基于倒数交叉熵的改进脉冲耦合神经网络图像分割算法

针对脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network,PCNN)模型需要人工方式确定循环迭代次数,以及香农熵定义中基于对数函数存在零点处无意义的缺陷和对数运算影响处理速度等问题,提出了一种基于最小倒数交叉熵自适应生成迭代次数的PCNN图像分割算法.首先,对传统的PCNN模型进行简化,并对神经元的反馈输入函数、连接输入函数和动态阈值函数进行修正;然后,应用二维倒数交叉熵的分解算法,通过两个一维倒数交叉熵的组合获得二维倒数交叉熵;最后,采用最小倒数交叉熵准则确定PCNN网络的循环迭代次数,实现对图像的最优分割.仿真实验验证了该方法的有效性.     

二维最大类间交叉熵阈值分割法

目的 研究了基于类间交叉熵的二维阈值分割算法及其抗噪性能.方法 通过采用交叉熵方法 来描述二维直方图中的目标区域和背景区域之间像素信息的差异程度,构造了一种基于最大类间分离性程度的图像分割新方法 .结果 结果 仿真证明该分割方法 的有效性和抑制噪声的能力.结论 在有噪声的图像中,新分割方法 相比传统一维最小交叉熵具有更强的抗噪性能,并且在分割性能和时间花费上都优于二雏最小类内交叉熵分割法.     

基于熵的图像二值化方法比较研究

对基于对数和指数图像熵的最大熵法和最小交叉熵法的图像二值化算法进行了分析．通过仿真,对算法进行了比较研究,阐明了算法的局限性和比较适合的应用场合。     

基于改进混合蛙跳算法的粗糙属性交叉熵优化约简

结合粗糙集属性约简二进制优化模型,提出一种基于改进混合蛙跳算法的粗糙属性交叉熵优化约简算法,该算法将粗糙集属性划分至不同蛙群进化模因组内,每个模因组内属性集设计成以精英个体为中心力的蛙群并行演化方式,并采用交叉熵最小原理进行精英个体寻优全局最优约简集,快速而有效地处理大规模信息系统的属性约简.UCI仿真实验结果表明本文提出的算法在搜索全局最小属性约简解效率和精度方面具有明显优势,该算法应用于含噪音的人脑核磁共振图像MRI分割实验,其对MRI图像分割的高效性进一步表明该算法具有较强的适用性.     

基于最小Tsallis交叉熵改进型PCNN图像分割算法

针对传统脉冲耦合神经网络(PCNN)模型中存在的待定参数过多且难以选择、循环迭代次数难以确定的缺陷,提出了一种基于最小Tsallis交叉熵改进型PCNN图像分割算法.根据改进的内部活动项和阈值衰减函数初始化模型参数,根据图像特性自适应设置链接强度系数和链接权值矩阵;利用最小Tsallis交叉熵准则确定PCNN循环迭代次数,采用双边带滤波器对分割图像进行滤波,获取最优图像分割结果.仿真实验结果表明,该算法提高了分割后图像的区域一致性、区域对比度、形状测度,缩短了运行时间,改进了图像分割效果.     

基于视觉侧抑制机理的强鲁棒性图像分割方法

针对光照强度和图像退化的算法鲁棒性问题,提出一种基于视觉侧抑制机理的强鲁棒性图像分割新算法.该算法充分考虑到人眼视觉侧抑制机理“加强中心抑制周围”的特点,在范围一定的抑制野内,采用双高斯强度系数分布的减法非循环侧抑制网络模型描述神经元兴奋的变化量,与交叉视觉皮质模型相结合形成侧抑制-交叉视觉皮质模型.在此改进模型基础上,利用灰度级-邻域平均灰度级二维直方图将一维交叉熵推广至二维,进而构造出二维最小交叉熵分割判决准则以寻求最优阈值.研究结果表明:针对受噪图像,新算法的分割准则充分利用二维交叉熵增加了图像的局部空间信息,从而取得良好的抗噪结果;针对光照不均和模糊退化的图像,改进分割模型加入视觉侧抑制网络,使得新算法具有较强对比度和亮度适应性以及模糊补偿能力,能够获得精确的分割效果.     

基于混沌弹性粒子群优化与基于分解的二维交叉熵阈值分割

为了提升二维交叉熵阈值分割法运行速度,提出了基于混沌弹性粒子群优化（CRPSO）和基于分解的2种二维交叉熵阈值分割算法.前者利用CRPSO算法寻找二维交叉熵法的最佳分割阈值,并采用递推方式避免迭代过程中适应度函数的重复计算,使运算速度大大提高;后者将二维交叉熵法的运算转换到2个一维空间上,计算复杂度由O(L2)进一步降为O(L).实验结果表明,2种算法能够在保证分割效果达到或优于现有二维交叉熵阈值分割法的前提下,运行时间大幅减少.     

基于交叉熵测度的成对约束模糊核聚类算法

目前已有的成对约束模糊核聚类研究中,缺乏对成对约束信息的有效测度,进而无法充分利用成对约束这类半监督信息。在成对约束核聚类的基础上,文中提出基于交叉熵测度的成对约束核聚类算法。利用对象交叉熵测度工具,提出最小-最大交叉熵隶属度学习准则,并作为成对约束信息测度项引入到成对约束核聚类的目标函数中,通过拉格朗日最优化处理目标函数,推导出相应聚类算法。实验进一步表明,该算法能够更有效利用成对约束半监督信息提升聚类性能。     

一种布谷鸟-交叉熵混合优化算法及其性能仿真

为了提高布谷鸟搜索算法在求解复杂优化问题时的收敛速度和搜索精度,基于交叉熵方法,构建了一种新的布谷鸟-交叉熵混合优化算法.该算法将基于模型的交叉熵随机优化算法和基于种群的布谷鸟搜索进行有机融合,采用协同演化策略,既提升了混合算法收敛速度,又改善了其全局优化能力.对经典测试函数和PID控制器整定问题的仿真结果表明,新算法具有全局搜索能力强、求解精度高和鲁棒性好等特性,是一种求解复杂优化问题的可行和有效算法.     

最小交叉熵在谐振隔离式轨道电路中应用

最小交叉熵谱估计是现代谱估计法中的一种,其分辨率要比经典谱估计高。谐振隔离式频率编码轨道电路,其信号特点是频率间隔比较小,所以要求其频谱的分辨率高,同时实时性要好.本文研究了用最小交叉熵谱估计对UM2000轨道电路信号进行频谱分析.     

基于双目立体视觉的海浪波面三维重建技术

为了提高海面特征点检测的准确度和三维重建的精度,在基于传统的Harris算法的基础上,提出1种基于高斯金字塔图像的改进Harris特征点检测算法.利用搭建的双目相机平台,对海浪图像进行采集并完成相机的标定过程,然后根据改进的角点提取算法对图像的角点进行检测,利用尺度不变特征变换(scale-invariant feature transform,SIFT)算法对海浪图像特征点进行立体匹配得出视差图,最后根据三角测量原理获取图像的深度信息,实现海浪波面的三维信息重建.实验结果证明,在针对海浪图像时,该方法具有更高的精度和准确度.     

基于显微视觉的沥青路面微观纹理三维重构

针对沥青路面微观形貌常用检测方法的不足,融合显微视觉的局部放大特性和数字图像处理技术,提出了基于显微视觉的沥青路面微观纹理三维重构方法。根据激光三角测量原理建立显微视觉三维重构数学模型;利用立体显微镜采集序列图像,对图像进行插值处理和阈值分割,并提取光条中心线;采用Delaunay三角剖分算法实现表面三维重构。与基于聚焦深度的沥青路面微观纹理三维重构方法进行试验对比分析,结果表明,本文方法对光照均匀性无特殊要求,具有精度高、操作简便、三维直观性强等特点。     

基于超分辨率重构的航天器位置姿态测量方法

航天器间相对位置和姿态的确定是实现航天器编队飞行的重要基础.为了解决航天器相对位置姿态的远距离测量精度问题,该文提出了基于超分辨率重构技术的测量方法.介绍了由单帧图像求解相对位置姿态的测量原理,研究了图像传感器退化成像模型和基于该模型下的图像配准算法,给出了超分辨率图像重构算法及其算法流程.利用地面试验原型系统的实际测量数据对算法进行了验证,试验结果表明该方法大大提高了高精度测量距离的范围,有效解决了航天器间相对位置姿态的远距离测量精度及稳定性问题.     

基于块对称对叠的多幅图像超分辨率重建算法研究

在进行图像超分辨率重建时,使用多幅图像比使用一副图像能够得到更好的效果,但是目前基于多幅图像的超分辨率重建算法普遍存在重建速度慢、重建质量不够理想的问题。为此,本文构造了一种基于块对称对叠（PsyCo）的多幅图像超分辨率重建算法,首先对低分辨率图像序列进行基于ORB的图像配准,再对配准后的图像进行PSyCo重建,最后对重建的图像进行像素灰度最大值融合。实验结果表明,本文提出的重建算法具有更好的重建效果,并且具有较快的重建速度。     

基于分割Bregman迭代的内-外置电极电容层析成像

针对电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)逆问题的病态性和不适定性,提出了一种基于分割布雷格曼迭代(split Bregman iteration,SBI)的图像重构算法。在目标函数中引入基于参考图像的正则化、低阶约束和空间约束,从而提高成像质量和空间分辨率。对内-外置电极的ECT敏感场内环形区域进行图像重建。仿真结果表明:与Tlkhonov正则化算法和Landweber迭代算法相比,基于布雷格曼迭代的图像重建算法具有较好的空间分辨率,图像误差降低至0. 162 1,图像相关系数提升至0. 874 4,图像重建的精度和质量较高,说明了该算法在ECT图像重建领域的可行性和有效性。     

基于改进的后退型最优正交匹配追踪的图像重建方法

摘要：正交匹配追踪OMP(Orthogonal Matching Pursuit)是可压缩传感理论CS(Compressed Sensing)中一种贪婪迭代的图像重建方法,该方法以快速高效而著称。但现有的OMP算法都是在给定迭代次数(待重建图像的稀疏度)的条件下重建,这样强制迭代过程停止的方法使得OMP方法需要非常多的线性测量来保证精确重建。本文提出一种改进的后退型最优OMP算法。该方法首先利用最优正交匹配追踪OOMP (Optimized Orthogonal Matching Pursuit)算法,在迭代过程通过最优的正交化性来约束原子的选择,保证原子的选择在最小化当前冗余误差的意义下最优;利用稀疏度作为适应性迭代次数的标准,给出一种非常简单的原子选择机制对得到的迭代结果进行后处理,向后剔除其中多余的原子从而获得精确重建。实验结果表明,与OMP相比较,改进算法可以获得精确重建并大大降低了对测量数目的要求。     

SPECT局部重建中小波去噪方法研究

针对单光子发射断层成像技术中全局图像重建时间过长的问题,提出了局部重建的思想,同时为了提高局部重建图像的质量,需要在局部重建之前,对投影图像进行噪声去除.利用基于小波变换的复数改进二元萎缩相关去噪法,对噪声投影图进行处理,并利用局部重建算法进行图像的局部重建,在保留图像细节的同时,降低了图像噪声,缩短了重建时间.利用均方误差评价标准,对去噪结果进行评测,结果表明:在局部重建中,利用该方法进行去噪处理具有良好的效果.     

基于ISAIL的空间小目标成像系统设计与仿真

为了实现对空间小目标的毫米级成像,设计了基于转台模型的逆合成孔径成像激光雷达系统,实现了距离向和方位向的数据融合并完成了模拟目标的2维图像重建.系统采用窄线宽光纤激光器、大带宽电光调制器完成了对激光脉冲的线性调频,并利用外差干涉的原理提高了回波信号的信噪比.结合空间小目标的运动特性,推演了含有旋转分量的激光雷达回波信号方程.在R-D算法中代入旋转分量完成图像重建的校正,实现了对模拟空间小目标的2维图像重建.实验用毫米级铝条模拟空间小目标,用步进电机使转台匀速旋转,模拟目标旋转过程.实验结果显示:当目标固定时通过回波能量即可获得1维距离向图像,峰值位置与真实目标的特征位置一致; 当目标运动时通过数据压缩、R-D算法及旋转分量的校正可获得模拟小目标ISAIL的2维重建图像,验证了系统可实现对毫米级模拟小目标的图像重建.     

排球扣球动作的三维手势重建系统设计

为了精确、快速、低成本地获得运动员的排球扣球动作三维手势模型并对其进行数字化模拟,需要对排球扣球动作的三维手势进行重建系统设计。传统的基于多台Kinect的排球扣球动作三维手势重建系统设计方法,首先使用两台Kinect分别采集运动员排球扣球动作二维手势图像的点云数据,通过标定得到两台Kinect采集到的排球扣球动作二维手势图像姿态关系;然后基于标定结果,使用迭代最近点算法对两部分排球扣球动作三维手势图像的点云数据进行配准得到完整的排球扣球动作三维模型。存在重建成本高,噪声干扰严重导致重建系统失真严重的问题。为了降低噪声干扰,提高重建精确度,降低成本,提出一种基于立体视觉的排球扣球动作三维手势重建系统设计方法,首先通过传感器或摄像机等设备获取排球扣球动作二维手势图像,并对其进行平滑去噪;然后采用基于2D平面标靶的标定原理,建立摄像机成像的排球扣球动作三维手势图像几何模型并获得其参数;最后利用双目立体视觉算法实现对排球扣球动作三维手势图像的特征提取与匹配,完成三维手势重建。实验结果分析证明,所提方法可以提高排球扣球动作三维手势重建效率,提高重建精确度,降低噪声影响,具有更加广泛的使用价值。     

基于小波变换的图像零树压缩感知方法

稀疏性是压缩感知的前提,然而,自然图像通常不是稀疏的,因此对图像直接应用压缩感知算法很难取得高压缩效率.针对图像信号,将编码思想融入压缩感知理论,提出一种简单有效的零树压缩感知方法.该方法先利用零树思想辅助压缩感知测量,在得到测量值的同时编码重要系数的位置;然后提出零树追踪重构算法,通过精确解码重要系数位置来重构原始图像小波系数,提高重构精度.实验结果表明,相比于现有匹配追踪算法和EZW算法,本文方法有更高的压缩比和更好的图像重构质量.