线性与非线性成像系统下的多光谱重建研究

光谱成像在获得目标物体的空间维度信息的同时,还可以获得其光谱信息,因此近年来在图像处理领域备受关注。为了获得更为精确的颜色信息,通过多光谱成像系统采集多光谱图像,并应用线性或非线性成像系统下的光谱重建方法进行实验对比。实验结果表明,在添加了非线性变量以后,光谱重建结果的精度有所提高,但仍有待改进的地方。     

基于补色法的白光二极管现场照明技术的实现

在分析LED发光机理和光谱特性的基础上,结合LED光源颜色丰富的特点提出了一种基于补色法的LED照明技术.该技术结合成像目标物体和照明色的色相性,通过光源颜色的选择对被检测物体进行照明,可获得不同成像效果的高对比度图像.对BGA封装和CSP封装集成电路进行了实验,结果表明,基于补色法LED照明技术的图像采集系统可有效地滤除背景中的无效图像信息、减小图像处理的数据量、提高图像处理的速度和精度.     

一种可靠的多光谱CCD遥感图像配准方法

多源遥感图像数据的融合和后继应用必须先实现严格的配准。针对CBERS-02B遥感卫星多光谱CCD相机的成像尺寸大、像质差异性小及不同波段图像间的误差范围较固定等特点,提出一种基于小窗口多次匹配的图像配准方法。即在整幅大图像上均匀获取多个小窗口图像与基准图像进行灰度NCC匹配,将多个匹配结果通过剔除误匹配点后求平均的方法来获得具有子像素级精度的配准结果,从而保证配准的可靠性和精度。将该方法用于对多光谱CCD图像的配准实验中,结果表明本文提出的配准方法具有可行性和实用性。     

一种基于背景自学习的高光谱图像生物信息提取方法

为了提取指纹、癌变区域等重要的生物信息,传统方法一般是使用物理、化学手段直接作用在信息载体上,这不仅需要较长时间,容易对原有信息及载体造成破坏,而且提取过程不可重现、精度较低.高光谱成像技术避免了获取信息时物理接触造成的破坏,能多次稳定获取图像,成为了一种优秀的生物信息采集途径.在此介绍一种基于背景自学习的高光谱图像信息提取方法,它解决了传统非结构化背景模型适应性不强的问题,利用空间光谱信息进一步提升了信息提取精度.实验证明,该方法能有效对背景信息进行估计,提取完整的生物目标信息,精度优于传统目标信息提取方法.     

近红外高光谱图像数据预测技术

目的 受到传感器光谱响应范围的影响,可见光区域和近红外区域（400~2 500 nm）的高光谱数据通常使用不同的感光芯片进行成像,现有这一光谱区域典型的高光谱成像系统,如AVIRIS （airborne visible infrared imaging spectrometer）成像光谱仪,通常由多组感光芯片组成,整个成像系统成本和体积通常比较大,严重限制了该谱段高光谱探测技术的发展。为了能够扩展单感光芯片成像系统获得的高光谱图像的光谱范围,本文探索基于卷积神经网络的近红外光谱数据预测技术。方法 结合AVIRIS成像光谱仪的光谱配置,设计了基于残差学习的红外谱段图像预测网络,利用计算成像的方式从可见光范围的高光谱图像预测出近红外波段的光谱图像,并在典型的卫星高光谱遥感数据上进行红外光谱预测重构和基于重构的数据分类实验,以验证论文提出的红外光谱数据预测技术的可行性以及有效性。结果 本文设计的预测网络在Cuprite数据集上得到的预测近红外图像峰值信噪比为40.145 dB,结构相似度为0.996,光谱角为0.777 rad;在Salinas数据集上得到的预测近红外图像峰值信噪比为39.55 dB,结构相似性为0.997,光谱角为1.78 rad。在分类实验中,相比于只使用可见光图像,利用预测的近红外图像使得支持向量机（support vector machine,SVM）的准确率提升了0.6%,LeNet的准确率提升了1.1%。结论 基于AVIRIS传感器获取的两组典型卫星高光谱数据实验表明,本文提出的红外光谱数据预测技术不仅可基于计算成像的方式扩展可见光光谱成像系统的光谱成像范围,对于减小成像系统体积和质量具有重要意义,而且可有效提高可见光区域光谱图像数据在典型应用中的处理性能,对于提高高光谱数据处理精度提供新的技术支撑。     

基于多光谱和面部多区域联合的人脸活体检测算法

在常见的人脸活体检测应用场景中,绝大多数相关技术聚焦于RGB图像或IR图像,但是这些图像缺乏足够的生物特征,容易受到层出不穷的假体人脸攻击。该文提出了一种基于面部多区域联合的Transformer模型,并将多光谱成像技术引入人脸活体检测任务,旨在获取人脸的独特生物特征,增加与假体的可区分性,进而提高活体检测准确率。多光谱图像拓宽了光谱范围,可获取物体更为丰富的反射特性,通过逐像元进行光谱归一化操作,可降低光照强度变化带来的影响,增强人脸反射特征区域的一致性。该文提出的算法选取多个人脸核心区域(如眼睛、鼻子、嘴巴、脸颊等)作为深度学习模型输入,构建了基于Transformer的神经网络模型,同时获取人脸局部区域特征和区域间关联特征,整合成完备的人脸生物特征。在自建的多光谱人脸数据集上,该文提出的方法获得了95.72%的活体检测准确率及5.10%的活体检测错分率,优于常用的人脸活体检测模型。     

阵列相机多光谱图像采集技术

过去几年里,开展了大量的多光谱图像采集领域的研究工作,但主要采用的是轮盘变换式的多光谱图像采集系统。近来,一种新的多光谱图像采集方法被提出,基于阵列相机延伸范围来形成多个通道,因此引入多光谱阵列相机的概念。本文构造基于阵列相机的多光谱图像采集系统。该阵列相机采用12个大恒DH-HV1300FM型相机,11个镜头装有波长不同的滤光片。本文结合阵列相机多通道数的优势,提出一种光谱反射率重建算法,能够可靠并有效地重建场景的光谱反射率。仿真实验结果验证了该系统的有效性。     

基于互信息和随机优化的超光谱遥感图像配准

精确的谱间配准是从超光谱遥感图像中获取光谱信息的基本前提之一。而谱间配准的主要困难在于宽的成像光谱范围使波长间隔远的图像缺乏相似性, 超光谱图像本身海量的数据也限制了配准算法的复杂性。提出了一种结合互信息和随机优化技术的多分辨率配准方法。该方法采用互信息作为相似性测度, 能很好的适应超光谱图像光谱特征的变化; 二阶同步试探随机逼近(2SPSA )算法的应用, 解决了互信息的多变量优化问题; 通过一种具有平移和旋转不变性的小波分解实现算法的多分辨率形式, 能明显加快算法的收敛速度并保证搜索结果的全局最优性。实验结果表明该算法适用于配准波长范围很宽的超光谱图像, 并能达到子像素的配准精度。     

基于奇异值分解的伪光谱图像压缩算法

提出了一种光谱图像的快速获取和有效压缩算法。将一幅三原色图像转换为光谱图像,其像素被通过查找光谱调色板后所确定的相应的光谱反射因子取代,该反射因子的色度值与原像素最为接近。此时转换所得的图像并没有真实光谱数据而只有基于调色板的伪光谱值,它可用于模拟原始RGB图像在不同光源条件下的颜色外观。奇异值分解法对于光谱图像的压缩是非常有用的,人们可以对局部子块图像中经过重新排列后的36个像素×36个光谱波段的数据运用该方法,以能够充分利用矩阵数据在空间和光谱分布中的强相关性。实验结果表明,基于奇异值分解的光谱图像压缩算法在较高的压缩比下仍能取得很好的光谱重建效果。     

结合纹理分析的多光谱图像分类研究

为了有效抑制同谱异物和同物异谱对多光谱遥感图像分类的影响,提出了一种宏观与微观相结合的两级多光谱地物分类算法:首先,通过基于纹理特征的动态聚类形成地形地貌相同或相似的区域分块,降低地物复杂度对后续基于光谱特征鼢的地物分类的影响,然后,再根据每个区域分块中地物的光谱特征分层次进行再分类,从而得到对整幅图像的分类结果.最后,以大庆遥感数据为例,给出了实验结果和精度评价.     

中国传统色彩在国产动画作品中的应用

近几年来,我国国产动画的发展速度比较快,在国产动画作品中。将中国的传统元素积极融合在动画中,成为国产动画的一个新亮点。从传统艺术出发,结合传统艺术中的经典元素．也是现代动画产业发展的主要途径之一。中国的传统色彩,譬如中国红、蓝色等色彩自身具有其独特的艺术魅力,与中国动画产业的结合,将会为动画艺术增添更多的生机。同时也是国产动画作品坚持走民族文化的道路,发扬民族传统的重要体现。文章重点探究国产动画作品中的中国传统色彩的应用,为进一步开创国产动画产业的民族化艺术道路提供依据。     

明代艺术品色彩应用研究

本文试以明代艺术品为依据,通过提取服饰、陶瓷器、金银器、家具、绘画中的色彩元素,来概括描述这一时期的色彩风格,透过对色彩的应用分析,我们可以了解到色彩在特定时代的特征与历史上色彩应用的阶段变化,这对今天的色彩设计有一定的借鉴意义。     

淡泊以明志——论莫兰迪、巴尔蒂斯、梁楷的艺术精神

莫兰迪、巴尔蒂斯、梁楷的作品是通过绘画形式得以体现的,他们在选题、经营位置、用笔、用色都受到艺术简约意识的影响。三位艺术家在艺术上出现了殊途同归的现象,不是偶然的,是由他们的文化氛围、生活经历、艺术创作的规律所铸造出来的纯净之美。     

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。     

Piero della Francesca and the computer: Analysis,reconstruction, and inheritance

Surprising new insights into Piero della Francesca's revered painting,The Resurrection of Christ, have emerged from a computer-aided analysis of the structure and color Piero employed in his art: Christ's features seem to be asymmetrical; a tree made of thorns has been identified; and upon filtering with red, as the dominant color, the fresco appears as if it were bathed in the color and light of a setting sun. In addition, electronic reconstructions of his frescoes,La morte di Adamo andSt. Julien, demonstrate a new use for the computer as a valuable aid to the art restorer and provide the world with a view of the works as they appeared upon completion over 500 years ago. Finally, an examination of Piero's composition, together with a comparison between the fresco medium and the computer medium, extends previously recognized links to modern art and to computer art in particular.     

摄影在艺术设计中的价值及作用

摄影的视觉语言在摄影师独特的艺术情感下,形成运动的感受,重复的形状、斑斓的色彩,丰富的情感。艺术设计的表现语言同样是设计师将形状、色彩、构成富于了情感,运用视觉语法规则传递着运动、节奏、韵律的美感。这种情感在艺术设计创作过程中是表现的重点,通过摄影的练习把握好人类对设计元素的微妙情感,可以创造出富有灵性的艺术设计品。     

非真实感绘制技术研究现状与展望

非真实感绘制技术（non-photorealistic rendering, NPR）主要用于模拟艺术风格、表现艺术特质和传达用户情感等,是计算机图形学的重要组成部分,其研究对象逐渐丰富,研究方法不断创新。本文从基于图像建模的绘制方法、基于深度学习的绘制方法、中国特有艺术作品的数字化模拟、非真实感情感特征识别以及非真实感视频场景绘制等5个方面概述目前研究进展,然后从扩展非真实感研究对象、增强视频绘制帧间连贯性、提取艺术风格情感特征以及评价非真实感绘制结果等4个角度讨论需要进一步研究的问题。针对需要深入研究的问题,指出提高算法的通用性和绘制效率,以及提高深度学习网络的泛化性,有助于扩展研究对象,模拟艺术风格的多样性,同时减小视频场景的帧间跳变;对艺术风格作品具有的情感特征、内在机理特征进行模拟,有助于提高绘制结果与艺术风格图像的相似度;结合主观和客观评价模型,可以更准确地对绘制结果进行评价,同时有利于优化网络模型参数,提高绘制效率。非真实感绘制在计算机视觉、文化遗产保护等领域具有重要的应用前景,但其研究对象、绘制算法、绘制效率仍然存在很多亟待解决的问题,随着硬件设备的不断改进,综合运用学科交叉知识、扩展应用领域将进一步推动非真实感绘制技术的发展。     

论电影海报设计中的审美移情

以西方美学中的"审美移情"理论为参考,从影响电影海报设计的情感、图形、色彩等因素入手,分析电影海报设计中的给予性、象征性、拟人性、消融性等特征。以美国优秀电影海报设计作品为例,论述电影海报设计中"审美移情"产生的辩证关系,探究海报艺术的精神内涵,从而在电影与观众之间架构起视觉与心灵沟通的桥梁。     

从《吻》看装饰语言对克里姆特绘画的影响

在现代绘画艺术发展过程中,装饰语言对画家艺术风格的形成起了巨大的启发和推动作用。具有典型代表的画家克里姆特在作品中对装饰性艺术语言进行了的广泛的吸收和借鉴,使其作品以独特的平面化、装饰性的艺术手法有别于其他艺术家。通过作品《吻》研究装饰语言对克里姆特绘画的影响,对综合艺术的研究和艺术实践具有一定的现实意义。     

浅谈南京剪纸的艺术特色

剪纸是中国最为古老、流行的民间艺术之一,一直是广大人民群众喜闻乐见的艺术形式。南京剪纸的艺术风格与我国其他地区的剪纸有很大区别,具有突出的个性特征和很高的美学价值。本文从南京剪纸的历史渊源、种类特色、题材特点、造型手法以及色彩样式这几方面进行了阐述。