Exploiting PLSA model and conditional random field for refining image annotation

This paper presents a new method for refining image annotation by integrating probabilistic latent semantic analysis(PLSA) with conditional random field(CRF).First a PLSA model with asymmetric modalities is constructed to predict a candidate set of annotations with confidence scores,and then model semantic relationship among the candidate annotations by leveraging conditional random field.In CRF,the confidence scores generated by the PLSA model and the Flickr distance between pairwise candidate annotations are considered as local evidences and contextual potentials respectively.The novelty of our method mainly lies in two aspects:exploiting PLSA to predict a candidate set of annotations with confidence scores as well as CRF to further explore the semantic context among candidate annotations for precise image annotation.To demonstrate the effectiveness of the method proposed in this paper,an experiment is conducted on the standard Corel dataset and its results are compared favorably with several state-of-the-art approaches.     

Semi-supervised learning based probabilistic latent semantic analysis for automatic image annotation

In recent years, multimedia annotation problem has been attracting significant research attention in multimedia and computer vision areas, especially for automatic image annotation, whose purpose is to provide an efficient and effective searching environment for users to query their images more easily.In this paper, a semi-supervised learning based probabilistic latent semantic analysis ( PL-SA) model for automatic image annotation is presenred.Since it' s often hard to obtain or create la-beled images in large quantities while unlabeled ones are easier to collect, a transductive support vector machine ( TSVM) is exploited to enhance the quality of the training image data.Then, differ-ent image features with different magnitudes will result in different performance for automatic image annotation.To this end, a Gaussian normalization method is utilized to normalize different features extracted from effective image regions segmented by the normalized cuts algorithm so as to reserve the intrinsic content of images as complete as possible.Finally, a PLSA model with asymmetric mo-dalities is constructed based on the expectation maximization( EM) algorithm to predict a candidate set of annotations with confidence scores.Extensive experiments on the general-purpose Corel5k dataset demonstrate that the proposed model can significantly improve performance of traditional PL-SA for the task of automatic image annotation.     

Fusing PLSA model and Markov random fields for automatic image annotation

A novel image auto-annotation method is presented based on probabilistic latent semantic analysis （PLSA） model and multiple Markov random fields （MRF）.A PLSA model with asymmetric modalities is first constructed to estimate the joint probability between images and semantic concepts,then a subgraph is extracted served as the corresponding structure of Markov random fields and inference over it is performed by the iterative conditional modes so as to capture the final annotation for the image.The novelty of our method mainly lies in two aspects：exploiting PLSA to estimate the joint probability between images and semantic concepts as well as multiple MRF to further explore the semantic context among keywords for accurate image annotation.To demonstrate the effectiveness of this approach,an experiment on the Corel5k dataset is conducted and its results are compared favorably with the current state-of-the-art approaches.     

基于张量罚偏最小二乘的自动图像标注

如何有效地挖掘变量与标签之间的相互关系和处理高维数据是自动图像标注的两个具有挑战性的问题。以往的自动图像标注都是基于向量模式的学习算法,这样一方面产生高维数据,另一方面破坏了图像数据的高阶结构和内在相关性,导致信息丢失。向量模式下的罚偏最小二乘算法(penalized partial least square,PPLS)可以在获取变量和标签相关性的同时,进行维度约简。在PPLS的基础上,提出基于张量罚偏最小二乘算法(tensor-PPLS)。首先构造图像的张量数据形式,然后采用多线性主成分分析(MPCA)进行降维预处理,最后用tensor-PPLS进行图像标注。在图像标注的三个标准数据集上,提出的算法标注结果明显优于传统的基于向量模式的学习算法。     

自适应随机游走图像分割算法

传统的随机游走算法图像信息描述单一,目标轮廓易受背景干扰;针对这一问题,提出一种自适应随机游走图像分割算法.算法首先建立了一种基于纹理相似性的权函数表达式,借助Gabor能量滤波器,首次将纹理特征引入到随机游走算法中,来突出图像的结构信息;其次,为了更加准确地计算节点间的连接权值,算法还提出一种自适应权值计算方法,根据图像边缘密度,自适应地计算纹理和灰度特征在权函数中所占的权重.最后应用狄利克雷边界条件,实现图像分割.实验结果表明,所提算法更好地刻画了图像的结构信息;与传统方法相比,具有更好的适用性和分割准确性.     

利用组合马尔可夫模型的非监督图像分割方法

提出了一种基于边缘辅助的组合马尔可夫随机场模型(E-CMRF),并应用于非监督图像分割.在传统的马尔可夫标号场(MRF)基础上引入边缘二值随机场,二者相互作用构成组合随机场.该模型使用期望最大(EM)算法对待分割图像完成参数估计,并运用动态能量权值提高收敛速度.最后根据贝叶斯定理将图像分割问题转化为最大后验概率的求取,运用改进的Metropolis采样算法求得最大后验概率解.实验结果证明,该分割方法不需要人工给出先验信息,在具备抗噪性等特点的同时提高了分割精度.     

基于用户相似度的随机游走社交网络事件推荐算法

针对基于社交网络的事件推荐覆盖性和准确性不够高的问题,提出了基于用户相似度Si-user Walker算法.该算法利用基于事件的社交网络特征,将线上用户群组数据抽象为图,以重启随机游走算法为基础,改变了传统的完全基于图的拓扑结构进行随机游走的策略.根据地理位置划分事件类型,提出了新的用户相似度计算方法,然后根据用户相似度矩阵作为随机游走的转移概率,既保留了图的传递性,又保证了图节点游走的真实性.与其他推荐算法在真实的数据集上实验表明,该算法在均方根误差、准确率及覆盖率上均得到提升.     

一种改进的路面裂缝图像分割方法

针对公路裂缝检测中的图像分割问题,运用机器学习领域的方法,以裂缝图像为研究对象,在深入分析经典K-Means聚类算法以及高斯混合模型（Gaussian Mixture Model, GMM）之后,提出一个利用全局K-Means和高斯混合模型来对公路裂缝图像进行分割的方法。该方法在全局K-Means聚类算法的基础上,采用改进策略,同时,将传统GMM的每一个概率分布,进一步再细分成单个的概率成分,在辅助变量计算过程中,采用EM算法。仿真图像和实际裂缝图像实验结果显示,本研究得到了比使用传统K-Means算法和普通GMM的分割方法精度更高、稳定性更好的分割结果。     

基于主题敏感的重启随机游走实体链接方法

实体链接任务的目的是将文本中的实体指称链接到知识库中与之对应的无歧义实体。针对此任务, 提出一种基于主题敏感的重启随机游走的实体链接方法。该方法首先使用实体指称的背景文本信息将实体指称扩充为全称, 并在维基百科知识库中搜索候选实体, 得到候选实体集合; 根据上述中间结果构建图, 利用在图上的主题敏感重启随机游走得到的平稳分布对候选实体集合进行排序, 选出top 1 的候选实体作为目标实体。实验结果表明, 该方法在KBP2014 实体链接数据集上实验的F 值为0.623, 高于其他系统实验的F值, 能够有效提高实体链接系统的整体性能。     

基于结构张量与随机游走的图像分割算法

将结构张量与随机游走算法相结合,提出一种新的图像分割策略.算法通过分析结构张量特性,提出尺度向量的概念来计算像素间的连接权值,然后应用随机游走算法实现分割.利用尺度向量得到的权值刻画了图像局部的结构信息,更有效地实现了图像分割.此外,还提出了一种自适应各向异性的滤波函数,用以代替高斯函数对结构张量进行平滑,使所得到的结构张量可以更好地保留图像的复杂结构信息.实验表明,所提算法具有更好的分割准确性和稳定性.     

一种基于图像集的复杂场景分类方法

保持局部图嵌入的流形鉴别分析方法将图像集所属子空间看作流形上的点,并使流形变换前后局部结构关系不变.然而在构造局部区域相似图矩阵时,用于描述节点局部区域范围的近邻节点个数会极大地影响算法的准确率,并会出现变换后流形的可分辨性相比变换前提升很小甚至更低的情况.针对该问题,提出了一种低秩描述下的Grassmannian流形鉴别分析方法.通过对图像集的低秩描述,流形变换中局部嵌入时仅保持同类别节点的最近邻局部结构以及所有节点间的相异类别信息,从而避免了对近邻节点个数的选择,并增强了变换后流形的可分辨性.由15类复杂自然场景和Caltech101图像数据集的实验结果表明,该方法是可行的,并且极大地提高了图像集分类的准确率.     

基于改进SIFT算法的局域盲人图像导航方法研究

针对现行导航系统无法在小范围内导航的缺点,提出了一种基于景象匹配的适合于残障人士在局域内行走的图像导航系统。预先对具体的特定区域进行图像采集、处理,建立基准图像库,然后对具体行走中所采集的实时图像进行预处理,得到实时图像库。并采用基于SIFT特征的快速景象匹配算法对实时图与基准图进行匹配。最后对不同光照、不同拍摄角度的旋转变化、缩放变化获得的图像进行特征点匹配。实验结果表明,算法的性能可以满足景象匹配导航系统高性能匹配的要求。     

基于 SIFT 算法的无人机遥感图像拼接技术

为了给农田研究人员提供高精度、 宽视野的图像, 在利用 SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)算法初 步检测候选点步骤中, 加入自适应阈值去除部分候选特征点; 结合无人机图像的经纬度坐标及重叠区域位置关 系剔除部分无效特征点, 并进行特征点粗匹配; 利用随机采样一致算法消除误匹配点对, 并求解投影变换矩阵 完成相邻两幅农田遥感图像的拼接; 设计了金字塔拼接策略, 完成 128 幅高分辨率图像的拼接。 实验结果表 明, 基于 SIFT 算法, 利用改进的特征点精简方法, 特征点粗匹配时间平均减少了52%, 精匹配时间平均减少了 25%; 基于 6 个图像融合评价参数的对比实验发现, 从定性和定量两个方面, 基于多分辨率的图像融合均优于 其他融合算法。     

基于改进麻雀搜索算法的最大指数熵分割方法

为了解决基本麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA) 依赖初始种群和求解精度不高的问题,提出一种基于Circle混沌映射和随机游走的改进的麻雀优化算法(improved sparrow optimization algorithm,CRSSA) 。该算法为了增强麻雀种群的多样性,在麻雀初始阶段引入混沌Circle 映射; 采用随机游走对最优麻雀进行扰动,使其在麻雀寻优后期,增强算法全局搜索能力,跳出局部最优。同时选取15个测试函数对其算法进行性能测试。结果表明：与原始的SSA 、蜉蝣算法(mayfly algorithm,MA) 、粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO) 、鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA) 和灰狼优化算法(gray wolf optimization algorithm,GWO) 相比,改进的麻雀搜索算法具有寻优速度快、求解准确度高和鲁棒性强等优点。将该方法应用在多阈值图像分割中,通过对比不同算法的峰值信噪比(peak-to-signal ratio,PSNR)、结构相似性(structural similarity index,SSIM)、适应度函数值和运行时间性能指标,可有效解决多阈值分割问题,具有一定的工程应用价值。     

基于模糊度量视觉特征的非局部均值去噪

针对非局部均值(non local mean,NLM)相似性度量不够准确的问题,提出一种基于模糊度量的视觉特征相似度的改进非局部均值图像去噪算法.利用模糊度量理论构建视觉特征度量相似性函数作为衡量图像像素点相似性;将平滑核函数代替高斯加权核函数,提高运算速度和避免滤波参数的设置;利用构建视觉特征相似性度量生成的平滑核函数,对图像进行去噪.由于改进方法考虑图像视觉结构特征,更加完善了非局部均值结构相似的特点.在高斯噪声和椒盐噪声下,用峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)和结构相似性(structural similarity index,SSIM)评价指标分别对比分析提出方法与几种优秀的改进NLM方法的降噪性能.实验结果表明,改进的新方法在去噪性能方面得到较高的提升,同时降低了相似度计算的复杂度和减少了参数设置问题.     

基于均值场理论和马尔可夫场的运动目标分割算法

研究了基于均值场理论和马尔可夫场的运动目标分割方法.该算法先对帧差图像进行简单的前背景划分,再采用均值场理论(MFT),建立马尔可夫随机场(MRF)模型,构造系统相应的能量函数.然后通过求取最大后验估计(MRF-MAP),即求最小能量函数,得出标记场,提取运动目标.实验结果证明:该算法能够很好地消除噪声,对运动目标分割具有较好的分割效果.     

头颈部肿瘤PET图像分割随机游走方法

针对肿瘤放疗生物靶区高精度勾画难题,根据头颈部肿瘤PET(positron emission computed tomography)影像特点,提出了肿瘤PET图像分割随机游走方法.首先,根据PET SUV(standardized uptake value)影像,采用三维自适应区域生长和数学形态学膨胀方法确定随机游走方法的种子点,将包含肿瘤的感兴趣区域分为核心肿瘤区域(标记为前景种子点)、正常组织区域(标记为背景种子点)和待定区域.然后,利用头颈部肿瘤和周围正常组织PET图像具有不同的对比度纹理特征,将PET SUV及其对比度纹理值作为随机游走方法中边的权值计算依据.实验结果表明,该法不仅比传统随机游走方法平均提速9.34倍,而且,以临床医生手工勾画的大体肿瘤区作为参考标准,相似度平均提高32.5%(P0.05).本文方法能够有效地自动勾画头颈部肿瘤放疗生物靶区.     

采用特征识别技术的MBD模型自动语义标注方法

为了解决设计重用过程中基于模型的产品数字化定义(MBD)模型的问题,采用特征识别技术,对MBD模型自动添加语义标注,从而提高关键字检索的准确性.首先,对MBD模型的构成原理与模型要素进行分析,并在融合关键信息的基础上建立零件模型的属性面邻接图(AAG),根据零件模型上加工特征,将特征划分为螺钉头部特征、螺钉功能特征和材料特征.其次,通过顶点属性结合邻接矩阵重构图的顶点序列,动态编码结合距离匹配,求出最大公共子图,得出MBD模型之间的相似度.最后,利用聚类法实现对MBD模型的自动语义标注.实验结果表明:文中方法可以实现MBD模型的自动语义标注,很大程度上提高语义标注的自动化程度.     

基于改进TADW的链路预测算法

针对经典的节点相似性链路预测算法只考虑网络拓扑结构或者节点属性信息的问题,使用词嵌入模型Word2vec学习得到节点文本属性信息的表示,进而改进TADW(text-associated deep walk)算法,弥补其语义信息表示能力的不足.基于改进的TADW图嵌入方法提出一种融合网络拓扑结构和节点属性信息的相似性指标,并基于此相似性指标提出链路预测算法.在三个真实数据集上的实验结果表明所提出算法可以提高预测精度,并具有更好的鲁棒性,同时使用图嵌入的方法有效解决了网络数据的稀疏性问题.     

PCA显著性检验结合相关分析的图像缩放法

针对内容感知图像缩放法的显著图，引入主成分分析（PCA）法检测图像的显著性，并结合相关分析法进行图像缩放。先根据图像每个像素点构造3×3领域，通过PCA算法得到每点的显著得分并定义行、列的显著度；再结合图像行列相关分析得到的行列相近度，给出各行各列的重要值，删除或放大较小重要值的行列实现图像的缩放。实验结果表明，该方法理论简单、运行高效，不仅能够完整地保护重要区域，同时还可以让图像的整体概貌过渡良好。