可选特征的快速分形图像编码

目的基本分形图像编码非常耗时,基于子块特征的方法在加快编码速度方面非常有效,提出了一个新的子块特征函数,加快编码速度,改善编码性能。方法首先证明了一个定理,它统一了多个文献提出的理论方法,可以对子块任意定义特征。定理阐述了特征轨迹的长度、分布与编码性能的关系,比较了多个文献算法的优劣,并在定理的基础上定义了一个新的特征。结果实验结果表明,提出的算法在编码性能上较主对角和算法和叉迹算法有一定程度的提高,在PSNR相同情况下该算法具有较短的编码时间,在编码时间相同情况下该算法具有较高的PSNR;在相同的搜索半径内,该算法可找到更多的最佳匹配块;基于子块特征的近邻只是匹配误差极小的必要而非充分条件,当搜索10%的码本容量时,该算法只有约25%的R块找到了其最佳匹配块,当搜索到一半码本容量时,这样的R块数量达到了约80%。结论提出的新子块特征算法较主对角和算法和叉迹算法改善了编码性能,提高了图像质量。     

基于表情传输的交互式照片编辑

目的 生活中照片拍摄时难以捕捉到所有人脸表情最佳的时刻,多次摆拍不仅费时,而且可能会错过某些场景,传统的后期编辑软件不具备针对性,且操作复杂。针对人物照片中部分人脸表情不佳的情况,提出一种基于表情传输的交互式照片编辑算法。方法 首先将包含源人脸的照片与具有目标表情人脸的照片进行特征点检测,通过交互将指定人脸部分选出并将其姿态归正为眼睛在同一水平线上,如果目标人脸与源人脸身份相同,将目标人脸区域根据源人脸的轮廓以及左右半脸分布以扫描线变形得到替换目标;不相同时根据目标人脸特征点分布的几何特征计算源人脸中特征点的新位置,通过基于特征点变化的网格变形得到替换目标,最后利用二次光照与泊松融合将其无缝拼接到源图中。结果 实验表明算法可以对人脸五官清晰且在宽容度内的人物照片进行表情编辑,处理结果只改变了人物的脸部表情,并且无明显拼接痕迹。结论 提出了一种新型针对目标人脸不同身份信息的交互式表情传输模型,该模型可以适应不同的编辑条件与要求,效果出色。     

视景建模中树木纹理图像的随机变形网格方法

目的 视景建模中,采用“公告板”贴图法对同树种不同个体树建模时,需生成各种形态各异的树木纹理图像,为此提出一种新的生成树木纹理图像的随机变形网格方法。方法 首先将树木的原始纹理图像进行网格划分,再对网格顶点进行随机变形,最后将生成的不规则网格中的图像映射到新图像中相应的规则网格上,得到变形后的纹理图像。结果 应用随机参数控制树木图像的变形,模拟出成长环境因素对树木形态的影响。本文方法比采集多幅个体树图像贴图方法更简便,容易实现;比用同一幅图像进行多个个体贴图的视觉效果更真实。结论 本文方法生成的树木纹理图像应用于“公告板”贴图时,在视景模型中能较好地模拟出同一树种的多个个体树情景。该方法基于图像的局部变形,仍然保持原始图像内容的整体基本形态和内部结构的连续性,因此,同样适用于其他不规则形状的自然景物(如山峦、河流、海浪等)的图像处理。     

熵能量堆煤图像的定位与识别

目的 针对煤矿皮带堆煤传感器受复杂环境干扰导致检测效率较低的问题,提出一种新的基于熵能量(EE)的堆煤图像定位与识别方法。方法 该方法首先在堆煤图像初始化区域内设定采样单元,统计采样单元前景和背景区域的信息熵,计算信息熵分布的极大值所对应的的灰度阶并统计其出现的概率;然后计算采样单元的熵能量和能量频率,归一化频率系数,并利用能量频率的二阶偏导确定堆煤边缘区域,将采样单元移动至堆煤边缘处;最后,根据采样单元的坐标位置计算堆煤高度和半径,进行实时预警。结果 在煤矿井下皮带堆煤视频上进行算法测试,该算法的单帧图像平均处理速度为0.35 s/帧,堆煤事故预警时间间隔最大为0.35 s,平均识别准确率为97.1%,测试结果表明,该方法对堆煤模糊边缘、环境噪音具有抗干扰特点,可以有效克服强噪音、模糊边缘等因素对堆煤识别的影响。结论 该方法对复杂环境中堆煤定位与识别具有很好的实时性和准确性,对提高煤矿安全生产效率具有重要意义。     

面向移动终端的分布并行化渲染

目的 随着移动互联技术和实时渲染技术的快速发展,面向移动终端的3维展示提供了远程交互式的模型渲染,但较高的渲染计算复杂度与较大的数据处理规模,影响了移动终端3维展示的渲染质量和实时性。针对以上不足,提出一种面向移动终端的分布并行化渲染方法。方法 该方法将渲染任务分布到服务端与终端,服务端采用层次细节模型控制场景复杂度,生成初次渲染图像;终端采用基于图像的渲染技术再次绘制图像,提高渲染质量,同时在渲染过程中利用CUDA(compute unified device architecture)并行计算加速渲染数据处理。结果 本方法有效提高了渲染速度,降低了数据传输量,并保证了图像质量,帧率和数据传输量优化了大约10.8%。结论 本文方法为面向移动终端的3维展示提供了很好的解决途径,在移动网络环境中,能够有效降低服务端负载压力,提高资源利用率并改善用户体验。     

色彩熵在图像质量评价中的应用

目的 由于色彩空间包含了图像的大量信息,而且Lab色彩空间更接近于人眼视觉,因此提出一种改进的无参考图像质量评价算法IQALE(image quality assessment using Lab color space and entropy),通过在SSEQ(spatial-spectral entropy-based quality)算法中加入Lab色彩空间a通道和b通道的特征来提高算法精度。方法 信息熵是近几年研究较多的图像特征,并且能较好地运用在图像质量评价研究中。该文在色彩空间和灰度空间同时提取信息熵特征,通过支持向量机(SVM)对图像特征和MOS值进行训练和测试。结果 在LIVE、TID2008、MICT、CSIQ和IVC这5个常用数据库上的实验结果表明:在算法中加入Lab色彩空间信息可以提高算法精度,并且本文算法IQALE的效果优于目前流行的无参考图像质量评价算法。为了验证算法的可扩展性,该文还在这5个数据库上进行了数据库独立性实验。结论 从实验结果来看,本文提出的IQALE算法通过加入色彩熵特征使得算法具有较高且较稳定的精度,数据库独立性实验也体现了算法较好的鲁棒性,对于各种失真类型都具有较好的普适性。     

融合梯度信息与HVS滤波器的无参考清晰度评价

目的 目前无参考图像质量评价算法的性能存在较大的提升空间,为了提高清晰度评价技术,提出了一种基于梯度信息与HVS滤波器的无参考清晰度评价算法(GI-F)。方法 该算法首先利用梯度算子计算各像素点的梯度信息,再通过HVS滤波器得到加权和作为图像的清晰度指标。结果 在公开数据库LIVE、TID2008和CSIQ上进行的实验,GI-F与S3(Spectral and Spatial Sharpness)、CPBD(Cumulative Probability of Blur Detection)和LPC-SI(Local Phase Coherence-based Sharpness Index)相比,性能指标RMSE(Root Mean Squared Error)、PLCC(Pearson Linear Correlation Coefficient)和SROCC(Spearman Rank-Order Correlation Coefficient)分别提升了20.66%、4.61%和3.33%;同时GI-F还具有更低的计算复杂度,即使与目前最好的BRISQUE(Blind/Referenceless Image Spatial QUality Evaluator)算法相比,耗时也降低了79.72%。结论 该算法只需耗费更少的时间即可计算出与人眼感知更加接近的客观清晰度指标,可广泛用于无参考图像情况下的清晰度指标计算场合,同时还可以通过并行计算进一步降低其计算时间。     

低空间复杂度的LSH算法及其在图像检索中的应用

局部敏感哈希LSH算法是有效的高维数据索引方法,如何生成哈希函数是算法的关键部分。LSH算法的哈希函数是基于p-稳态分布随机生成的,为了提高算法性能就需要增加哈希表的数量,但这会增加算法的空间复杂度。改进后的LSH算法(I-LSH)在生成哈希函数时不需要有标记的训练样本,而是仅仅利用数据点的分布信息构造投影方向。实验结果表明,在不显著降低检索性能的情况下,ILSH有效地降低了内存的使用量,适合处理大规模数据。     

基于改进的MSR算法在软件视频会议系统上的应用

视频会议是一种应用广泛的会议方式,由于光照、视频采集设备品质、网络带宽等外界复杂因素的影响,常常导致视频会议视频图像质量下降。在多尺度Retinex滤波(MSR)算法的基础上,使用双边滤波获取原始图像的高低频信息,然后采用颜色约束方法和增益补偿方法增强经过双边滤波处理后的高频反射图像。通过主观体验和客观评价,改进算法增强了视频图像,同时保留了边缘细节,应用于软件视频会议系统,提高了视频图像的清晰度,改善了视觉效果。     

基于3D-DCT和SVD的鲁棒彩色图像水印算法

在数字图像水印领域,水印算法主要集中于灰度图像,且提出的大部分彩色图像水印算法往往仅在亮度分量或在彩色图像的每一通道中嵌入水印,未能充分利用彩色图像的冗余空间,影响了水印的透明性和鲁棒性。针对此问题,提出了一种新颖的基于三维离散余弦变换和奇异值分解的彩色图像水印算法。算法先对水印图像进行预处理和对彩色图像进行互不重叠的分块;其次对每一分块进行三维离散余弦变换;最后选择对三维离散余弦变换系数的第一分量进行奇异值分解。嵌入水印时,对三维离散余弦变换系数第一分量的最大奇异值和第二分量分别采用量化和关系的嵌入方法嵌入水印。提取水印时,分别采用量化和关系提取算法提取水印并进行比较,选取相似值高的水印图像作为最终提取的水印。实验结果表明,提出的算法具有较好透明性的同时,具有抵抗常规信号处理和模糊、扭曲及锐化等攻击的能力。