音乐声的音色感知特征与情感的关联研究

本文主要研究音乐声的音色感知特征与情感的关联关系.首先通过多维尺度分析方法确定了一个5维的情感空间;然后针对72种音色的音阶素材和48种音色的旋律素材进行情感标注主观评价实验,得到音色素材的情感数据;按照演奏内容、时域特性以及乐器类型这3种因素进行分类,分别研究了音色感知特征和情感的相关关系;采用多维偏好分析方法和单因素方差分析方法,讨论了演奏内容、时域特性以及乐器类型这3种因素对音色感知特征与情感的影响;最后采用多元线性回归建立了一组音色感知特征与情感关系的数学模型.实验结果表明,音色感知特征是影响音乐情感的重要因素,部分音色感知特征与情感维度之间存在较强的相关性,构建的关联模型对于5个情感维度具有较好的预测能力.     

基于主观感知得分与客观音频特征的中国民族乐器音色相似性的研究

从主观感知得分与客观音频特征两个角度出发,研究了37种常见的中国民族乐器音色的相似性.通过乐器的主观感知得分,提出1种可视化的主观音色描述方式,并计算音色感知向量之间的差异性得到主观音色的相似性矩阵,然后提取出表征音色的客观音频特征,并计算特征之间的差异性,得到客观音色特征的相似性矩阵.此外,本文还研究了音色的主观相似性与客观相似性之间的相关性.该研究有助于中国乐团的声学研究,也可为中国民族乐器的信息检索、音频检测等应用提供参考.     

基于客观特征的民族乐器音色分析

基于客观特征对民族乐器的音色进行了研究与分析.首先通过对音色描述词的主观打分,进行了描述词的分析与聚类选择,将16个音色描述词进一步分为具有区分度的4个音色类别.然后基于同种类乐器具有相似音色的前提,构建了民族乐器音色的分类模型,其中支持向量机模型表现最好,准确率达到78.38%.针对实验现象,本文进一步分析了音色的影响因素,除与乐器种类有关以外,音色还与乐器类别、音高等多重因素相关.     

融合纹理特征和空间关系的TM影像海岸线自动提取

针对以往研究中简单运用影像单一特征(光谱特征或者空间关系)提取海岸线的不足, 在提取过程中逐步融入区域纹理特征、空间关系和经验知识, 提出一种融合纹理特征和空间关系的海岸线自动提取方法: 首先利用影像的水体指数和纹理特征, 对影像水、陆区域进行二值分割; 然后结合空间关系和经验知识, 对分割结果进行优化和后处理, 并生成矢量海岸线; 最后, 利用基于线匹配的岸线精度评价准则, 分析岸线提取结果。将该方法运用到辽东半岛复杂背景条件下TM影像的海岸线提取实验中, 取得了良好的实验效果, 证明纹理和空间关系在海岸线提取中具有重要作用。     

基于小波包分解的无参考立体图像质量评价

立体图像质量评价在立体图像处理领域中应用广泛.基于小波包分解的精细分辨率,提出了一种全新的无参考立体图像质量评价算法.选取合值图和差值图作为融合图来评估立体图像,首先,对立体图像对进行小波包分解,基于双眼竞争和双眼抑制原理,将分解后的左右视图进行融合得到合值图和差值图.然后,分别在融合图上提取自然场景统计(NSS)特征和信息熵;另外,考虑到左右视图之间的内在相关联系,提取结构相似度特征.最后,运用支持向量回归(SVR)来建立感知特征和主观分数模型并预测得到客观评价分数.采用该算法在LIVE 3D立体图像数据库上进行测试,实验结果表明,该算法与人眼主观评价结果一致性较高,优于当前主流的立体图像质量评价算法,符合人眼视觉感知特性.     

局部和全局特征融合的色调映射图像质量评价

人类视觉系统首先粗略地感知全局区域,然后精细地感知局部区域的图像质量.针对色调映射图像的质量评价问题,考虑人眼视觉机制的特性,提出一种融合局部和全局特征的无参考图像质量评价算法.首先从全局特征出发,考虑了颜色矩、全局熵和欠曝光/过曝光条件下的明暗分布特性,得到相应的全局特征;然后结合局部对比度、局部熵和分块小波能量,得到相应的局部特征;最后,融合全局特征和局部特征,使用支持向量回归进行特征训练,建立图像特征空间与感观质量分数的关系,得到图像质量评价模型.在公开的ESPL-LIVE HDR数据库上验证,实验结果表明,提出的方法与主观评分有较高的一致性,并且性能优于目前较优秀的无参考图像质量评价算法.     

基于人类视觉系统的特征相似性图像质量评价

为克服现有特征相似性(FSIM)图像质量评价算法对图像信息无序部分及边缘信息度量能力的不足,利用人类视觉系统的内在推导机制,提出基于人类视觉系统的特征相似性图像质量评价算法HFSIM.该算法采用自回归预测模型分解并解读图像内容的预测部分和无序部分;联合FSIM与边缘结构相似性算法度量预测部分,采用多尺度峰值信噪比(PSNR)度量无序部分的衰减情况,最后根据噪声能量融合图像信息预测部分与无序部分的评价结果得到图像质量评价.在6个公开基准数据库上的实验结果表明,该算法与人类主观感知具有高度的一致性,且在各类型失真图像的评价上具有较好的性能.     

基于改进AAM的人脸特征点提取

提出了具有鲁棒性的基于局部二值模式LBP纹理提取人脸特征点的主动外观模型AAM算法（LBP-AAM）.首先建立3种人脸模型实例（正面,左转及右转人脸模型）;然后应用LBP判断和预测测试图片的旋转类型,依据预测结果选择合理的模型实例去匹配;最后提取出人脸特征点.实验结果证明本方法比传统的AAM方法在精度上提高了27%,效率上提高了9%.     

基于主观感受的区域路网服务水平实验

区域路网服务水平可以理解为出行者在区域路网中所感受到的道路交通条件和交通状态的质量水平,可以描述为出行者或交通管理人员对于区域路网交通状态的一种主观感受.基于这一点,本文提出一种新型的基于主观感知的实验方法.通过各种不同的区域路网图像来描述各种交通状态,并通过不同类型的评价人员对这些图片进行主观评价,根据其交通状态确定该图片属于哪一级服务水平.最终的评价结果可以作为区域服务水平的评价标准.     

基于MRF与纹理特征的图像深度信息估计

提出了一种基于马尔科夫随机场(MRF)模型与多尺度纹理特征的单幅图像深度信息估计方法,该方法采用了Laws滤波器分别对图像的边缘、梯度、点进行滤波,捕捉二维场景图像中不同尺度的纹理能量以获得深度信息的特征.并根据纹理特征在不同尺度范围的不同值,计算出纹理线索与场景深度间的概率关系,在此基础上,构建MRF概率模型.MRF模型通过分析邻域系统和设计迭代准则很好地描述了纹理特征与场景深度之间的关系,最后通过迭代算法获得二维场景图像的深度信息.实验结果表明,该方法对场景深度信息的提取具有较好的效果,对于二维场景图像的场景结构、空间布局的约束较少,算法鲁棒性好.     

基于视觉感知的立体图像零水印算法研究

人眼感知立体图像,主要是对图像内容和深度信息的感知,而视点之间的差异是形成立体图像深度感知的一个重要原因。本文基于人眼视觉感知特性,提出了视点零水印和视差零水印算法,视点零水印将视点图像的亮度Y分量分块做DCT变换,并根据DCT域中低频系数的大小关系来构造视点零水印,提高了水印的鲁棒性和不可见性;视差零水印通过求取左右视图的视差值,搜索得到左右视图的匹配区域,根据匹配区域内左右图像块的DC系数大小关系来构造视差零水印。统计两类零水印恢复率,达到对立体图像质量和立体感知质量客观评价的目的。实验结果表明,该水印算法具有良好的鲁棒性和不可见性,通过水印恢复率客观评价图像质量和立体感知质量,与人眼主观评价具有一致性。     

基于多通道特征聚合的盲图像质量评价

提出一种基于多通道融合特征的方法,在多种不同颜色空间中提取多种异构且互补的感知质量敏感特征并将其堆叠为一个特征图组,然后使用费舍尔向量对特征图组编码作为图像表征来解决盲图像质量评价问题.实验结果表明:在多个图像数据集中,该算法相较于传统自然场景统计方法有更好的性能和鲁棒性,与人眼主观感知质量有较高的一致性,在LIVE,CSIQ和TID2013三个主流数据库上分别取得了0.952,0.915和0.795的斯皮尔曼等级相关系数(SROCC),同时具有较强的泛化能力.     

使用特征点定位的纹理优化

提出一种纹理优化算法,以加速纹理合成和确保输出图像结构的正确.在预处理阶段,分析纹理样图中特征点的全局分布,并计算样图结构坐标.在优化阶段,像素邻域匹配之前通过结构坐标匹配排除会导致图像结构错误的匹配位置,避免不必要的匹配计算并确保图像结构的正确;使用低能量的初始值及结构坐标动态调整加速迭代过程的收敛.实验证明,该算法提升了图像质量并加速了合成过程,加速比随纹理随机度的不同而不同,对大多数结构性纹理,至少达到两个数量级.     

基于颜色共生矩阵的纹理检索算法MCM

描述了一种基于颜色共生矩阵的纹理检索算法MCM,主要包括颜色共生矩阵纹理特征提取算法以及纹理特征的相似性度量函数,给出了利用MCM算法检索图像库的实例.通过MCM算法提取的特征除了反映图像的纹理关系外,还综合了其颜色构成特征,部分建立了与人的视觉感知之间的对应关系.实验表明,MCM算法优于一般的灰度共生矩阵纹理检索算法,并且具有较好的检索效果.     

一种失真模糊图像的无参考质量评价方法

针对现有的无参考质量评价方法对失真模糊图像不能有效评价这一现象,提出了一种针对失真模糊图像的无参考质量评价方法。该方法将结构相似度(structural Similarity,SSIM)全参考质量评价方法应用到无参考质量评价中,不仅扩宽了SSIM方法的应用范围,也解决了SSIM方法不能合理评价模糊图像质量这一缺陷。首先对失真模糊图像进行低通滤波得到参考图像,计算失真图像与参考图像的结构相似度;然后提取图像的纹理特征,计算失真图像与参考图像的纹理相似度;最后将这两个相似度指标作为输入,LIVE图像数据库提供的主观评价值(different mean objective score,DMOS)作为输出,建立一个[29 1]单隐层BP(back propagation)神经网络预测模型。实验结果表明,方法的预测结果稳定且与人的主观评价分数偏差小,Pearson相关系数(correlation coefficient,CC)和Spearman等级相关系数(rank order correlation coefficient,ROCC)均达到了0.97以上。     

基于视觉感知特征融合的图像质量评价

在图像压缩,图像恢复和图像传输等领域中真实评价输出图像的视觉质量是一项重要的工作。图像质量评价(IQA)旨在开发一种与人眼视觉感知紧密相关的方法。本文提出一个新的图像质量评价模型VFDP,该模型首先在视觉显著性特征基础上,结合颜色特征和梯度特征来描述局部图像质量。其中,本文采用新的计算梯度特征相似性方法,该方法融合参考图像与对应失真图像的亮度通道,并计算该通道的梯度图与参考/失真图像梯度图之间的相似性。最后采用平均偏差加权的方法对视觉显著特征,颜色特征与改进的梯度特征融合,得到图像质量评价结果。在TID2013、TID2008与LIVE数据库测试,结果表明VFDP所预测的PLCC与SROCC值优于8种主流算法预测的结果,其预测结果与人眼主观评价有较好的一致性。     

非主观值训练的盲视频质量评价算法

针对现有基于机器学习的无参考视频质量评价方法中需要利用大量主观评价分值进行训练,导致复杂度高的问题,提出一种非主观值训练的盲视频质量评价算法.首先,利用高斯差分滤波器提取视频结构特征矢量,通过计算与质量感知中心的距离,来评估视频空域感知质量;然后,利用聚类算法获取对运动矢量进行分类的阈值,进而得到运动感知因子;最后,结合视频空域感知质量和运动加权因子得到视频客观质量.实验结果表明:该算法在LIVE video quality数据库中对视频质量预测的单调性和精确性分别达到了0.817,7和0.828,5,优于对比的其他盲视频质量评价算法;同时,该算法计算复杂度低,易于实现.     

地貌测量中图像特征的匹配算法

针对地貌测量重构中的图像特征匹配问题,提出了一种新的图像特征匹配方法.通过对待匹配的资源和模板图像进行分区,并根据灰度相关值实现区域之间的匹配,在区域匹配的基础上再根据角点所属区域的对应关系进行角点特征匹配运算.在角点特征匹配过程中,利用去均值归一化相关法进行区域灰度相关运算,从而确定出初始匹配点对.为消除初始匹配角点对中的错误匹配点对,保证角点特征提取的准确性和可靠性,采用松弛迭代法、零交叉法以及最小平方中值法进行了错误匹配角点的滤除.实验结果表明,该算法可有效提高地貌图像特征匹配的精度和效率.     

三维声双耳渲染算法的客观评测与分析

本文对5种双耳渲染算法进行了客观评测。首先对双耳信号提取双耳特征和单耳特征，并进行特征选择和降维，最终选择岭回归建立了总体评价和其二级维度，即音质、定位和空间感的客观评测模型，并探究了主观感知和客观参数之间的关系。实验结果表明，将实验信号时频域特征的双耳差值用于客观评测模型可以获得理想的拟合效果；对于音质的感知，与频域能量相关的特征是最为重要的影响因素；变化丰富的双耳线索和双耳间频谱信息的变化差异性对于定位和空间的感知有较为显著的影响。     

一种基于特征点的图像匹配算法

本文提出一种图像特征点匹配算法，并在该算法的基础上形成构建全景图的图像拼接算法．此算法采用Harris角检测算子进行特征点提取，并为其分配特征描述符．在进行相邻图片的特征比对时，提出一种基于小波系数的特征索引算法，提高搜索效率．运用稳健的RANSAC算法将伪匹配点集合划分成为内点与外点，在内点域中精确计算图像之间的变换关系．算法的重要特点为：基于小波系数的特征索引，可以使不同图像之间匹配特征点的搜索效率显著提高．实验结果表明：该算法得到的匹配点精确，受图像的形变、噪声影响较小；图像拼接处理的效果较好，具有较高的实用价值．