基于听觉显著性特征的发电机组主轴承性能评估

人类的听觉系统在处理声音信号这类非平稳、非线性信号上具备优异的识别能力及抗噪能力。本文依据振动与声音信号同源性的特点,提出了一种基于听觉显著性信号的数据降噪、典型特征提取和自组织映射（self-organizing feature map,SOM）网络相结合进行发电机组主轴承性能评估的方法。首先,利用Gammatone滤波器组构建人的耳蜗模型对原始振动信号进行识别,并剔除噪声信号。其次,通过模拟人耳的听觉注意机制获得显著帧和显著通道的典型特征,然后构建特征空间。最后,将构建的特征空间分为训练样本和测试样本两部分,利用SOM网络,实现发电机组主轴承的性能评估。试验结果表明,本文提出的性能评估方法能够精准的识别噪声信号并构建特征空间,可有效评估发电机组主轴承的性能,为其视情维修提供依据。     

彩色自然场景统计显著图模型

提出了一种彩色图像自然场景统计显著图模型,它根据人类视觉系统对图像的处理方式,利用自然场景高斯尺度混合(GSM)统计分布中的乘数随机变量来计算图像灰度通道与彩色拮抗对的显著性描述,将三者的加权平均作为彩色图像的显著图.实验结果表明,彩色拮抗对通道的加入能够有效提高显著图模型与视觉注意力选择机制的一致性.对比不同模型提取的显著图,以及利用公开数据库计算得到的ROC曲线及该曲线下的面积(AUC),均表明本文显著图模型具有显著的优越性.     

利用基于人耳模型的声像图分析乐音的协和度

引入了人耳模型并计算其声像图来分析简单乐音的协和度．人耳模型模拟了人的心理和生理过程，通过该方法来寻找乐音的协和度与听觉客观机制之间的内在联系，使得主观感受和客观分析之间的联系更紧密．研究发现，稳定的和声音程具有稳定的声像图；声像图可以有效地判别简单乐音的协和程度，即简单乐音的协和度可通过声像图中纵向排列“整齐”的明亮条纹的数目以及相邻两明亮条纹间各阶分叉结构的数目来表征．     

基于优化听觉模型的机床工况识别方法研究

准确识别机械制造设备工况,对判断设备的当前健康状态、设备平稳性,以及科学评价设备操作人员的工作效率具有重要意义.运用遗传算法优化后的ZCPA(zero crossings with peak amplitudes)听觉模型对设备的振动信号进行特征提取,通过与各种工况标准听觉谱计算相关性,以识别设备当前工况.优化后的ZCPA听觉模型计算简洁,能够模仿人耳听觉系统对输入信号进行提取,弥补传统听觉模型适应性差、识别率低的缺陷,同时使不同工况特征差异性增大,提高设备工况识别率.以某种普通车床为例,车床振动信号经过优化后的ZCPA模型处理后,工况识别率达到95%以上.     

基于听觉图像的音乐流派自动分类

音乐流派的自动分类是音乐信息检索系统的重要组成部分.将听觉图像引入音乐流派的分类研究中,用听觉图像模型模拟人耳耳蜗结构,基于音乐流派分类研究常用的GTZAN数据库,将一维音频信号转换为二维听觉图像,对音乐听觉图像进行尺度不变特征转换（SIFT）及空间金字塔匹配（SPM）,从局部到整体地提取图像的纹理特征,最后采用LibSVM中线性核函数的支持向量机对音乐流派进行分类.实验结果表明,与同样基于人耳耳蜗结构提出的美尔频率倒谱系数（MFCC）流派分类方法相比,基于听觉图像的流派分类正确率提高15%.     

一种分层阈值优化的语音感知小波去噪方法

通过分析含噪语音信号的特点,引入能够兼顾人耳听觉特性的听觉感知小波变换,构造了新的小波阈值函数,并对小波变换分解后的阈值进行基于微粒群算法的分层优化.仿真实验表明,该方法在不同信噪比条件下均具有较好的去噪性能,语音的可懂度和听觉效果得到有效提高.     

多带同步模型用于噪声环境下语音识别

根据人耳听觉特性，提出新的同步多带最大似然线性回归算法用于噪声环境下语音识别。该算法采用最大似然作为参数估计准则，利用各频带信号同步感知和噪声污染假定的方法进行语音模型补偿，有效地提高了识别系统在噪声环境下的识别性能。     

基于听觉模型特征的与文本无关说话人识别系统

基于听觉生理和心理学的感知机理,提出一种适于说话人识别的特征参数提取方法。该方法采用Gammatone滤波器组代替常用的三角形滤波器组计算出语音信号各子带能量,根据等效矩形带宽模型,确定了各个滤波器的中心频率与带宽。同时从语音信号各子频带携带的说话人个性特征信息量角度分析对滤波器子带进行加权处理,最后结合倒谱均值减方法对特征进行处理,最终生成具有较高鲁棒性的特征。采用高斯混合模型对说话人进行建模,仿真实验的结果表明:提出的特征参数对含噪语音的与文本无关说话人识别具有较好的效果,在低信噪比情况下,具有比传统特征参数更好的噪声鲁棒性。     

基于视觉显著性的彩色图像分割

为了提高图像显著性检测的准确性,从数学模型上探索显著性的多特征空间.利用多尺度特征提取算法获得低层视觉特征,对特征矩阵用低秩矩阵恢复理论提取显著图,并在自底向上模型基础上融合了高层视觉特征,由高层视觉特征构成一幅权重的显著图.提高了显著度和显著目标的检测性能.通过自适应阈值算法对视觉显著目标进行分割.实验结果表明,该模型比传统的模型提取的显著目标更完整、更准确.     

基于CASA简化模型的语音增强算法

基于听觉现象分析（CASA）模型的基本原理,针对仅有非语音信号干扰情况下的单通道语音增强处理问题,利用人耳的频率掩蔽效应,提出了一种单通道简化CASA计算模型语音增强新算法,新算法通过提取混合语音输入中的有效语音时频成分并利用人耳的听觉掩蔽效应重构合成增强语音输出信号,通过在汽车噪声和白噪声干扰下的仿真实验结果表明,简化的CASA模型语音增强算法的输出信噪比约提高了10dB,且可以有效抑制干扰噪声的听觉影响,增强输出语音信号的可懂度。     

基于HSI的视觉注意力模型及其在船只检测中的应用

根据现有关于视觉心理学研究的相关成果和计算模型．提出了一种基于HSI颜色空间特征提取的视觉注意力模型．并应用于海上目标检测．首先把输入的RGB图像转换到HSI空间上．采用高斯金字塔和center-surround算子获得HSI三个分量下各自多尺度的视觉差异。通过对不同特征图的规格化和线性融合获得综合的显图．该方法应用于多种海上目标图像均取得较好效果．背景中的海浪杂波得到了有效抑制．提取得到的显区域包括了待检测的目标且范围较小。为后继的处理和分析提供了良好的基础．     

基于注意力选择与感觉容量的图像质量评价算法

图像质量评价是用可计算的模型模拟人的主观判断。根据人眼对图像高低频失真的感觉容量不同及注意力选择特性,本文提出一种新的图像质量评价算法。首先,将图像的高低频信号分别选用视觉显著图的系数和小波变换的近似系数表示;然后,采用不同方法分别计算图像高频和低频失真量,两种失真量的乘积就代表图像质量评价。这种客观评价算法与LIVE图库中DMOS的线性相关性达到0.906 4以上,明显优于PSNR和SSIM等算法。     

基于显著点的感兴趣区域提取及评价

为降低数据规模,提高图像处理的效率,针对感兴趣区域（ROD提取的问题,提出了一种基于显著点的ROI提取算法．利用视觉注意模型（VAM）得到显著图,聚类显著图二值化后提取到的显著点,同时将原图像二值化,并以聚类点作为种子点填充,提取原图像的二值化图轮廓后与原图像掩膜,得到图像的ROI．实验结果表明：该算法的总体效果良好,运算速度可与显著点的个数成线性关系．同时以眼动实验数据为参照进行分析与评价,该算法ROI漏分率至少降低50％,而误分率无明显增加．     

基于时空显著性检测的3D视频生成方法

为了解决3D视频生成方法在获取深度线索方面的难题,使用显著图代替深度图进行3D视频生成。显著图和深度图在性质上有所不同,但是显著图是通过视觉注意力分析得到的,因此也可以给予人眼良好的感官体验。为了得到更适合进行视频内容转换的显著图,将时间信息融入到了深度学习模型当中。通过实验证明了本文方法在两个广泛使用的视频显著性数据集上拥有很好的表现力,所生成的3D内容也具有良好的视觉效果,证明了基于显著性检测的3D视频生成方法具有一定的可行性。     

基于剪切波融合的时空显著性检测

针对时空显著性框架的融合问题,提出了一种基于剪切波融合的时空显著性检测算法。先获取视频帧的空间和时间显著图,再分别对空间和时间显著图进行剪切波分解,获取系数。采用一定的机制融合对应的剪切波系数和尺度系数,通过剪切波逆变换,得到综合显著图,实现了视频的时空显著性检测。结果表明,该算法能够较好地利用空间和时间显著图提供的信息,对显著对象内部区域的标注能力更强,同时对空间和时间显著图携带的噪声具有更好的鲁棒性。     

卷积特征图融合与显著性检测的图像检索

针对基于深度学习的图像检索提取特征往往包含了复杂的背景噪声,导致图像检索的精确率并不高的问题,提出一种特征图融合与显著性检测的方法.首先,训练用于分类的深度卷积神经网络模型.然后,并将图像卷积之后的特征图谱进行融合,得到图像的显著性区域.最后,通过计算图像显著性特征的余弦距离来进行检索.实验结果证明:相比目前主流的方法,文中方法能够有效提高检测精度,且鲁棒性较高.     

基于物体信息的图像显著性区域检测

针对目前图像显著性检测存在的显著性图边缘模糊、缺乏视觉高层信息等问题,提出了一种基于物体信息的显著性检测算法。将似物性计算与显著性计算相结合,可以将前景与背景分离,抑制高对比度干扰区域的影响。首先采用改进的L0平滑算法对图像进行滤波处理,然后通过超像素分割将图像分成若干图像块,再通过聚类算法进行合并,得到待检测图像块。采用似物性检测算法计算物体可能存在的区域,与待检测图像块进行融合,得到物体显著性图,再通过颜色对比度及空间分布特征计算显著性图,最后将二者融合,得到最终结果。实验结果表明,算法能够得到清晰的物体边缘,对图像的显著性区域能够较为全面地覆盖,有效地抑制高对比区域的干扰。     

基于高层先验语义的显著目标检测

为解决图像低级特征不能够均匀进行显著目标检测的问题,将高层先验语义和低级特征进行结合,提出一种新颖的基于高层先验语义的显著目标检测算法模型。利用深度卷积神经网络对输入图像以及显式显著性先验信息分别进行语义分割提取,得到显式显著性检测图;通过将图像中隐含的先验显著性特征与显著性值进行映射得到训练模型计算隐式显著性图;将显式显著性检测图和隐式显著性检测图进行自适应融合,形成均匀覆盖显著目标像素的精确显著检测图。为验证算法模型的有效性,将算法在具有挑战性的ECSSD和DUT-OMRON图像数据集进行实验仿真,实验结果表明,该算法的显著目标检测效果较其他方法有较为显著的提升。     

多尺度的图像显著性检测方法

为了提高显著性检测算法的准确性与鲁棒性,提出了一种基于多尺度融合的对象显著性检测方法.首先对图像进行平滑处理,过滤掉图像中的高频噪声特征,然后对图像进行尺度划分并分别采用不同的方法对不同尺度上的图像检测其显著性,最后根据条件随机场理论对不同尺度上的显著性检测结果进行加权融合,得到最终的显著性检测结果.在两种公共数据集上与多种经典算法进行定性、量化比较,结果表明该算法具有更好的表现.     

基于视觉注意机制的眼底图像视盘快速定位与分割

视盘定位与分割对利用眼底图像进行眼科计算机辅助诊断十分重要。视觉注意机制模拟人类视觉系统从而能在复杂场景中快速定位目标。利用视盘在眼底图像中视觉显著度高这一特性,提出基于视觉注意模型实现视盘的快速定位并分割的算法。算法首先对不同眼底图像进行归一化,接着采用高斯金字塔提取图像不同尺度的颜色、亮度和方向特征图(feature map),进一步整合得到显著性图(saliency map),在显著性图中提取FOA(focus of attention)从而定位视盘。接着在视盘定位区域采用统计排序滤波器(rank-filter)抹除血管,在极坐标中采用亚像素提取图像边缘,实现视盘分割。采用国际Messidor数据库来验证算法的性能,定位精度为95%,运行时长为0.213 s,与其他算法相比,算法具有准确性高和实用性强等特点,具有良好的应用潜力。