实时人脸特征提取

快速精确的人脸特征提取是人脸识别和表情分析的基础.文中提出了一种新型高效的视频人脸几何特征实时提取方法.视频输入图像以加权图形式表示,通过在加权图上的随机游动实现人脸像素级特征的自动提取,脸部特征包括外轮廓、眉毛、眼睛、鼻子和嘴唇.加权图采用8-邻接结构,定义在图的边上的加权值反映随机游动通过该边的似然度.随机游动模拟了一个各向异性的扩散过程,此扩散过程在滤除图像噪声点的同时保留下脸部特征点.随机游动从一些事先通过颜色和运动信息确定的、最具人脸特征的种子点开始,通过随机游动获得的人脸特征点以其原始形式统一保存在多个链表结构中,并根据人脸各部分的相对位置聚集成对应的特征点集合.有关人脸结构的先验知识通过Bayes方法结合到分析过程中.为了便于高层视觉计算,采用统计形状分析方法,将人脸特征点进一步表示成形状和配准信息,形状是具有仿射不变特性的几何信息,用于描述人脸的全局特征.形状的距离度量采用Procrustes距离.实验结果表明,提出的方法快速高效,能够实时地从视频中提取出人脸特征,在一定程度的光线变化、尺度变化、头部转动、手部干扰的情形下仍可以正常工作.     

基于改进K均值的脸形聚类算法

针对海量人脸图像数据库检索时顺序匹配速度慢等问题,提出把聚类技术应用于数据库预分类,利用脸形特征对人脸图像自动聚类.首先用改进主动形状模型提取脸形特征,再用改进K-均值算法对人脸图像进行聚类.使用Hausdorff距离计算两个特征点集的相似度.实验表明,该算法的聚类结果比较稳定、精确且符合人类视觉认知特性.     

一种非结构化数据库的四面体数据模型

文中针对非结构化数据管理提出了一种四面体模型.该模型用4个刻面分别描述了一个非结构化数据的基本属性、语义特征、底层特征以及原始数据等组成元素,并描述了这些元素之间的内在联系.设计了四面体模型的实现结构以及数据操作语言.四面体模型能够实现各类非结构化数据的统一的、集成的以及关联的描述,并能够支持关联检索和数据挖掘等智能检索服务.最后给出了一个视频样例库中数据的描述与操作实例.     

块体形状分类新方法

岩体的特性很大一部分受岩体内块体形状的影响,因此确定原岩的块度形状特征和块体的几何特征分布非常重要,以前的块体形状分类方法都是基于块体是正交体的假设建立的,不被广泛接受,本文提出了一种以共线性ε和容积系数κ为参数,采用三角形分类法对块体形状进行分类的新方法,实现了对矿岩块体体积和形状的联合统计分析.提出了基于块体形状的矿岩块度等效尺寸计算方法,对块体的筛上累计百分率进行了统计分析.并应用三组接近正交的理想节理组,对块度进行了模拟,验证了块体形状分类的效果.     

大规模互联网图像检索与模式挖掘

在互联网时代，爆炸式增长的数字图像不仅给图像检索带来巨大的技术挑战，同时也带来了很多机遇和研究问题的新思路．本文简单回顾了图像检索的三个阶段的研究历史．以及在此过程中数据量的增多给图像检索带来的影响，并对作为关键问题的特征提取方面的研究进行了深入的分析．本文尤其指出视觉模式挖掘是寻找中层特征表示并缩小语义鸿沟的重要研究方向，并根据视觉模式的表征粒度将其分为五种类别分别进行了介绍，从中可以看到大数据对于视觉模式挖掘的重要作用．     

基于内乘波概念的三维变截面高超声速进气道

提出并命名了高超声速三维变截面内乘波式进气道,其进、出口截面形状同时可控,且能够全流量捕获来流;分析了高超声速进气道的流线追踪设计方法与外流乘波体设计方法间存在的联系;根据内收缩基本流场的特点,从理论上证明吻切锥理论不适用于内乘波式进气道设计,而吻切轴对称理论则可以运用于变截面内乘波式进气道设计.在此基础上,提出了变截面内乘波式进气道的两类具体设计方法.采用这两类方法,获得了三角形进口到椭圆出口和方形进口到椭圆出口的变截面内乘波式进气道方案.计算结果证实,变截面内乘波式进气道设计理论可以在实现截面形状三维复杂过渡的同时,保证进气道内部激波形状和主要流动特征仍与设计基本流场一致,进气道初始激波贴口,实现内乘波,全流量捕获来流.该设计理论为复杂外形的三维高超声速进气道设计提供了思路,但此类进气道在设计和非设计状态下的具体流动特征及工作特性都还有待进一步研究.     

形态描述矩阵及其在彩色图像检索与识别中的应用

提出用以表达图像中特定区域内点的分布信息的形态描述矩阵. 该矩阵同时考虑了区域内各点的径向与角向分布信息, 能够全面、准确地表达图像的形态特征, 不受区域边界模糊的影响. 基于该形态描述矩阵, 提出了用以整体描述图像色彩区域的位置与形态特征以及判定彩色图像匹配程度的广义彩色直方图方法. 实验结果表明, 运用该方法, 能有效地进行彩色图像的检索和识别.     

双波段极化雷达遥感图像分类的新方法

充分有效地利用极化雷达遥感数据提取目标散射特征是极化雷达遥感应用研究中的一个重要问题，构造了三个目标概率形式描述：目标相似性参数构造目标平均散射特征描述、目标散射相关阵特征值构造目标散射随机性描述、目标接收总功率构造目标散射强度描述。在目标散射特性的概率形式描述基础上，引入鉴别信息作为目标间的差异量度；这时目标之间的差异可以按照各个波段的平均散射特征、散射随机性和散射强度分别进行量度，为去除冗余信息高效利用数据带来方便。采用最小鉴别信息准则构造了双波段极化雷达遥感图像分类算法及其简化算法；与基于Wishart分布假设的最大似然分类方法相比，无论监督分类还是非监督分类，提出的算法均可以获得更加精确的分类结果。     

多范例自动需求建模和分析: 一种基于本体的方法

提出基于组织本体的问题领域描述, 用领域用户能够理解的术语与他们交互, 引导他们提供需求. 提出以问题领域描述为起点的多范例自动建模和分析方法, 提出组织结构的合理性, 组织目标的可实现性和组织过程的可行性等三个分析准则. 分析的结果可以进一步引导领域用户补充和修改问题领域描述, 分析完成后得到的问题领域模型可以作为前期需求文档, 为进一步的软件需求建模提供依据.     

特征驱动的结构拓扑优化方法

本文提出一种以特征作为结构拓扑优化基本设计要素的方法.该方法从CAD特征设计概念出发,通过采用隐式水平集函数建立结构的特征模型,将结构拓扑优化转化为设计域内特征布局和形状优化问题,避免了传统拓扑优化方法仅从力学性能角度寻优材料分布,导致拓扑优化结果过于抽象、工程特征差的弊端.本文针对给定体积约束条件下的结构柔顺度最小化问题,发展了固定网格框架下结构响应分析与形状灵敏度分析计算方法,理论上保证了灵敏度计算精度与结构水平集函数的数学表达形式无关.最后以带孔悬臂梁结构与飞机发动机支架结构为例,采用超椭圆/球特征设计要素验证了该方法的有效性与优越性.     

基于模糊相关的彩色图像检索

报道了一种基于彩色直方图模糊相关的彩色图像检索方法. 应用模糊集理论中的α-级关系来定义彩色直方图的匹配色彩峰, 从而得出色彩峰的高度匹配关系, 通过综合所有色彩峰的高度匹配得出彩色直方图的相关值. 实验证明该方法可以有效地提高检索效率. 其中, 通过改进色彩矢量分区比较的实验方法, 把整个RGB色彩空间分为六个子区, 减小了色彩漏判的可能性.     

语义Web的逻辑基础

分析了目前语义Web理论的研究现状和存在的问题, 分析了用传统描述逻辑作为语义Web逻辑基础的不充分性, 根据语义Web的特点和需求, 提出了一种新的动态描述逻辑DDL, 该DDL将静态知识和动态知识表示与推理有机地整合在一起. 特别的是, 给出了具体的动作描述方法, 并按照传统描述逻辑的语义解释方法给出了动作的语义解释, 从而该DDL形成了一种能同时处理静态知识和动态知识的统一的形式化逻辑框架. 该DDL具有清晰的语义特征, 既提供了可判定的推理服务, 又能有效地对静态知识、动态过程和运行机制进行表示和推理(动作的可实现性和动作之间的包含关系), 因此, 提出的动态描述逻辑DDL可以为语义Web提供合理的逻辑基础, 弥补了传统描述逻辑作为语义Web逻辑基础的不足.     

小波域Copula多维模型纹理检索

提出一种有效的小波域copula多维模型的纹理检索方法.针对小波域上各个子带间独立性建模的不足,方法利用小波分解系数的相关结构设计了树状依赖结构,并在这种依赖结构上实现了copula多维分布模型.树状依赖结构能同时捕获尺度间依赖和邻域依赖,且与邻域依赖结构相比该树状结构具有维数低、需要的copula模型个数少的特点.由于copula多维模型较为复杂,很难计算其Kullback-Leibler距离(KLD),本文提出一种基于copula多维模型的KLD相似度检索方法:Copula模型的KLD由其边缘分布函数的KLD和copula函数的KLD组成.在Vis Tex与Brodatz数据库上的实验表明,本文提出的树状依赖结构和相似度检索方法在小波域相关性建模方面计算效率高,较大地提高了纹理图像的检索率,并且能很好地推广到其他小波域(比如复数小波域、方向小波域等).     

基于细胞神经网络的图像分割及其在医学图像中的应用

细胞神经网络（cellular neural network,CNN）在图像处理方面的应用研究已有很大进展. 其中,指定目标提取CNN现有算法应用于灰度图像时,其有效性依赖于初始点的选择. 以医学图像为例,对这种局限性进行了分析,并提出了一种改进CNN算法,实现了对图像中任意灰度区域的目标物体分割. 同时利用梯度信息和轮廓提取CNN确定轮廓,有效抑制分割过度. 人脑磁共振成像（MRI）中肿瘤分割的实例表明,改进的算法具有实用性和有效性.     

非均质材料凝固过程分析——理论和实验

分析了两相非均质材料（如闭孔泡沫金属）的凝固过程,给出了可以精确预测非均质材料凝固界面位置以及凝固所需时间的解析解。用蒸馏水作为连续介质,采用试验及数值模拟分别对泡沫金属的凝固过程以及单个孔周围的材料凝固行为进行了研究,结果与理论预测吻合良好。在此基础上,定量分析了孔隙率、孔的形状（如三角形、五边形、圆形孔）等对凝固过程的影响,确定了多孔介质等效热传导系数理论中的孔形状因子。     

有限状态机的行为阶段聚类及其对测试的应用

提出了有限状态机的行为阶段和行为阶段聚类的新概念, 它是介于有限状态机的行为级描述和低层描述(状态表或状态图)之间的一种新的抽象级别. 给定一个有限状态机的低层描述, 可以对它的状态按某种规则进行聚类来简化对有限状态机的分析. 给定一个有限状态机的行为描述, 可以直接从中提取行为阶段, 并通过对行为阶段进行聚类来分析它的功能. 详细阐述了对状态或者行为阶段进行聚类的理论和方法. 行为阶段聚类描述可以应用于对有限状态机的功能分析、验证和测试中. 作为行为阶段聚类描述的一种应用, 建立了一种用于测试产生的新的故障模型——行为阶段转换故障模型, 并利用对行为阶段的聚类来加速基于此故障模型的测试产生, 实现了一个寄存器传输级的自动测试产生系统ATCLUB. 实验结果表明, ATCLUB与其他测试产生系统相比有很高的效率, 并且能够产生相当短的测试序列, 以达到对电路门级固定型故障的较高的覆盖率.     

基于激波形状控制的定几何高超声速可调进气道概念及初步验证

针对现有定几何高超声速进气道低马赫工作时流量系数低、溢流阻力大, 变几何高超声速进气道结构复杂、附加重量大、可靠性低等缺点, 提出了一种基于激波形状控制的固定几何高超声速可调进气道概念, 给出了其实现模式, 并进行了初步的验证. 研究结果表明, 该可调进气道能够依靠自身的高压驱动来实现对口部波系、有效喉道面积的调节, 使进气道在低马赫数下的流量系数相对于常规定几何高超声速进气道提高20%以上, 前体阻力系数下降8%以上, 其性能特征对于改善高超声速飞行器的低马赫数加速性能特别有利.     

一种以特征线为中心的曲面特征表示方法

由于自由曲面特征形状复杂多样，难以有效地进行参数化表示．本文提出了一种以特征线为中心的曲面特征层次参数化的表示方法．该方法将特征线作为曲面构建的基本单元，将特征线划分为几何层、约束层、语法层和语义层，利用特征线信息对曲面特征进行参数分层，实现曲面特征的整体形状和局部形状的层次控制；在参数化表示上，按不同自由度分为半自由和完全自由曲面特征，并对曲面特征进行了统一的定义表示．实验结果表明，本文方法能够表达多种形状的自由曲面，在高层语义参数层面上方便地编辑曲面特征，是一种有效的曲面特征表示方法．     

面向增材制造的正向产品建模技术

传统CAD建模技术因其自身的局限性,极大地限制了增材制造产品的设计空间.为了最大限度地发挥增材制造的技术优势,需要在产品设计阶段通过综合产品形状、大小、层次结构以及物质组成实现产品性能的最优化及制造成本的节约化.本文根据增材制造的4种特性,从复杂形状建模、复杂材料建模、复杂层次建模以及面向制造的建模等4个方面论述了国内外对于面向增材制造的正向产品建模技术的研究概况.在此基础上,本文对该领域的发展趋势进行了探讨,认为综合一体化建模与轻量化建模将成为未来发展方向.     

土壤耕作部件仿生优化设计研究

研究了某些具有优良挖掘功能的动物爪趾的生物力学规律和具有类似轮廓形状的弯曲型土壤耕作部件的仿生优化设计问题．在对某些动物爪趾几何轮廓特征分析的基础上，用有限元法分析了这种仿生触土面在工作过程中的阻力变化情况和被加工材料的应力场变化情况．用直线型耕作部件做对比分析，根据仿真研究结果设计制作了系列土壤耕作部件的模型实物，通过室内大型土槽实验测试了其工作阻力，验证了有限元分析结果的正确性．研究结果对于土壤耕作部件的节能降耗设计具有较重要的参考价值．