不同视角下海量高分辨率视频图像数据挖掘方法

当前高分辨率视频图像数据挖掘方法容易受到外界环境的干扰,提取的视频图像特征不可靠,且不同视角下提取的特征值有很大差异,导致视频图像数据挖掘精度大大降低。为此,提出一种新的不同视角下海量高分辨率视频图像数据挖掘方法,通过Harris角点检测方法对待挖掘高分辨率视频图像数据时空特征进行提取。依据高分辨率视频图像数据时空特征,通过自相关矩阵建立相同事物不同视角下的递归图,将递归图看作一幅图像,通过计算像素点的梯度向量构建递归特征描述符。对相同事物不同视角下的关联性进行挖掘,将具有相同递归图梯度特征的高分辨率视频图像数据汇聚在一起,实现数据挖掘。实验结果表明,所提方法挖掘精度高。     

超像素梯度流与元胞机融合的视频显著图检测

使用静态空间特征通常无法得到准确的视频显著性目标对象,提出了超像素梯度流场与元胞自动机融合的视频图像显著性检测方法。首先,使用SLIC方法将视频帧分割成超像素,在超像素级上运用光流梯度和颜色梯度生成一个时空梯度函数,由时空梯度得到新的梯度流场值,将视频中运动信息充分利用起来;其次,在视频帧超像素图像上使用卷积神经网络得到其深度特征,通过元胞自动机使这些深度特征依自定义规则更新出粗略显著图,然后将梯度流场显著图与元胞自动机粗略显著图融合得到最终的显著图;最后,在ViSal数据集上、采用5种评估指标、与现有的4种方法进行对比实验,结果表明本文方法在动态视频图像显著性检测中有好的表现。     

基于递归卷积神经网络的行人检测方法

为了提高视频中行人检测的准确度,提出了一种基于递归卷积神经网络的行人检测方法.该方法利用递归卷积神经网络融合视频中连续图像的上下文信息,以实现准确的行人检测.首先,利用卷积神经网络提取连续图像的多个特征图组;然后,根据先后次序,将多个特征图输入到递归卷积神经网络中,形成一张关于行人位置的掩码图;最后,通过在掩码图上预测行人的检测框,获得视频中当前图像的行人检测结果.实验结果表明:相比于其他行人检测方法,该方法在ETH、CUHK和PETS 2007三个数据集上都取得较准确的行人检测结果.     

采用递归图编码技术与残差网络的滚动轴承故障诊断

针对传统故障诊断方法未充分挖掘故障信号的时间序列间关联性特征的问题,将递归图编码技术引入故障诊断领域,提出了递归图编码技术与残差网络的滚动轴承故障诊断模型。采用递归图编码方式将振动信号转换为增强信号特征的二维纹理图像;将这些特征图像输入残差网络中,结合残差网络对二维图像数据优秀的自适应特征提取能力,对滚动轴承进行故障诊断。使用凯斯西储大学轴承数据集和某局机务段采集的真实机车轴承数据进行试验验证,结果表明：所提模型对轴承故障诊断的识别准确率为99.99%和99.83%;在输入不同的数据长度和变工况的试验中,所提模型均保持了良好的故障诊断效果;对比其他常见的故障诊断方法,所提模型拥有更好的泛化性能和识别准确率。     

基于特征层融合和随机投影的行为识别算法

提出一种基于特征层融合和随机投影的行为识别算法;该方法提取视频序列的时空梯度特征和Gabor特征;然后进行特征层融合,得到分类能力更强的特征,有效地表征人体行为;同时,使用随机投影对融合后的特征进行降维;最后,为了解决主题模型参数估计迭代复杂的问题,将贝叶斯参数估计法应用于LDA(latent dirichlet allocation)主题模型中,对视频中的行为进行分类。在公开的KTH和Weizmann数据集上进行了实验,结果表明方法不仅比单一局部时空特征描述符识别性能好,而且在相同实验设置下,也优于其他基本分类器。     

基于RP与NMF的内燃机气阀故障诊断方法

针对传统的内燃机故障振动诊断方法,难以有效提取故障特征,诊断精度较低的缺点,提出一种基于递归图(recurrence plots,RP)与非负矩阵分解(non-negative matrix factorization,NMF)的内燃机故障诊断新方法。该方法是利用图像的方法来进行故障诊断:首先通过递归图将采集到的内燃机缸盖表面振动信号生成图像,然后用非负矩阵对得到递归图进行特征参数提取,最后用分类器进行分类识别完成故障诊断。将该方法应用于气阀机构8种工况下振动信号诊断实例中,结果表明:该方法克服了传统的振动诊断方法从时域或频域进行分析时参数选取和故障特征提取的难题,直接将信号生成图像,对图像进行自适应特征参数提取、分类识别,能有效诊断出内燃机气阀机构故障,故障识别精度高,为内燃机振动诊断探索了一条新途径。     

多空间尺度融合的出行轨迹规律分析

多源时空轨迹数据隐含丰富的城市出行信息,通过对其进行挖掘、处理和分析,可以找到个体与群体之间的交互关系。针对轨迹数据挖掘研究范围单一,缺少多空间尺度研究的问题,提出一种融合多空间尺度特征的出行轨迹数据挖掘分析方法。以广东为例,结合社交媒体腾讯用户密度(Tencent user density, TUD)数据集,通过具有噪声的基于密度的聚类方法(density-based spatial clustering of applications with noise, DBSCAN)聚类算法与局部密度峰值计算法提取时空相似性轨迹区域,进而簇类分成一系列热点区域,获得不同时间粒度、不同空间尺度下的出行轨迹规律特征。这能够实现在不同空间尺度融合下展示同一地区的热点区域,进一步探讨出行轨迹的规律变化。可见所提出的方法为利用时空大数据进行城市空间结构研究提供科学参考。     

梯度优化的多尺度视频光流估计

提出一种基于梯度优化的不同运动幅度视频图像光流估计的新算法。先用Loggabor滤波器对原视频图像进行相位、尺度滤波,再用所得的特征图像来计算时空梯度,最后根据时空梯度计算光流。该算法模型同时运用由粗到精的图像金字塔方法对视频图像分层处理。理论分析和实验结果表明,该算法适用于大幅度的视频运动光流估计,不仅能得到适合人眼视觉分辨率特性的图像,而且使时空梯度更加优化,光流计算更准确。并且在时间复杂度上与传统光流计算方法相当,在计算精度上优于Horn和Schunck、段先华等人提出的算法。     

基于特征点网络的三维注册算法

鉴于自然环境下光照变化和视角变化会导致图像特征点不稳定,影响三维注册的效果,为此提出了一种基于特征点提取网络的三维注册算法.首先网络使用并行支路提取图像的特征点与描述子;接着通过二分图进行特征匹配;最后完成三维注册.在HPatches数据集上的实验结果表明：特征点在光照变化和视角变化下的可重复率分别达到了67.7%和55.9%,图像匹配的mAP达到了94.15%.在Oxford数据集上mAP达到了93.42%,视频上三维注册正确率达到了95.4%.     

基于卷积神经网络和递归图的桥梁损伤智能识别

为改进目前传统损伤识别方法对桥梁局部小损伤识别能力较弱的不足,提出利用深度学习方法中的卷积神经网络对桥梁损伤进行统计模式识别.根据卷积神经网络对损伤特征向量的需求,将车桥耦合振动下的原始结构响应信号进行小波包滤波和重构,之后通过递归分析获取不同损伤工况的递归图,将其作为新型的损伤特征图像作为卷积神经网络的输入.在此基础上提出基于卷积神经网络和递归图的桥梁结构损伤识别计算流程和方法.对一座连续梁桥进行不同位置和程度的损伤模拟,提取小波包频带能量及递归图等损伤特征向量,并进行基于多种统计模式识别算法的损伤识别.结果表明:与其他特征向量相比,递归图蕴含更丰富的损伤信息;与支持向量机和BP神经网络等传统统计模式识别方法相比,卷积神经网络能够通过逐层智能学习实现更准确的特征自动提取和区分,从而实现损伤位置和损伤程度的更精准识别.     

汉字识别中图特征提取方法

为解决图像像素表示汉字特征方法不能有效表示汉字本质特征、空间复杂度较高的问题,提出了一种汉字图特征提取方法。方法主要包含汉字图像二值化,汉字图像骨架提取,汉字图特征提取3个部分;二值化消除图像中的噪声,提高图特征提取的准确度;骨架提取保留图像中重要的像素点,剔除无关的像素点;图特征提取将汉字关键点与图数据结构结合来表示汉字形状特征。在3 908个常用汉字的5种字体上进行实验。结果表明,该方法能够正确提取笔画复杂汉字的图特征,有效表示汉字本质特征;不同字体汉字图特征相同的汉字数量最高为3 195个,方法表现较稳定;平均每个汉字可以用22.6个图节点、19.1个边表示,相较于用单通道图像表示汉字特征,可大幅降低空间复杂度。     

超分辨率数字图像特征提取及重构方法研究

当前超分辨率数字图像特征提取及重构方法容易受到外界环境的干扰,导致重构结果不可靠,重构图像质量较低。为此,提出一种新的超分辨率数字图像特征提取方法,通过BRISK描述子对超分辨率数字图像特征进行提取,以提高重构图像质量。详细分析了重构约束的构建过程;在此基础上,通过低分辨率数字图像与平滑性求解获取高分辨率数字图像,从而实现超分辨率数字图像的重构。实验结果表明,采用所提的新的超分辨率数字图像特征提取及重构方法对图像进行重构,不仅匹配性能高,而且重构图像质量优、效果佳。     

一种基于特征选择的面向对象遥感影像分类方法

针对GF—1多空间分辨率遥感数据空间信息丰富,传统影像分类方法无法满足实际应用需要的问题,提出了一种基于特征选择的面向对象遥感影像分类方法——object-RJMC算法,即在影像分割及特征提取的基础上,运用Relief F算法和J-M(Jeffries-Matusita)距离算法去除无关及冗余特征,筛选出适于各类别分类的特征,然后利用CART算法建立分类规则,完成分类过程。以GF-1号2 m、8 m和16 m空间分辨率的三组影像进行算法验证,并与object-CART和pixel-CART影像分类方法进行对比分析。实验结果显示object-RJMC算法的分类精度均高于object-CART和pixel-CART算法的分类精度;且对高空间分辨率的影像分类效果要优于对中低空间分辨率影像的分类效果。该算法减少了特征选择及规则建立的人工干预,克服了以像素为单位的分类算法中由于缺少空间邻域信息而产生孤立、离散、不连通分类结果的问题,可有效地提高GF-1遥感影像分类精度。     

Semantic Relation Annotation for Biomedical Text Mining Based on Recursive Directed Graph

In this paper we propose a novel model "recursive directed graph" based on feature structure, and apply it to represent the semantic relations of postpositive attributive structures in biomedical texts. The usages of postpositive attributive are complex and variable, especially three categories: present participle phrase, past participle phrase, and preposition phrase as postpositive attributive, which always bring the difficulties of automatic parsing. We summarize these categories and annotate the semantic information. Compared with dependency structure, feature structure, being recursive directed graph, enhances semantic information extraction in biomedical field. The annotation results show that recursive directed graph is more suitable to extract complex semantic relations for biomedical text mining.     

顾及梯度和彩色信息的高分辨率影像道路分割

针对高分辨率影像中道路灰度值分布不均,“同谱异物”现象难以用简单阈值分割,以及对不同传感器、不同分辨率影像提取效果不一样等问题,提出了一种顾及空间梯度信息和彩色信息的道路阈值分割方法。利用高分辨率影像的多种特征,将梯度值和灰度值进行     

基于模糊数学的对抗网络图像配准建模

为了解决传统方法特征提取结果受外界环境影响大,且没有考虑对抗网络图像中高频信息的特殊作用,影响配准精度的问题,通过模糊数学方法分析对抗网络图像配准建模问题。分析了对抗网络,在生成模型与判别模型中添加条件变量,通过对抗网络,利用表征向量对图像进行重构,生成图像数据。通过变换对图像对比度进行扩展,通过反变换获取原空间域中的边缘增强图像,通过抑制干扰能力强的Susan算子提取对抗网络图像边缘特征。在边缘特征提取的基础上,引入模糊数学中的模糊隶属度,对图像中不同点属于梯度的模糊隶属度进行定义,构造图像的模糊梯度场,通过模糊数学中的贴进度构造模糊梯度相似性测度,将模糊梯度相似性高的图像作为配准图像,实现对抗网络图像配准。结果表明:研究方法配准效果好;针对存在平移、灰度变化、细节变化、区域变化和尺度差异情况下的图像,可保持很高的性能。研究结果应用性强,配准准确性好。     

基于改进ConvNeXt的COVID-19胸部图像分类

针对新型冠状病毒感染胸部 X-ray 图像分类任务数据集样本过少,现有的两阶段分类器和三阶段分类器模型对高纬度的图像特征提取效果差,模型训练慢等问题,提出一种基于 ConvNeXt 卷积神经网络改进的分类任务算法 ConvNeXt-AT。 ConvNeXt-AT 分类模型首先通过在 ConvNeXt Block 层添加混合域注意力机制 CBAM 来提高图像特征提取能力,不仅考虑了通道间的信息交互能力还考虑到了空间域上像素间的联系,得到 ConvNeXt-AT 模型;然后针对 X-ray 图片常见的泊松噪声使用全变差正则化方法对数据集进行降噪处理;最后在 COVID-19 公开的大型数据集共 21165 张图片进行对比实验。 实验结果表明,在训练数据集充分的情况下,改进的 ConvNeXt-AT 模型相较于常用分类模型 ResNet-50、MobileNet、EfficientNet 以及原 ConvNeXt-T 在准确率上分别提升了 2%、2. 7%、2. 1%、1. 9%。 最后通过 Grad-CAM 显示类激活图的图像可视化方法证明改进方法是可行的,模型具有很好的鲁棒性。     

采煤塌陷区的遥感影像特征

遥感是快速、准确、有效地监测采煤塌陷的重要手段,可为塌陷区的治理提供准确可靠的依据。描述了采煤塌陷的不同类型,分析了采煤塌陷在遥感影像上的识别方法,提出了高分辨率影像的采煤塌陷影像特征,并对采煤塌陷的遥感影像进行了系统分类整理,得到各类影像的表现特征。该研究有利于遥感技术在采煤塌陷调查与治理中的广泛应用。     

人体行为识别特征提取方法综述

行为识别的过程很大程度上可以看作特征提取与分类器相结合,故特征提取方法的优劣直接影响最终识 别效果。与静态图像物体识别相比,视频中人体行为识别特征提取更易受到动态背景、采集设备运动、视角和 光照等因素影响人体,从而对研究人员的工作提出了很大挑战。为此,综合了近几年对行为识别特征提取系 统分类和不同类型行为识别特征提取方法以及常用行为识别数据库等领域研究的最新进展,探讨了目前研究 难点,阐述了与未来可能的研究发展方向。     

身份证件人像自动采集与识别系统

身份证件制作包括信息采集(也称人像采集)、信息传输、证件制作、证件查验4个环节,人像采集是身份证制作过程中的第一个环节.为了既准确又快速地实现人像采集,自主开发了人像自动采集系统; 同时主要涉及图像边缘处理、图像增强处理技术、图像分割技术、人脸特征的提取等几方面,并进行较深入的研究与应用.