换矩阵;再通过变换矩阵将训练样本和测试样本投影到低秩子空间;最后,在低秩子空间中,通过正则鲁棒稀疏编码进行加权分类识别。在AR和Extended Yale B公开人脸数据库上的实验结果验证本文算法的有效性及鲁棒性。      

采用低秩稀疏建模的盲频谱检测算法

频谱检测技术是认知无线电的一项关键技术,传统的频谱检测方法或依赖于相关的先验信息,或受限于低信噪比和运算复杂度的影响,在实际应用中均有一定的缺陷。针对此问题,本文基于协方差矩阵的检测算法,结合低秩稀疏建模理论,建立了频谱检测的低秩稀疏模型,提出了一种改进的频谱检测新方法。所提方法不需要事先获取主用户信号和噪声功率等先验信息,对信号样本的协方差矩阵进行低秩稀疏分解,以低秩矩阵之间的特征差异来判决当前是否存在主用户信号。仿真实验验证了所提方法具有较好的检测性能和鲁棒性。      

基于低秩表示和学习字典的高光谱图像异常探测

提出一种基于低秩表示和学习字典的高光谱遥感图像异常探测算法.相对于其它低秩矩阵分解方法如鲁棒主成分分析,低秩表示方法更为契合高光谱图像的线性混合模型.该算法将低秩表示模型应用到高光谱图像异常探测问题上来,引入表征背景信息的学习字典,大大增强了低秩表示模型对初始参数的鲁棒性.仿真和实际高光谱数据的实验结果表明,所提出的算法有效地提高了异常的探测率,同时对初始参数具有较好的鲁棒性,可以作为一种解决高光谱图像异常探测的有效手段.     

基于矩阵分解和非凸秩近似的低秩表示算法

针对低秩表示模型的一般求解算法存在针对核范数存在近似矩阵秩不精确的问题,用矩阵分解技术与对数行列式函数替代矩阵核范数来近似矩阵秩函数。提出了基于矩阵分解和非凸秩近似的低秩表示模型,并设计了一种交替方向乘子法求解,最后用谱聚类方法进行聚类,通过数值实验对比,证明提出的算法有效性。     

基于显著性检测与MDLatLRR分解的红外与可见光图像融合

针对红外与可见光图像融合过程中细节信息的缺失、融合结果对比度较低等问题,提出一种基于显著性检测与多层潜在低秩表示的红外与可见光图像融合方法。首先,使用基于显著性检测的方法对红外与可见光图像进行预融合;然后,使用多层潜在低秩表示方法依次将红外图像、可见光图像和预融合图像分解为低秩层和细节层;其中细节层采用结构相似性和L2范数相结合的方法进行融合,低秩层使用基于能量属性的方法进行融合;最后,将低秩层和细节层的融合结果重构便得到最终的融合图像。文中将该方法与11种具有代表性的图像融合方法进行了评估比较,通过对比多组融合图像的主客观评价,其结果表明,相较于对比方法,本方法能够保留红外与可见光图像融合过程中源图像的有效细节,且融合结果具有较高的对比度,更符合人们的视觉理解。     

铁轨图像的低秩矩阵分解缺陷检测

随着高铁在中国乃至世界的快速发展，对轨道质量的要求越来越高。轨道表面缺陷检测直接关系着铁路安全、国家经济及安全等问题。基于固定光源下的摄像头拍摄的轨道表面图像，将轨道表面的缺陷检测建模为低秩矩阵分解问题，并对分解得到的稀疏矩阵计算其行累积量，由于去除了背景的干扰，缺陷区域所在的行累积量绝对值会变得很大，从而可以通过阈值操作得到缺陷行坐标，最后对由缺陷行坐标确定的小图像块区域进行二值化操作，并寻找最大联通区域即可确定缺陷位置，实现缺陷的自动检测与定位。与已有文献实验比较结果表明，该算法对不同光照及背景下的轨道缺陷检测均取得了较好的检测结果。      

图割模型在光纤熔接缺陷检测中的应用

针对当前光纤熔接过程中熔接缺陷图像人工判读费时费力的问题,提出了一种全自动的、利用图割(Graph Cut)模型进行熔接缺陷分割与检测的方法。与传统图割模型分割方法不同,该方法首先采用图像增强与二值化分割技术对热像图进行预处理。其次,设计了一类利用缺陷及背景斑块区域历史先验信息进行图割模型源点和汇点计算的建模方法,并采用快速最大流(Max-flow)算法进行能量函数的最优化求解,有效地提高了算法对缺陷斑点分割的效率。再次,对光纤熔接缺陷斑块特征的建模与分析问题进行了讨论,提出了一类缺陷识别与报警的原则。大量实验结果证明了文中算法的有效性。     

基于低秩表示的人脸识别方法

随着人工智能和计算机视觉技术的快速发展,人脸识别技术在各领域得到了广泛的应用。人脸识别可以应用于安全监控、身份认证、社交媒体、人机交互等多个领域,它能自动识别和检测人脸,并将其与预先存储的人脸进行比对和匹配。低秩表示是一种利用低秩矩阵对高维数据进行降维表示的方法。在人脸识别中应用低秩表示,可以提取出重要的人脸特征,减少冗余信息和噪声的影响。低秩表示还能增强模型的鲁棒性,使其对光照、表情、姿态等具有更好的适应性。文中对基于低秩表示的人脸识别方法进行了研究,以期为相关人员提供参考。     

基于低秩表示的鲁棒判别特征子空间学习模型

特征子空间学习是图像识别及分类任务的关键技术之一,传统的特征子空间学习模型面临两个主要的问题。一方面是如何使样本在投影到特征空间后有效地保持其局部结构和判别性。另一方面是当样本含噪时传统学习模型所发生的失效问题。针对上述两个问题,该文提出一种基于低秩表示(LRR)的判别特征子空间学习模型,该模型的主要贡献包括:通过低秩表示探究样本的局部结构,并利用表示系数作为样本在投影空间的相似性约束,使投影子空间能够更好地保持样本的局部近邻关系;为提高模型的抗噪能力,构造了一种利用低秩重构样本的判别特征学习约束项,同时增强模型的判别性和鲁棒性;设计了一种基于交替优化技术的迭代数值求解方案来保证算法的收敛性。该文在多个视觉数据集上进行分类任务的对比实验,实验结果表明所提算法在分类准确度和鲁棒性方面均优于传统特征学习方法。     

非控场景下主成分稀疏表示与低秩分解的人脸识别

针对非受控场景下人脸识别率低的问题,提出一种非控场景下基于主成分稀疏表示与低秩分解的人脸识别算法。首先通过核心基础信息平台收集的数据自构建基础人脸库,然后采集课堂照片并对采样照片通过主成分稀疏表示和低秩分解算法进行分割,最后以基础人脸库为样本进行匹配识别,并将未进行低秩分解的情况与低秩分解后的结果进行比较。实验结果表明,在非受控场景下通过主成分稀疏表示叠加低秩分解的识别效果对光照变化影响的鲁棒性较强,对遮挡情况受到的影响相对明显,总体识别正确率最高达到92.4%,达到较好非控场景下人脸识别效果。该算法对开放型非受控场景下的人脸识别及由此衍生出的表情识别、行为识别等研究都有积极助益。     

基于图正则化低秩协同表示的高光谱异常检测

高光谱异常检测是检测出与周围背景像素的光谱具有明显差异的目标的过程。研究学者针对高光谱异常检测提出了多种算法,其中低秩协同表示检测器(LRCRD)不仅能够考虑所有像素之间的高光谱相关性,而且用低秩和l₂范数最小化约束字典的系数矩阵,背景字典不需要过度完备,可以更好地表示背景。然而,LRCRD模型并没有考虑到高光谱数据的局部几何信息对于区分背景和异常像素的重要性。将图拉普拉斯正则项引入LRCRD模型中,提出了一种基于图正则化低秩协同表示的异常检测方法,分析数据中的非线性几何信息。该方法保持高光谱图像的局部几何结构,提高了检测精度。在合成和真实高光谱数据集上对所提方法进行了实验验证,实验结果证明了所提方法的可行性。     

鲁棒主成分分析的铝箔表面缺陷检测方法

为了准确检测铝箔表面的穿孔、污点、亮斑和刮痕等各种缺陷，提出了一种基于低秩稀疏分解的铝箔图像表面缺陷检测方法。铝箔材料生产过程中表面出现缺陷的概率较小，同时一幅铝箔图像中缺陷占整幅图像的比例较小，即铝箔图像背景之间是线性相关的，可近似视为处于同一低秩子空间中，同时图像表面缺陷是近似稀疏的。采用RPCA(Robust Principal Component Analysis)算法对铝箔图像序列组成的观测数据矩阵进行低秩稀疏分解，得到低秩的背景图像和稀疏的缺陷图像。分别对单幅铝箔图像以及由多幅铝箔图像组成的图像序列进行低秩稀疏分解实验，在铝箔图像表面缺陷检测应用中验证所提方法的有效性。实验结果表明，提出方法检测到的缺陷清晰、完整，处理一幅大小为880×540的铝箔图像平均耗时不超过0.7秒，能够实现铝箔表面缺陷的实时检测。同时，算法具有较好的扩展性，能够方便地应用到其他产品的表面缺陷检测中。      

联合低秩与稀疏先验的高光谱图像压缩感知重建

本文建立了一种新的高光谱图像压缩感知重建模型,编码端采用块对角的Noiselet测量矩阵对每一谱带进行独立采样,解码端首先建立高光谱图像低秩稀疏表示模型,分解为低秩与稀疏成分,并对低秩成分在空间维进行稀疏分解,进而构建联合谱间低秩性先验与谱内空间稀疏性先验的凸优化重建模型,并提出模型求解的增广拉格朗日乘子迭代算法,通过引入辅助变量与线性化技巧,使得每一子问题均存在解析解,降低了模型求解的复杂度。实验结果验证了本文模型及其算法的有效性。     

基于低秩稀疏分解的红外弱小目标检测算法研究进展

红外探测系统具有隐蔽性好、抗干扰能力强等特点，广泛应用于军事和民用领域，红外弱小目标的检测是红外探测系统中的重要组成部分，已成为了当前的研究热点。近年来，学者们在基于低秩稀疏分解的红外弱小目标检测算法研究方面取得了丰硕的成果，为此，重点阐述了基于低秩稀疏分解的红外弱小目标检测算法的研究现状和研究进展。从背景分量约束、目标分量约束和联合时域信息约束等3个方面详细地综述了基于低秩稀疏分解的红外弱小目标检测算法。首先把背景分量约束划分为块图像的低秩约束、张量的低秩约束和全变分约束，其次从目标的稀疏性表示和融合局部先验的目标分量加权策略两方面分析了目标分量的约束，然后分析了联合时域信息约束，将典型的基于低秩稀疏分解的检测算法和单帧检测算法进行了性能对比，最后讨论了该领域下一步的研究方向。     

基于OpenCV的光纤端面检测系统研究

针对光纤端面制备中各种因素的影响会导致光纤端面产生缺陷的问题,研究了一种基于机器视觉技术的光纤端面检测系统。针对光纤端面显微图像的结构特点,使用图像处理算法拟合其中的椭圆,并提出了一种基于同心椭圆约束的椭圆检测方法,挑选出纤芯和包层轮廓的拟合椭圆。依据获取的拟合椭圆参数将光纤端面划分为三个检测区域,进行分区域的瑕疵点检测和统计。全部算法使用VS2010和OpenCV开发实现。实验表明,该检测系统可以对光纤端面进行准确的质量测定。     

基于稀疏和低秩恢复的稳健DOA估计方法

该文针对有限次采样导致传统波达方向角(DOA)估计算法存在较大估计误差的问题,提出一种基于稀疏低秩分解(SLRD)的稳健DOA估计方法。首先,基于低秩矩阵分解方法,将接收信号协方差矩阵建模为低秩无噪协方差及稀疏噪声协方差矩阵之和;而后基于低秩恢复理论,构造关于信号和噪声协方差矩阵的凸优化问题;再者构建关于采样协方差矩阵估计误差的凸模型,并将此凸集显式包含进凸优化问题以改善信号协方差矩阵估计性能进而提高DOA估计精度及稳健性;最后基于所得最优无噪声协方差矩阵,利用最小方差无畸变响应(MVDR)方法实现DOA估计。此外,基于采样协方差矩阵估计误差服从渐进正态分布的统计特性,该文推导了一种误差参数因子选取准则以较好重构无噪声协方差矩阵。数值仿真表明,与传统常规波束形成(CBF)、最小方差无畸变响应(MVDR)、传统多重信号分类(MUSIC)及基于稀疏低秩分解的增强拉格朗日乘子(SLD-ALM)算法相比,有限次采样条件下所提算法具有较高DOA估计精度及较好稳健性能。     

联合空间信息的改进低秩稀疏矩阵分解的高光谱异常目标检测

针对低秩稀疏矩阵分解的高光谱异常目标检测算法忽略了图像的空间信息,导致检测精度低的问题,提出了一种联合空间信息的改进低秩稀疏矩阵分解的高光谱异常目标检测算法。算法综合利用了高光谱图像的光谱信号与空间信号,并与图像自身的稀疏性相结合,对经典的基于低秩稀疏矩阵分解的目标检测算法进行改进,该算法以待测像元为中心构建一定大小的空间窗,计算中心像元与邻域内其他像元的空间相似度权值和光谱相似度权值,通过计算邻域内其他像元对中心像元的比例权值得到了中心像元的重构光谱值并作差得到两者的残差矩阵;最后基于低秩稀疏矩阵分解的高光谱异常目标检测算法得到图像的稀疏矩阵,将代表异常目标信息的稀疏矩阵和残差矩阵相加并求解矩阵行向量之间的欧式距离得到像元的异常度,设置阈值,得到检测结果。为验证所提算法的检测性能,采用了真实的高光谱数据进行仿真实验,并与现有算法进行对比,结果表明该算法能够得到更高的检测精度。     

基于深度学习的航拍电网绝缘子缺陷检测

电网绝缘检测缺陷的准确检测是电网运行状态有效监测及故障诊断前提,基于无人机航拍电网绝缘子图像,为解决深度学习缺陷检测存在的误检测和局部信息丢失问题,提出基于改进深度学习全卷积网络的缺陷自动检测算法,算法通过改进FCN的VGG结构、扩展滤波器尺寸、取消全连接层Dropout及模型深度,实现FCN模型在绝缘子缺陷检测方面的有效改进,实验结果表示,改进模型在较少运行时间增加基础上,有效提高了对绝缘子缺陷检测的性能和对背影的鲁棒性,取得了比已有算法更有优势的检测结果。