实时视觉目标跟踪与视频对象分割多任务框架

目的 针对视觉目标跟踪（video object tracking,VOT）和视频对象分割（video object segmentation,VOS）问题,研究人员提出了多个多任务处理框架,但是该类框架的精确度和鲁棒性较差。针对此问题,本文提出一个融合多尺度上下文信息和视频帧间信息的实时视觉目标跟踪与视频对象分割多任务的端到端框架。方法 文中提出的架构使用了由空洞深度可分离卷积组成的更加多尺度的空洞空间金字塔池化模块,以及具备帧间信息的帧间掩模传播模块,使得网络对多尺度目标对象分割能力更强,同时具备更好的鲁棒性。结果 本文方法在视觉目标跟踪VOT-2016和VOT-2018数据集上的期望平均重叠率（expected average overlap,EAO）分别达到了0.462和0.408,分别比SiamMask高了0.029和0.028,达到了最先进的结果,并且表现出更好的鲁棒性。在视频对象分割DAVIS（densely annotated video segmentation）-2016和DAVIS-2017数据集上也取得了有竞争力的结果。其中,在多目标对象分割DAVIS-2017数据集上,本文方法比SiamMask有更好的性能表现,区域相似度的杰卡德系数的平均值J_M和轮廓精确度的F度量的平均值F_M分别达到了56.0和59.0,并且区域和轮廓的衰变值J_D和F_D都比SiamMask中的低,分别为17.9和19.8。同时运行速度为45帧/s,达到了实时的运行速度。结论 文中提出的融合多尺度上下文信息和视频帧间信息的实时视觉目标跟踪与视频对象分割多任务的端到端框架,充分捕捉了多尺度上下文信息并且利用了视频帧间的信息,使得网络对多尺度目标对象分割能力更强的同时具备更好的鲁棒性。     

结合EMD-cl嵌入的多载体密图分存方法

目的 传统误差扩散或恢复函数的多载体密图分存会对嵌密载体视觉质量造成较大影响,同时恢复函数需单独设计,只适用于二值或灰度图像,且通过简单Arnold置乱或异或加密仅能提供有限的安全性。针对此问题,提出结合EMD-c^l嵌入的多载体密图分存方法。方法 采用双哈希MD5和SHA-1值产生多组与密图属性和用户密钥有关的置乱参数,驱动2维双尺度矩形映射来改变载体像素对应关系,然后将置乱后载体同位置像素构成向量,按扩展约瑟夫遍历映射分配基向量,通过EMD-c^l嵌入秘密像素,从而将密图分存到多张载体中。结果 采用EMD-c^l提高了嵌密载体视觉质量且不需额外设计恢复函数,可针对不同分辨率和灰度阶密图分存。所提方法载体像素位置和EMD-c^l基向量都与密图MD5和SHA-1值以及用户密钥紧密绑定,仅有正确用户密钥和密图MD5和SHA-1值才能对密图恢复,并可通过第三方公信方托管的参与者分存信息MD5和SHA-1值使得所述策略具备认证能力。所提方法密钥空间为1.193 6×10¹¹⁸,可抵抗暴力破解。实验结果表明,结合EMD-c^l,所提方法具有较好的嵌密载体视觉质量,NC趋近于1,对于EMD-3^l,嵌密载体PSNR均接近50 dB;对于EMD-5^l和EMD-7^l,PSNR分别达到45 dB和42 dB,而传统方法,PSNR最好仅为42 dB。所提方法可分存不同分辨率和灰度阶密图,可对参与者密钥分存信息的真实性进行检验且对密图哈希和用户密钥极度敏感。结论 所提方法具有较低复杂度,较高安全性和普适性及认证能力,在整体性能上优于传统误差扩散或恢复函数的多载体密图分存方法,适用于对嵌密载体视觉质量要求高和针对不同分辨率和灰度阶密图分存的安全场景中。     

大数据环境催生的

在当今互联网时代,由于以互联网为主的一整套信息技术（包括移动互联网、云计算、大数据技术等）,以其渠道、工具、手段、平台,方式等,在社会生产和生活中迅速扩散和广泛应用,形成了一个网络空间,而且现实空间有多大,网络空间就有多大,从而构成空间二元社会。网络空间从传递文字到声音,图片到视频,几乎无所不能,无远弗届,又因其是以数字和符号化的形式出现,带有明显的虚拟性特征,具有一定的随意性和较强的隐蔽性。在虚拟的网络空间里,泛娱乐化盛行,去权威去中心化突出,使现实空间的个体获得空前自由和释放,个体力量迅速崛起,现实空间的传统组织从阵地到信息内容被碎片化甚至边缘化。为了平衡这两个空间,并使之相互促进,相得益彰,"凯里云立方"呼之欲出：在网络空间与现实空间中建立一个结构起来的立方体,将各组织被碎片化的大数据激活,并把萃取出来的数据可视化,在云平台中利用大数据将现实组织还原,鲜活地呈现于网络空间,让网络空间和现实空间共同而且更好地服务于传统组织的生存和发展。这是我们构建"凯里云立方"的思路框架。     

深度全卷积网络的IVUS图像内膜与中—外膜边界检测

目的 心血管内超声（IVUS）图像内膜和中—外膜（MA）轮廓勾画是冠脉粥样硬化和易损斑块定量评估的必要过程。由于存在斑点噪声、图像伪影和各类斑块,重要组织边界的自动分割是一个非常困难的任务。为此,提出一种用于检测20 MHz心电门控IVUS图像内膜和MA边界方法。方法 首先利用深度全卷积网络（DFCN）学习原始IVUS图像与所对应手动分割图像之间映射,预测出目标或者背景的概率图,实现医学图像语义分割。然后在此基础上,结合心血管先验形状信息,采用数学形态学闭、开操作,平滑内膜和MA边界,降低分割过程中错误分类像素或区域的影响。结果 针对来自10位病人的IVUS图像及其标注信息所组成的435幅国际标准公开数据集,从线性回归、Bland-Altman分析和面积交并比（JM）、面积差异百分比（PAD）、Hausdorff距离（HD）、平均距离（AD）等性能指标上,评价本文方法。实验结果表明,算法检测结果与手动勾画结果的相关性可达到0.94,其超过94.71%的结果落在95%置信区域内,具有良好一致性。内膜和MA边界的AD指标分别为：0.07 mm和0.08 mm;HD指标分别为：0.21 mm和0.30 mm。JM指标分别为0.92和0.93;PAD指标分别为5%和4%。此外,对临床所采集的100幅IVUS图像进行了测试,证明本文学习的模型在跨数据集上具有较好的泛化能力。结论 与现有的国际算法比较,本文方法提高了各类斑块、声影区域和血管分支等因素的识别能力,不受超声斑点的影响,能准确地、可重复地检测出IVUS图像中的关键目标边界。     

搭载OPhone系统 摩托罗拉MT710智领

近日,三星蓝光康宝SH-B083A终于在高清爱好者的期盼下上市。三星SH-B083A支持8×BD-R和BD-ROM读取、16×DVD＋R/-R和48×的CD-R刻录,同时支持单层25GB和双层50GB的蓝光盘片。     

不同杂交组合商品猪的生长表现和经济效益分析

选用大×长大,皮圣×长大和杜×长大杂交仔猪各20头,进行120天的育肥对比试验。结果表明,皮圣×长大组合的日增重分别比大×长大和杜×长大高出94g和27g,料重比降低8.14%和11.86%;综合效益相对提高64.29元/头和20.08元/头。     

基于认知属性库的原型范畴研究

原型范畴是认知科学研究中的重要理论,使用属性来区分范畴中心成员及边缘成员有着较强的解释力,但该理论一直缺乏基于频率信息的属性数据支撑。该文借助认知属性库的23万条数据,对原型理论研究中经常讨论的“鸟”、“水果”、“交通工具”等范畴的典型成员和非典型成员进行分析验证。认知属性库的数据显示,在汉语中,“鸟”的典型成员是“麻雀”、“燕子”等,和“鸟”具有较多的共同属性;而“企鹅”、“鸵鸟”则只共享了“鸟”很少的属性,且缺少关键的属性“飞”。大体上验证了原型理论的观点。同时,我们也发现“小鸟”的属性特别丰富,具有典型成员的特性。在进一步观察了“水果”和“交通工具”两个范畴后,我们探讨了范畴的跨类现象,进而从数学模型上区分了树结构的层次分类体系和图结构的范畴化体系。     

英语教学中学习兴趣的培养

培养学习英语的兴趣和良好习惯,要关爱学生,融洽师生关系;创造校园英语环境,营造学习氛围;运用词卡和图片创设情景;运用媒体,激发情趣;编辑歌谣,增强记忆;游戏和比赛活动,激活课堂;正确面对学生的个性差异,因材施教。     

利用MODIS数据估计中国黄东海区域测深参数

目的 现有关于漫衰减系数的研究大多是在490 nm波段建立反演模型,且未将相关研究与机载激光雷达测深能力建立联系,本文尝试获取测深参数532 nm漫衰减系数K_d(532)和透明度SD(Secchi disk depth),为机载双色激光雷达测深能力的评估和飞行方案的制定提供了重要技术参数。方法 首先分析了测深参数532 nm漫衰减系数K_d(532)和透明度SD对于评估机载双色激光系统测深能力的重要性。利用2003年春季中国黄东海区域的实测光学数据,对现有的漫衰减系数反演模式进行改进,建立了K_d(532)和K_d(490)=的线性关系以及SD和K_d(532)的幂函数关系。结果 根据2003年春季MODIS的490 nm漫衰减系数产品和上述函数关系获取了K_d(532)和SD参数。结论 本文获取测深参数K_d(532)和SD的方法能够用来有效评估该区域机载激光雷达的测深能力,准确性和精度依赖于实测光学数据的精度、分布和数量以及MODIS的K_d(490)产品的准确性。     

C3连续的单位四元数插值样条曲线

目的 构造一类C³连续的单位四元数插值样条曲线,证明它的插值性和连续性,并把它应用于刚体关键帧动画设计中。方法 利用R³空间中插值样条曲线的5次多项式调配函数的累和形式构造了S³空间中单位四元数插值样条曲线,它不仅能精确通过一系列给定的方向,而且能生成C³连续的朝向曲线。结果 与Nielson的单位四元数均匀B样条插值曲线的迭代构造方法相比,所提方法避免了为获取四元数B样条曲线控制顶点对非线性方程组迭代求解的过程,提高了运算效率;与单位四元数代数三角混合插值样条曲线的构造方法（Su方法）相比,所提方法只用到多项式基,运算速度更快。本例中创建关键帧动画所需的时间与Nielson方法和Su方法相比平均下降了73%和33%。而且,相比前两种方法,所提方法产生的四元数曲线连续性更高,由C²连续提高到C³连续,这意味着动画中刚体的朝向变化更加自然。结论 仿真结果表明,本文方法对刚体关键帧动画设计是有效的,对实时性和流畅性要求高的动画设计场合尤为适用。     

融合方向特性与不确定性的脉冲噪声滤波

目的 随机噪声的噪声阈值具有不确定性和敏感性,寻找一个鲁棒的阀值是非常困难的,这严重影响了噪声的提取效率。为提高噪声判断的准确性,提出一种基于方向特性与中智不确定性融合的双端脉冲检测算法;另外,为加强优良像素在滤波过程中的权重,构建了一种基于像素中智不确定性和ROAD（rank-ordered absolute differences）统计量的新型双边滤波函数。方法 在噪声检测阶段,首先根据ROLD（rank-ordered logarithmic difference）与噪声阈值T的关系,将污染图像的像素分为超限域像素（ROLD ≥ T）、邻限域像素（0.8T ≤ ROLD<T）和安全域像素（ROLD<0.8T）,并利用开关机制完成一次噪声检测。在此基础上,为提高超限域和邻限域像素噪声检测的准确性,采用不同策略对其进行二次噪声排查：对超限域像素,利用新型25像素和9像素4方向模板计算像素基于排序的方向对数差统计量,由该统计量与T的大小关系决定当前像素的噪声真伪;对邻限域像素,则结合当前像素中智不确定性在滤波窗内的排序信息来进一步确定其噪声特性。在滤波阶段,利用像素中智不确定性和ROAD统计量构建新型双边滤波函数,以加强低不确定性和高相似性像素在图像恢复中的权重。结果 针对实验图像,双端脉冲检测算法的边缘像素提取率最高可达67%、邻限域像素的噪声剔除率最高可达91%,大大降低了阈值对噪声提取的敏感性,从而提高了噪声判断的正确率。在10%~80%噪声范围内,本文算法的主观性能和峰值信噪比都优于其他7种算法。结论 本文基于双端检测和新型双边滤波函数的新算法,在噪声检测和去噪过程中均充分考虑了图像本身的方向性和噪声的不确定性,因此提高了噪声提取及像素滤波权重的准确性,从而有效地保护了图像的边缘和细节信息。     

大规模流体场景的真实感与实时模拟

目的 基于物理的流体动画模拟是计算机图形学领域中的研究热点,针对实际应用中仍难以实现大规模流体场景的真实感与实时模拟,提出了基于shallow water方程的物理模拟方法。方法 首先,给出shallow water方程的稳定欧拉数值求解方法,解决模拟过程中存在的毛刺、陡坡水滴斑点等数值求解的不稳定性问题;其次,提出刚体和粒子系统与流体高度场的稳定耦合模型,实现双向固流耦合和流体表面细节的真实感模拟;最后,设计高度场的多精度网格算法以及粒子的隔点采样方法,加速大规模流体的物理模拟计算。结果 实验结果表明,本文方法解决了传统欧拉方法求解shallow water方程的流体模拟过程中存在的不稳定和计算复杂等问题,在300×300网格分辨率和2.2×10⁴粒子数的规模下,达到了20帧/s的实时模拟速度。结论 本文算法具有良好的高效性和稳定性,适用于电子游戏和视景仿真等实时应用领域中的大规模流体场景的真实感模拟。     

改进双边滤波Retinex的多聚焦图像融合

目的 针对传统Retinex算法存在的泛灰、光晕、边界突出以及高曝光区域细节增强不明显的现象,将Retinex和多聚焦融合的思想融合在一起,提出一种基于Retinex的改进双边滤波的多聚焦融合算法。方法 首先根据图像情况在像素级层次将反射图像分解为最优亮暗区域两部分,然后利用线性积分变换和邻近像素最优推荐算法,将原始图像与最优亮区域多聚焦融合得到图像T,再将图像T与最优暗区域重复以上步骤得到图像S,最后利用引导滤波进行边界修复得到最终图像。结果 选择两组图像girl和boat进行实验,与SSR（single scale Retinex）、BSSR（Retinex algorithm based on bilateral filtering）、BIFT（Retinex image enhancement algorithm based on image fusion technology）和RVRG（Retinex variational model based on relative gradient regularization and its application）4种方法进行对比,本文方法在方差和信息熵两方面表现出明显优势。在均值方面,比BIFT和RVRG分别平均提高16.37和20.90;在方差方面,比BIFT和RVRG分别平均提高1.25和4.42;在信息熵方面,比BIFT和RVRG分别平均提高0.1和0.17;在平均梯度方面,比BIFT和RVRG分别平均提高1.21和0.42。对比BIFT和RVRG的实验数据,证明了本文方法的有效性。结论 实验结果表明,相比较其他图像增强算法,本文算法能更有效抑制图像的泛灰、光晕和边界突出现象,图像细节增强效果特别显著。     

“可编程序控制器及其应用”讲座：第十六讲 网络控制和工业通信系统

本讲以美国GOULD公司1978年推出的MOD-BUS网络为例,介绍工业通信系统的硬件构成类型、通信协议和应用注意事项等。一、MODBUS简介 MODBUS网络是一个工业通信系统,由带智能终端的可编程序控制器、计算机以及共用线路或专用线路组成。 MODBUS系统可应用于各种数据采集和过控监控,包括:能源管理和环境保护;安全检测;过程控制;数据采集管理和记录;产品检验;质量管理;管道管理和控制;传输线和传输机械的控制;机床控制等。     

线性动态系统反演模型在人体行为识别的应用

目的 人体行为识别在视频监控、环境辅助生活、人机交互和智能驾驶等领域展现出了极其广泛的应用前景。由于目标物体遮挡、视频背景阴影、光照变化、视角变化、多尺度变化、人的衣服和外观变化等问题,使得对视频的处理与分析变得非常困难。为此,本文利用时间序列正反演构造基于张量的线性动态模型,估计模型的参数作为动作序列描述符,构造更加完备的观测矩阵。方法 首先从深度图像提取人体关节点,建立张量形式的人体骨骼正反向序列。然后利用基于张量的线性动态系统和Tucker分解学习参数元组（A_F,A_I,C）,其中C表示人体骨架信息的空间信息,A_F和A_I分别描述正向和反向时间序列的动态性。通过参数元组构造观测矩阵,一个动作就可以表示为观测矩阵的子空间,对应着格拉斯曼流形上的一点。最后通过在格拉斯曼流形上进行字典学习和稀疏编码完成动作识别。结果 实验结果表明,在MSR-Action 3D数据集上,该算法比Eigenjoints算法高13.55%,比局部切从支持向量机（LTBSVM）算法高2.79%,比基于张量的线性动态系统（tLDS）算法高1%。在UT-Kinect数据集上,该算法的行为识别率比LTBSVM算法高5.8%,比tLDS算法高1.3%。结论 通过大量实验评估,验证了基于时间序列正反演构造出来的tLDS模型很好地解决了上述问题,提高了人体动作识别率。     

噪音人脸图像的总间隔v最小类内方差SVM分类

提出总间隔v最小类内方差支持向量机（TM-v-MCVSVMs）,用于解决含有噪音人脸图像的分类问题,它综合了最小类内方差支持向量机（MCVSVMs）和总间隔v-支持向量机（TM-v-SVM）的优点。给出了TM-v-MCVSVMs在小样本问题和非线性分类问题中的解决方法。经初步的实验验证,在含有噪音人脸图像的分类问题中,TM-v-MCVSVMs获得了比MCVSVMs和TM-v-SVM更好的分类性能。     

行业应用

据《中国计算机报》报道,中国信息产业“十五”计划纲要和二○一○年远景目标框架思路已经确定。 未来中国信息产业发展的主要任务是: 抓紧建设国家信息基础设施。继续建设宽带高速传输网络,大力发展高速互联网;高度重视信息资源的开发利用;推进电信网、广播电视网和计算机网的三网融合;提高通信普遍服务水平,加快西部信息化进程。 加速发展信息技术和信息产业。提高信息化装备能力;突破产业发展在集成电路、软件等方面上的瓶颈;积极引导和推动数字技术的应用;增强技术创新能力,加速产品更新换代。 大力推进信息技术在国民经济各行各业的应用。改造和提升传统产业;促进国民经济和社会服务信息化;推动企业信息化;推动电子商务;统筹规划,实施信息化重大工程。     

某机循环和子程序的组织

在某机上有六条指令用来控制循环和子程序的进出〔1〕,即604(#ZC),606(#FC),620(〔),622(〕),624(#SK)和626(#SG)。这些指令使用两个站和若干个寄存器,可以解决循环和子程序的非常出口(即不经由循环关门和返回指令而跳出)问题。这些寄存器和站之间信息传递的关系相当精微复杂,为了解和使用有关指令,直觉的观念是必不可少的;但以往的经验表明,对一定复杂程度的程序,其正确性问题只靠直觉往往是靠不住的。本文的目的就是要解决某机子程序和循环程序结构的正确性问题。文章分为七节,§1叙述六条指令的操作内容;§2定义循环的程序结构和有关规定;§3叙述有关寄存器、站和指令的直观含意;§4是本文的主要结果,即所述程序结构正确性的证明;§5定义子程序的结构;§6通过把子程序视为循环的特殊情形,而最后得到统一的结论;§7讨论了两个有关问题。只关心结论而对方法无兴趣的读者,无须读§4的证明和§7。但需要指出的是,文中的方法似是从事计算机功能设计和软件工作者应掌握的方法,这也是作者写本文的原因之一。     

改进NSCT和IHS变换相结合的遥感影像融合

目的 目的为了增强多光谱和全色影像融合质量,提出基于脉冲耦合神经网络（PCNN）的非下采样Contoulet变换（NSCT）和IHS变换相结合的融合方法。方法 先对多光谱图像进行IHS变换提取亮度I分量,采用主成分分析增强I分量得到新的I⁺分量;然后通过NSCT变换分别对I⁺分量和全色图像进行分解,并采用边缘梯度信息激励的PCNN得到融合图像的低频和高频分量;最后进行NSCT逆变换、IHS逆变换得到融合图像。结果 利用资源一号02C卫星数据进行实验,结果表明该算法在保留光谱信息的同时提高了图像空间分辨率,获得了较好的融合效果。结论 结合NSCT和IHS变换的融合方法在视觉效果和客观评价指标上都优于常用的图像融合方法。     

微机网上的分布式专家联合系统UNION(上)

本文描述微机网上的分布式专家联合系统UNION的设计思想、目标、体系结构和原理。UNION是继1985年陆汝钤提出分布式专家系统的概念及其设计思想之后于次年夏天开始组织实现的一个实验系统。目标机型是配有UNOS操作系统、PASCAL和C语言的MC68000微机,它们用Ethernet局部网联网。UNION目前已完成支撑系统Sup- port1和通信系统,其余部分正在实现中。UNION的工程实现由中国科学院数学研究所承担。