基于梯度的结构相似度的图像质量评价方法

虽然基于结构信息的图像质量评价方法——结构相似度（SSIM）模型结构简单、评价性能优于峰值信噪比（PSNR）或均方误差（MSE）模型，但SSIM模型不能较好地评价严重模糊的降质图像．文中提出了一种基于梯度的结构相似度（GSSIM）图像质量评价方法，该方法将梯度作为图像的主要结构信息．实验结果表明，GSSIM模型比SSIM和PSNR（MSE）模型更符合人眼视觉系统特性，能较好地评价模糊图像的质量．     

图像多次无降质编解码的研究

利用向量矩阵的完全可逆性和量化过程的幂等特性,在编解码过程中引入可逆整数DCT实现了图像的多次无降质编解码．在此基础上,借鉴量化DCT的思想,进一步将可分的量化矩阵分解为多个向量矩阵的组合与乘积,提高了图像第1次编解码后的图像质量．该方法与AT—LANTIC计划中提出的“鼹鼠”计划相结合。可实现高质量的视频多次无降质编解码．     

小波域结构相似度图像质量评价

针对结构相似度模型在模糊图像以及低位率压缩降质图像评价中存在的不足,提出一种基于小波域结构相似度的图像质量评价(WDSSIM)算法. 该算法将整幅图像划分成具有不同尺度和频率特征的子带图像,比较原始图像和失真图像的子带图像之间的结构相似度,并依据视觉系统对于不同频率特征失真敏感程度进行加权. 实验结果分析表明,WDSSIM算法对于更广泛一类的图像评价与主观感受保持较好的一致性.     

基于多旋涡湍流模型的红外退化图像仿真

大气湍流效应会导致红外成像降质，为了有效模拟复杂湍流场引起的红外图像模糊现象，本文综合考虑湍流场中旋涡尺度、强度、数量和旋涡随机偏移等因素，提出一种基于改进类高斯点扩展函数的多旋涡湍流模型，对红外图像进行退化仿真；为了定量评估仿真图像的模糊程度，利用模糊图像中心像素向周围扩散的特点，提出基于相邻像素-锐度的图像降质模糊度评估方法。实验结果表明：所提出的退化模型具有图像质量变化平稳、模型参数细致、仿真可控性强等特点，并且所提出的评估方法能准确地反映图像的降质模糊度。     

图像的增强及其清晰处理

图像在生成、获取、传榆等过程中，受照明光源、成像系统等多方面的影响，不可避免地要造成图像的降质。在对这些降质的图像进行改善处理时，可以根据不同的情况、目的，采取不同的算法．从而达到更宜于人眼观察或更有利于计算机后续处理的结果。     

基于加权最小二乘的主结构快速提取算法

从复杂纹理图像中提取主结构是计算机视觉和图形应用的基本过程.针对加权最小二乘法依赖于梯度大小、无法去除对图像语义贡献很小的小规模、高对比度的振荡细节（如纹理）的问题，提出一种新的用于抑制图像纹理的权重算子，并对该权重算子的有效性进行验证.为了解决在优化全局目标函数过程中需要求解大型稀疏拉普拉斯矩阵、计算成本高的问题，采用代数多重网格算法作为共轭梯度法的预处理算子加快稀疏矩阵方程的求解速度.实验表明，提出的权重算子能有效地抑制图像纹理，并且图像主结构的边缘不会被模糊，其滤除纹理、提取主结构的效果优于其他同类算法.另外，所用的加速算法和其他传统预处理算法相比，能将主结构的提取时间缩短很多.     

基于图像块相似性和补全生成的人脸复原算法

图像获取过程中,由于成像距离、成像设备分辨率等因素的限制,成像系统难以无失真地获取原始场景中的信息,产生变形、模糊、降采样和噪声等问题,针对上述情况下降质图像的复原问题,提出了适用于低分辨率,低先验知识情况下的人脸复原方法,通过基于图像相似性的期望块log相似性EPLL (expected patch log likelihood)框架来构建人脸复原效果的失真函数,利用生成对抗网络的图像补全式生成过程来复原图像。所提算法在加噪率50%以及更高情况下可以保持较好的人脸图像轮廓与视觉特点,在复原加噪20%的降质图像时,相比传统的基于图像块相似性的算法,本文算法复原结果的统计特征峰值信噪比PSNR (peak signal-noise ratio)与结构相似度SSIM (structural similarity)值具有明显优势。     

基于分层神经网络带预测器的视觉跟踪

提出了一种新的视觉伺服控制方案，在该方案中利用视觉雅可比映射矩阵，求出了任务空间到视觉空间的视觉伺服控制方程，并利用这一方程建立了预测器，对物体图像的未来位置进行预测，这样就减小了图像处理的区域，提高了图像处理的速度，同时，利用分层神经网络代替视觉空间到任务空间的映射，避免了复杂的逆矩阵计算，仿真结果表明，这种方法的使用提高了图像处理的速度和跟踪精度。     

基于矩阵形态学分形几何图的产生

提出了一种利用矩阵和形态学相结合产生具有自相似结构分形图案的方法．图像矩阵和结构矩阵定义为其每个元素是具有矩阵下标的单独的图像，图像矩阵和结构矩阵的膨胀包含了大量不同图像元和结构元之间的膨胀，由矩阵理论把它们组合成一个新的图像矩阵．因此采用图像矩阵间的形态运算可以生成比常规形态学方法复杂得多的分形图形．给出了在特定条件下的分形维数的估计公式．     

基于神经网络的降质图像恢复

以基于离散Hopfield神经网络的图像恢复模型为基础,研究基于神经网络解决降质图像恢复问题. 从Toeplitz循环矩阵和模拟退火算法等二个方面对该算法进行改进,使时间复杂度和空间复杂度大大降低,同时提高了图像的恢复效果. 实验表明,改进算法对于降质图像恢复是有效的,比传统的逆滤波、维纳滤波方法具有更好的峰值信噪比.     

A graph theory model using human nature structure

A graph theory model of the human nature structure ( GMH ) for machine vision and image/graphics processing is described in this paper.Independent from the motion and deformation of con-tours, the human nature structure (HNS) embodies the most basic movement characteristics of the body.The human body can be divided into basic units like head, torso, and limbs.Using these basic units, a graph theory model for the HNS can be constructed.GMH provides a basic model for human posture processing, and the outline in the perspective projection plane is the body contour of an image.In addition, the GMH can be applied to articulated motion and deformable objects, e.g., in the design and analysis of body posture, by modifying mapping parameters of the GMH.     

In-situ potential mapping of space charge layer in GaN nanowires under electrical field by off-axis electron holography

In situ potential mapping of space charge(SC) layer in a single Ga N nanowire(NW) contacted to the Au metal electrode has been conducted using off-axis electron holography in order to study the space distribution of SC layer under electric biases. Based on the phase image reconstructed from the complex hologram the electrostatic potential at the SC layer was clearly revealed; the SC width was estimated to be about 76 nm under zero bias condition. In order to study dynamic interrelation between the SC layer and bias conditions, the variation of the electrostatic potential due to change of the SC widths respond to the different bias conditions have also been examined. The measured SC layers are found to vary between68 nm and 91 nm, which correspond to the saturated SC layers at the Ga N-Au contact under the forward and reverse bias conditions, respectively. By plotting the square widths of the SC layer against the applied voltages, donor density of Ga N NWs was derived to be about 4.3*10~6cm~(-3). Our experiments demonstrate that in-situ electron holography under electric fi eld can be a useful method to investigate SC layers and donor density in single NW and other heterostructures.     

Effect of strain on space charge layer in GaN nanowires investigated by in-situ off-axis electron holography

Effect of strain on space charge (SC) layer in nanowires (NWs) has been examined by in situ off-axis electron holography, where GaN NWs attach to an Au electrode inside a transmission electron microscope (TEM). Based on the phase image reconstructed from the complex hologram, the width of SC layer in a strained GaN NW is significantly reduced to about 60 nm, comparing to the 85 nm of the unstrained NW. About 29% reduction of the SC layer in the strained GaN NW resulted from significant decrease of electrons flowed from the GaN into Au. First principle calculations show that the strain reduced bandgap of GaN, narrowing the difference between GaN NW and Au electrode in Fermi level.     

一种基于人眼视觉特性的医学图像增强方法

在数字化X光影像仪中,图像信息是通过医生的视觉来获取的, 所以在图像处理中, 应充分考虑人眼的视觉特性.从人眼视觉的生理特性和人的心理特性出发, 测试分析了图像的灰度分辨能力和图像结构的敏感性.根据测试结果总结了在复杂背景下视觉对目标的分辨能力, 建立了相应的数学模型和具体实现方法.将该方法应用于X光图像处理系统中, 提高了图像质量, 增加了医生诊断的准确性.     

不同埋设方式下巨型水轮机蜗壳结构动力特性研究

随着水电机组单机容量的提高,蜗壳日趋向巨型化发展,HD值很高.目前,关于巨型蜗壳结构动力特性的研究在理论和实践方面涉及较少,然而此问题在设计阶段尤其重要.为此,对典型的3种蜗壳埋设方式,即垫层、保压和直埋,以某巨型工程为实例,采用三维有限元方法,从优化设计的角度重点研究和比较了蜗壳结构的刚度、固有振动特性、脉动水压力作用下结构的振动反应和抗疲劳特性.计算与分析表明,蜗壳埋设方式对厂房结构的静、动力特性的影响不显著, 不应成为蜗壳埋设方式选择的制约因素.     

基于树型小波变换和Hopfield神经网络的纹理图像分割

纹理分割是图像分析、模式识别、计算机视觉等领域的基础，也是个经典难题．采用树型小波变换方法提取纹理图像特征，并采用Hopfield神经网络进行象素聚类，从而实现对纹理图像的分割，实验结果表明该方法是有效的。     

基于人眼感知特性的图像空间频率计算方法

结合图像的变换域特征和人眼的视觉特性,通过对图像的空间频率与视觉感知上的空间频率的分析研究,提出了一种基于人眼感知特性的数字图像的空间频率计算方法,并在图像技术中的实际应用做了具体的分析研究,结果表明,在图像频域中的空间频率计算中,该方法既简单又实用。     

基于计算机视觉的混凝土裂缝识别

为降低对结构表面进行裂缝识别的经济和时间成本,而采用计算机视觉技术、使用消费级照相机对裂缝图片进行处理,识别裂缝区域和测量裂缝宽度,包括图像模糊、图像增强、形态学运算、图像畸变校准、连通域标记、孤立点消除、裂缝碎片拼接等.对提取出的裂缝区域,统计裂缝发展方向,计算其对应的裂缝长度及宽度.通过钢筋混凝土梁静力加载试验,对梁表面裂缝进行拍摄,在实验室条件下得知裂缝宽度误差在0.1 mm左右.     

感受野视觉特征整合模型及应用

 采用基本ICA模拟视觉感知机制对自然图像分解得到的图像基函数在空间排列上是混乱的,这与视觉生理机制相互矛盾.模拟视皮层感受野间的信息整合机制,建立了新的计算模型.针对基于内容的图像故障区域检测问题,提出了相应的高效率少样本检测算法. 首先,以列车正常和故障图像序列作为训练数据,利用拓扑ICA方法学习图像基函数,由此得到的独立分量系数作为神经元响应,然后模拟同步振荡机制选择响应强烈的神经元,输出其对应的内容,最后通过自动对比实现图像故障区域的快速定位.实验结果表明,与传统方法相比较,引入视觉信息整合机制的新模型及其算法能够提高故障检测率.     

基于形态学梯度重构的高分辨率遥感影像分割方法

基于形态学梯度重构提出一种用于高分辨率遥感影像的分割方法.针对遥感图像的特点构建多形状结构元素,然后使用该结构元素对图像提取形态学梯度并进行开闭重构;根据人的视觉特征,对梯度的高对比度区域进行还原,用于保证较高的局部对比度;最后使用浸没式分水岭变换获得分割结果.对IKONOS影像进行分割实验,结果表明了该方法的有效性.