多尺度分形维的星载舰船显著性检测

目的 星上的舰船检测需要在资源和时间受限条件下实现快速检测,并且对目标的种类和尺寸缺少先验信息的指导,更多时候还需要实现一景图像中不同尺寸舰船的检测,因此,星上舰船检测要求检测方法具有一定的自适应性,从而实现星上多变的检测场景。方法 针对这一问题,提出了一种多尺度分形维的检测方法,可以实现一景遥感图像中不同尺寸舰船目标的检测。首先,针对差分盒算法受盒子尺寸约束的限制使分形维数的计算精度受到影响的问题提出了一种改进算法,改进算法增加了拟合直线的点对数目并引入了拟合误差剔除误差点对,提高了分形维特征计算的精确度。结果 在提高了分形维计算精度的基础上,新算法利用自然物体在不同尺度上具有的自相似性,通过多尺度分形维的计算并借鉴视觉显著性中c-s算子来排除背景对目标的干扰,突出舰船目标。实验结果表明,新算法能够有效检测出一景图像中不同尺寸的舰船,优于双参数CFAR算法的检测结果。结论 本文提出的多尺度分形维的检测算法可以实现对一景图像中不同尺寸舰船目标的检测,在保证一定检测率的同时有效降低了目标检测的虚警率。     

一种新的网格重叠差分盒分形模型

分形维数一个最重要的特性是其维数大小与人眼感觉图像表面的粗糙程度有很大的相关性,分形在图像的纹理分析、图像的分割与分类等方面有着很多成功的运用。在基于分形理论提出的分形维数的佑计方法中,差分盒法是一种经常被使用的分形维数佑计技术。研究发现差分盒法对细致纹理的最小二乘法线性拟合度比较好,但是对较为粗糙的纹理其最小二乘法的线性拟合度不够理想,估计出的分形维数往往失真。为了解决这个问题,提出了一种网格重叠差分盒模型,用以计算差分盒的盒子数的网格在一定程度上重叠,计算整个图像统计自相似意义上的盒子数,其最小二乘法的线性拟合度比较好。为了进一步提高差分盒的盒子计数精度,提出了非整数盒子计数法,修正了缩放尺度,试验证明其能更真实地反映纹理的分形维数。     

基于布朗模型和小波变换的图像分形维数计算

图像分形维数是反映图像纹理特征的重要因素,也是图像分割的主要依据;通常,图像的分形维数多数采用盒维数计算方法来得到,但是避免不了计算时阈值选择带来不精确的问题,本文结合小波变换和布朗模型,提出了一种新的计算方法,并且和盒维数方法计算结果进行比较,结果表明,通过本文的计算方法得到的图像分形维数较准确。     

彩色图像分形维数的计算方法

分形维数是描述图像复杂性的一种重要测度,广泛应用于图像特征提取及图像分类、分割和检索等方面。多种黑白图像和灰度图像的分形维数计算方法已被提出,但其中很少有适用于彩色图像的分形维数计算方法。把计算灰度图像分形维数的差分盒维法扩展到欧氏五维空间,提出了一种简单且易实现的计算彩色图像分形维数的方法。实验结果表明,提出的方法能够捕捉到彩色图像纹理的复杂性,在识别彩色图像粗糙度变化和计算精度方面优于其它算法。     

数字分形图像分形维数计算

针对数字图像分形维数计算准确度较低问题,为提高图像精确性,消除噪声,设计了基于图像处理和分形维数计算的一体化系统.对具有分形特征的数字图像进行了灰度转换、去噪、阈值分割和轮廓提取处理,得到二值轮廓数字图像;利用计盒维数算法,统计一系列不同像素边长的正方形覆盖二值轮廓数字图像,根据像素数量和正方形个数之间的关系,确定数字图像的分形维数.结果表明,对分形图像的处理简单、方便,通过对kochsnow曲线、Sierpinski垫片等有规则分形图像分形维数的仿真计算,验证了方法的准确性、可靠性和简便性,能为数字图像分形维数的计算提供可靠工具.     

基于布朗模型和小波变换的图像分形维数计算

函像分形维数是反映图像纹理特征的重要因素，也是图像分割的主要依据；通常，图像的分形维数多数采用盒维数计算方法来得到．但是避免不了计算时阚值选择带来不精确的问题，本文结合小波变换和布朗模型，提出了一种新的计算方法，并且和盒维数方法计算结果进行比较，结果表明，通过本文的计算方法得到的图像分形维数较准确。     

基于流形学习的彩色遥感图像分维数估算

目的 纹理特征提取一直是遥感图像分析领域研究的热点和难点。现有的纹理特征提取方法主要集中于研究单波段灰色遥感图像,如何提取多波段彩色遥感图像的纹理特征,是多光谱遥感的研究前沿。方法 提出了一种基于流形学习的彩色遥感图像分维数估算方法。该方法利用局部线性嵌入方法,对由颜色属性所组成的5-D欧氏超曲面进行维数简约处理;再将维数简约处理后的颜色属性用于分维数估算。结果 利用Landsat-7遥感卫星数据和GeoEye-1遥感卫星数据进行实验,结果表明,同Peleg法和Sarkar法等其他分维数估算方法相比,本文方法具有较小的拟合误差。其中,其他4种对比方法所获拟合误差E平均值分别是本文方法所获得拟合误差E平均值的26.2倍、5倍、26.3倍、5倍。此外,本文方法不仅可提供具有较好分类特性的分维数,而且还能提供相对于其他4种对比方法更加稳健的分维数。结论 在针对中低分辨率的真彩遥感图像和假彩遥感图像以及高分辨率彩色合成遥感图像方面,本文方法能够利用不同地物所具有颜色属性信息,提取出各类型地物所对应的纹理信息,有效地改善了分维数对不同地物的区分能力。这对后续研究各区域中不同类型地物的分布情况及针对不同类型地物分布特点而制定区域规划及开发具有积极意义。     

基于协作表示残差融合的3维人脸识别

目的 针对2维人脸难以克服光照、表情、姿态等复杂问题,提出了一种基于协作表示残差融合的新算法.方法 协作表示分类算法是将所有类的训练图像一起协作构成字典,通过正则化最小二乘法代替1范数求解稀疏系数,减小了计算的复杂度,由此系数重构测试人脸,根据重构误差最小原则,对测试人脸正确分类.该方法首先在3维人脸深度图上提取Gabor特征和Geodesic特征,然后在协作表示算法的基础上融合两者的残差信息,作为最终差异性度量,最后根据融合残差最小原则,进行人脸识别.结果 在不同的训练样本、特征维数条件下,在CIS和Texas 2 个人脸数据库上,本文算法的识别率可分别达到94.545%和99.286%.与Gabor-CRC算法相比,本文算法的识别率平均高出了10%左右.结论 在实时成像系统采集的人脸库和Texas 3维人脸库上的实验结果表明,该方法对有无姿态、表情、遮挡等变化问题具有较好的鲁棒性和有效性.     

基于布朗曲面模型的图像分形维计算方法

针对差分盒维数DBC(differential box counting)算法中空盒子对计算图像分形维数的影响,分析了DBC算法和其一种改进算法最小盒维数计算方法MBC(minimum box counting)剔除所有空盒子的不足,提出了一种新算法——真实差分盒维数算法ADBC(actual differential box-counting),将差分盒方法中存在的空盒子分为真实空盒子和潜在盒子。在计算盒子数量时,引入图像分形布朗曲面模型,通过模拟图像差分盒子覆盖真实事物(极限分辨率的图像)的情况,结合DBC算法和MBC算法寻找空盒子为潜在盒子的期望,用期望的形式最大程度求出基于图像和分形布朗模型的精确盒子数。实验结果表明,该方法使分形维数计算精度得到了明显提高。     

水平集中符号距离函数并行降维计算

目的 符号距离函数在水平集图像分割,视觉特征提取等图像处理领域有重要应用。随着图像分辨率越来越高,符号距离函数计算效率直接影响图像处理速度,为实现高分辨率图像实时处理,本文在降维法的基础上提出了并行算法,并针对并行计算对降维法进行了改进。方法 降维法将2维距离计算转化为两个1维距离计算,并采用抛物线下界法计算1维距离,是当前最快的一种符号距离计算方法。首先利用行和列计算的独立性,提出了降维法的并行算法。然后再对并行降维法进行改进,提出了抛物线下界法的并行算法。该方法采用多线程分段并行计算抛物线下界,即每个像素点与段内相邻像素点并行进行抛物线求交运算,快速搜索抛物线下界,从而实现了抛物线下界法的分段并行距离函数计算。所有并行算法在CUDA平台上采用GPU通用并行计算方法实现。结果 对不同分辨率及包含不同曲线的9幅图像进行实验测试,在距离计算误差小于1的条件下,并行降维算法对所有测试图像计算时间均小于0.06 s,计算效率比串行方法有了10倍以上的提升,改进并行降维算法对所有测试图像计算时间均小于0.03 s,计算效率比串行方法有了20倍左右的提升。结论 该方法实现了符号距离函数的快速并行计算,其优势在于当图像分辨率较高时仍然能够实现实时处理。     

一种改进的舰船红外图像分割算法

图像分割在图像分析和识别中具有重要的意义,针对最大类间方差法—Otsu法在复杂背景或目标灰度与其周围背景灰度相差不大情况下,目标相对面积较小时易出现目标与背景误分割的问题,提出了一种改进的Otsu法。该算法先对预处理后的红外舰船图像归一化投影,然后,按一定阈值对图像进行裁剪,最后,利用Otsu法进行分割。实验结果表明:与Otsu法、递归Otsu法相比,该算法能够更好地分割出目标。     

遥感图像融合评价方法研究

如何准确地评价融合效果是图像融合的一个重要组成部分。在遥感图像的融合研究中,对同一对象,不同的融合方法可以得到不同的融合效果,即可以得到不同的融合图像。系统地研究了遥感图像融合中的各种评价指标,在对已有的评价指标进行总结和分析时,还提出一些新的评价指标,并按使用条件和使用用途对遥感图像融合效果评价方法进行分类。     

Chan-Vese可变模块法快速实现红外图像分割

Chan-Vese方法作为Mumford-Shah的简化模型,因其水平集函数在演化过程中的全区域变化,会造成计算量极大,严重影响曲线形变速度;即使采用窄带法,在像素大的图像处理中,演化速度也极大地受到限制。提出一种改进Chan-Vese可变模块法快速实现红外图像分割,提出了形变曲线的不同节点根据前一次迭代演化情况,采用不同大小的模块运算,从而极大地提高了Chan-Vese模型演化速度。通过对红外图像的实验仿真,证明了该改进C-V方法能达到理想的效果。     

一种改进的指纹图像分割算法

提出了一种传统的指纹图像分割算法——方差法的改进算法。该算法给出了图像块均值及方差的新的计算方法,并用均值和方差的比值作为前景和背景区域的分割标准。既能有效抑制噪声对分割效果的影响,又能对对比度较低的图像实现理想分割。实验结果表明该方法比传统的方差法和方向法分割更准确。     

Otsu方法在多阈值图像分割中的应用

图像分割是数字图像处理中的一个重要问题.该方法改进了传统的最大类间方差法(Otsu法),使其可以应用于图像的多阈值分割.提出以双峰法引导来提高Otsu法多阈值分割图像的运算速度和稳定性.对样本图像的分割结果显示,此算法在分割速度和效果上都取得了较好的结果.     

一种新的图像合成方法

提出了一种新的图像分割与合成方法。对于图像的分割,提出了新的切割图法,先是手工把一些明显属于物体和明显属于背景的像素分割出来,然后设置了新的能量函数,求它取最小值时的分割结果。对于图像的合成,提出了梯度比较法,在保留物体基本颜色特征的同时,改变了物体的光亮度,使其与新背景的光亮度一致,从而合成图像的光照效果更真实。     

影像反求的基本方法与透视图画法之间的联系

文章从透视图作图的理论范畴与本质方面入手,比较发现照片影像与透视图的成像原理的一致性,并在透视图反求中可以将照片影像作为透视图看待。重点剖析了透视图中建筑师法和量点法两种基本画法,并通过这两种画法来分析影像反求与透视图画法之间的联系。     

基于区域增长算法的足球运动轨迹识别研究

该文概括介绍了图像的预处理技术和图像分割技术,结合足球射门运动图像的特点,提出了对足球进行识别和提取的方法,即对图像进行预处理,基于阈值进行背景消除,以减少噪声和背景的干扰,再使用区域增长法进行目标提取。基于区域增长算法,足球运动轨迹识别和捕捉成为可能。     

基于动态图像差分的多维脉搏信号获取

传统的脉搏传感器无法实现真正的多点脉搏信号检测。该文应用新型脉搏图像化检测装置采集脉搏动态图像，提出利用图像差分的方法获取多点脉搏信号。对不同差分方法实验结果的进一步比较分析表明，利用选择参考帧的差分法能够获得稳定的脉搏信号。讨论了参考帧的选择，实现了多维脉搏信号的获取。为脉搏信号检测与脉诊客观化研究提供了新的思路和方法。     

自适应方法在遥感图像处理中的应用研究

自适应方法为解决遥感图像处理发展中产生的新问题提供了有力的工具。自适应方法的算法、理论已经在遥感图像处理的降噪、分类、目标识别与跟踪、信息融合等诸多领域开始应用。经过试验与仿真分析,证明这些方法都取得了良好的效果。本文探讨了自适应方法在遥感图像处理中应用研究的新进展,对发展趋势作了展望。