CGAN样本生成的遥感图像飞机识别

目的 基于深度学习的飞机目标识别方法在遥感图像解译领域取得了很大进步,但其泛化能力依赖于大规模数据集。条件生成对抗网络（conditional generative adversarial network,CGAN）可用于产生逼真的生成样本以扩充真实数据集,但对复杂遥感场景的建模能力有限,生成样本质量低。针对这些问题,提出了一种结合CGAN样本生成的飞机识别框架。方法 改进条件生成对抗网络,利用感知损失提高生成器对遥感图像的建模能力,提出了基于掩膜的结构相似性（structural similarity,SSIM）度量损失函数（masked-SSIM loss）以提高生成样本中飞机区域的图像质量,该损失函数与飞机的掩膜相结合以保证只作用于图像中的飞机区域而不影响背景区域。选取一个基于残差网络的识别模型,与改进后的生成模型结合,构成飞机识别框架,训练过程中利用生成样本代替真实的卫星图像,降低了对实际卫星数据规模的需求。结果 采用生成样本与真实样本训练的识别模型在真实样本上的进行实验,前者的准确率比后者低0.33%;对于生成模型,在加入感知损失后,生成样本的峰值信噪比（peak signal to noise ratio,PSNR）提高了0.79 dB,SSIM提高了0.094;在加入基于掩膜的结构相似性度量损失函数后,生成样本的PSNR提高了0.09 dB,SSIM提高了0.252。结论 本文提出的基于样本生成的飞机识别框架生成了质量更高的样本,这些样本可以替代真实样本对识别模型进行训练,有效地解决了飞机识别任务中的样本不足问题。     

混沌系统和DNA编码的并行遥感图像加密算法

目的 针对传统基于混沌系统的图像加密算法在加密遥感图像时存在速度差、安全性不足等问题,提出一种混沌系统和脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid,DNA）编码的并行遥感图像加密算法,提升图像加密的效率和安全性。方法 利用明文图像的安全散列算法256（secure Hash algorithm 256,SHA-256）哈希值修改混沌系统的参数和初始值,提高算法的明文敏感性,并通过2维Hénon-Sine映射置乱图像,打乱像素之间的分布规律;然后利用图形处理器（graphics processing unit,GPU）并行计算密钥序列,缩短加密时间,通过选择多个高维混沌系统和修改混沌系统初始值确保密钥序列的随机性;最后利用密钥序列和GPU对图像进行DNA并行加密,得到最终的密文图像。在DNA并行加密过程中,生成一种DNA-S盒,对DNA编码进行非线性替换。结果 在遥感图像以及普通彩色图像上的仿真实验和安全性分析结果表明,本文算法在加密遥感图像上速度达到80 Mbit/s以上,密钥空间大于10²⁰⁰,信息熵趋近于8,密文图像直方图平坦均匀,且通过了美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology,NIST）随机测试以及卡方检验;与其他算法相比,本文算法在密钥空间、相邻像素相关性、像素改变率（number of changing pixel rate,NPCR）、统一平均变化强度（unified averaged changed intensity,UACI）和信息熵等评价指标上更接近理想值。结论 本文算法在大幅提升加密速度的同时,保证算法足够安全,能够抵抗各种攻击,适合遥感图像以及大容量图像的保密存储和网络传输。     

小样本红外图像的样本扩增与目标检测算法

深度卷积神经网络模型在很多公开的可见光目标检测数据集上表现优异,但是在红外目标检测领域,目标样本稀缺一直是制约检测识别精度的难题.针对该问题,本文提出了一种小样本红外图像的样本扩增与目标检测算法.采用基于注意力机制的生成对抗网络进行红外样本扩增,生成一系列保留原始可见光图像关键区域的红外连续图像,并且使用空间注意力机制...     

《经济学人》中国主题封面设计的视觉权力表达研究

目的 研究《经济学人》中国主题封面设计的视觉权力表达。方法 基于图像学、传播学的研究方法,以《经济学人》（亚太版）中52期具有中国主题特征的封面设计为样本,研究图像和文字不同的语法属性和意义表达功能、权力合法化实现的途径、图文耦合权力的表达方式等。结论 封面图像和文字在耦合表达中已不再是简单的意义载体,而是媒体参与社会实践的政治手段,成为其试图以自己的观点、运用视觉话语方式影响受众的一种权力运作和表达形式。     

基于视觉图像的鲅鱼新鲜程度的检测方法

鲅鱼新鲜程度是评价其质量好坏的重要因素。为提高鲅鱼检测新鲜程度准确性,研究基于视觉图像的鲅鱼新鲜程度的检测方法。研究对象是某地海鲜市场中的30条鲅鱼,通过鲅鱼视觉图像采集系统采集鲅鱼视觉图像,利用区域填充算法及形态学开运算对采用大津法分割的鱼体二值图像进行填充及去噪,融合上山法与区域生长方法分割鱼眼区域,通过全局动态阈值分割方法分割鱼鳃图像;提取图像特征时,利用图像的R、G、I分量灰度均值提取鱼体、鱼眼及鱼鳃图像颜色特征,采用G分量提取鱼眼中心区域面积。将图像特征输入到NeuroShell 2神经网络判别模型中,实现鲅鱼新鲜程度的有效检测。经实验验证,该方法检测鲅鱼新鲜程度的准确率平均高达98.28%,依据鱼眼中心区域面积+颜色灰度均值特征进行鲅鱼新鲜程度检测的准确率最高,且检测不同死亡时间的鲅鱼新鲜度的检测准确率高达95%,说明鲅鱼新鲜度的检测为海鲜检测提供了理论基础。     

利用信息熵的岩心图像自适应压缩感知重构

针对BCS-SPL算法对岩心图像进行压缩感知重构的细节模糊的问题,提出一种利用信息熵的岩心图像BCS-SPL压缩感知重构算法.采用小波变换对岩心图像进行稀疏表示,对各子带进行多尺度分块,依据信息熵的大小自适应分配采样率并确定观测矩阵,通过维纳滤波结合Landweber迭代操作实现重构.实验结果表明,在相同采样率下,与原始的BCS-SPL算法相比,该算法的重构质量提高了2-4 dB.     

利用层间相关性的岩心CT图像半自动分割方法

目的 由于岩心CT图像分辨率不高,目标边界较为模糊,无法完全自动化地对岩心CT图像的目标分割和提取。为保证效果,在分割过程中往往需要进行人为干预。但作为3维重建的岩心CT图像,图像数据规模较大,达到成百上千帧。如果对每一帧都进行人为干预,工作量将会很大。针对这种情况提出一种在保证分割效果的前提下只需进行少量人为干预的高效实用的分割方法。方法 先对CT图像中的某一帧设定分割阈值,利用CT图像层间相关性对相邻帧自动计算合适的分割阈值,从而分割出整个CT图中的目标。并根据需要,选定其中分割效果较好的一帧,其他帧根据此帧进行自动区域生长修复,从而更加完善分割效果。还可以手工修复其中一帧中的目标,其余帧的所有相关目标将会自动进行识别和修复。结果 通过对多组不同数据规模和分辨率的岩心CT图像进行实验测试,使用本文方法均可达到期望的分割效果,并且分割速度较大津分割法提高近1倍,与固定阈值分割方法速度相当。结论 岩心CT图像分割方法充分利用图像层间相关性,可快速有效地批量提取具有连续性的序列图像中的目标。     

JPEG图像双重压缩偏移量估计的篡改区域自动检测定位

目的 为了解决现有图像区域复制篡改检测算法只能识别图像中成对的相似区域而不能准确定位篡改区域的问题,提出一种基于JPEG(joint photographic experts group)图像双重压缩偏移量估计的篡改区域自动检测定位方法。方法 首先利用尺度不变特征变换(SIFT)算法提取图像的特征点和相应的特征向量,并采用最近邻算法对特征向量进行初步匹配,接下来结合特征点的色调饱和度(HSI)彩色特征进行优化匹配,消除彩色信息不一致引发的误匹配;然后利用随机样本一致性(RANSAC)算法对匹配对之间的仿射变换参数进行估计并消除错配,通过构建区域相关图确定完整的复制粘贴区域;最后根据对复制粘贴区域分别估计的JPEG双重压缩偏移量区分复制区域和篡改区域。结果 与经典SIFT和SURF(speeded up robust features)的检测方法相比,本文方法在实现较高检测率的同时,有效降低了检测虚警率。当第2次JPEG压缩的质量因子大于第1次时,篡改区域的检出率可以达到96%以上。 结论 本文方法可以有效定位JPEG图像的区域复制篡改区域,并且对复制区域的几何变换以及常见的后处理操作具有较强的鲁棒性。     

触头盒内最大电场强度的计算

建立了舌形触头盒内最大电场强度的计算公式。公式表明触头盒的介电常数愈大,盒内触头最大电场强度愈小,公式计算结果与实测相当接近,可供舌形触头盒绝缘结构设计参考。     

用全光联合变换相关实现目标识别

本文提出了两种改善全光联合变换相关器性能的方法,其一是对输入面上的待识别图像和科像进行图像分割,以得到更高更尖锐的相关峰;其二是用多参考图像,产生一个标准的相关称,为确定待识别图像和参考图像相关程度提供判别依据,使进行目标识别更加简洁方便。通过实验证明了这些改善方法的可行性,并给出了实验结果。