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当期目录

    2019年 第0卷 第02期    刊出日期:2019-02-25
    图像处理
    改进ORB算法在图像匹配中的应用
    范新南,顾亚飞,倪建军
    2019, 0(02):  1.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.00
    摘要 ( 264 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在计算机视觉领域,图像匹配是一个核心问题。为了提高图像特征点匹配算法的准确度,增强算法的抗干扰能力,针对ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)算法的不足,提出一种改进的图像特征点匹配算法。该算法通过设置自适应阈值来进行特征点检测,并在算法粗匹配结果的基础上剔除不符合图像几何特性的部分外点。最后,利用仿射不变性约束筛选出精确匹配点。实验表明,该方法可有效提高算法匹配质量且执行时间短,对于不同模糊度和曝光度的图像匹配均具有很好的鲁棒性。
    基于深度学习的体感交互方法
    唐晖,王庆,陈洪,郭浩
    2019, 0(02):  7.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.002
    摘要 ( 174 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着微软2017年10月份宣布永久停产Kinect产品,目前体感交互领域急需一种Kinect的替代品。本文采用普通单目摄像头实时读取视频流,用Faster-RCNN网络检测人体位置并且框出,改进非极大值抑制算法,引入线性加权函数将IOU大于阈值的检测框分数减低而不是变成零。其次,根据得到的检测框送入人体关键点检测CPM网络,输出人物全身骨骼点坐标位置,将Center Loss引入以增加关键点的类内特征的内聚性和类间的差异性。最后,按照模板匹配法根据识别结果生成体感交互的控制指令。本文方法降低了对专业设备的依赖,简化了体感交互的复杂度,对促进体感普及以及拓展人机交互使用范围都具有重要价值。
    一种使用多维度直方图匹配的图像风格迁移算法
    李雨妮,王鹏,肖建力
    2019, 0(02):  15.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.003
    摘要 ( 207 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在传统的基于直方图匹配的图像风格迁移算法的基础上,提出一种新的基于多维度直方图匹配的图像风格迁移算法。通过构建关于原图像的不同维度的直方图,然后进行原图像和目标图像的匹配,分别得到原图像在不同维度直方图下的风格迁移图像,最后对这些风格迁移后的图像进行融合生成最终的结果。在保持原图像与目标图像整体风格上尽量相似的情形下,同时又使原图像的局部细节尽可能保留,实现整体风格相似却又保留局部细节的平衡。
    基于稀疏特征点的零件图像拼接方法
    张勤1,2,贾渊1,王耀彬1
    2019, 0(02):  19.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.004
    摘要 ( 127 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对纹理弱、特征稀少且存在大量相似性区域的零件图像拼接,一般基于特征点的图像拼接方法效果较差,本文提出一种改进方法。该方法首先依据FAST特征点检测方法提取特征点,再筛选出用于匹配的候选点集;其次,利用模板区域采样灰度特征,通过设置旋转角度和缩放比例搜索域结合结构相似性(SSIM)方法完成点匹配;最后,通过点匹配结果求出旋转、缩放和平移参量,利用3σ原则去除异常值得到最终结果。实验结果表明,在角度搜索域为[-45°,+45°],缩放搜索域为[0.5,1.5]的条件下,本文方法能够得到较准确的旋转、缩放、平移参量及拼接效果。
    一种改进的基于暗通道先验的图像去雾算法
    包斌1,李亚岗2
    2019, 0(02):  27.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.005
    摘要 ( 114 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对暗通道先验去雾算法在图像灰白色或天空区域会产生颜色畸变及图像比较暗淡的问题,提出一种基于暗通道先验改进的算法。该算法通过修正导致颜色畸变的透射率计算问题,从而提高图像的视觉效果。同时,通过降低3个颜色通道的高亮度值,并采用均值方法来得到增强的无雾图像。实验结果表明,本文方法在很大程度上消除了去雾图像明亮区域的颜色畸变现象且有更好的颜色恢复度。
    双重熵快速提取ROI图像优化分类方法
    赵小蕾1,许喜斌2
    2019, 0(02):  31.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.006
    摘要 ( 120 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    提出一种基于颜色熵极值及颜色熵互信息的双重熵快速提取感兴趣区域(Region of Interest, ROI)的多特征图像优化分类方法。首先使用颜色熵极值性确定最相关区域,然后基于颜色熵互信息进行子区域增长,快速确定连续ROI区域,并基于所提取的ROI对图像进行Dense-SIFT特征描述,随后使用K-means聚类生成视觉词典,为了利用空间局部信息,采用金字塔匹配方法,最后将特征输入到SVM进行分类。分别在Caltech101和Caltech256数据库上选取8组数据进行实验,使用ROI提取算法获得的平均分类准确率较未使用之前提高6.86%,收敛速率提升近一半。加入颜色熵、颜色三阶矩特征后,平均分类准确率进一步提高2.36%,较改进之前总共提高9.22%。
    自适应权重CV模型在超声相控阵图像分割中的应用
    刘永洛1,王文强2,马立武2
    2019, 0(02):  37.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.007
    摘要 ( 104 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    图像分割是超声相控阵无损检测图像三维重建的关键环节,分割精度和效率是图像三维重建准确性与实时性的重要保障。由于超声相控阵无损检测图像中含有大量噪声且灰度不均匀,在使用传统的CV模型分割检测图像时采用固定迭代步长,这导致分割效率较低且精度不高。本文利用分水岭算法过分割的特性,在对图像做分水岭变换后,统计各区域中的像素数目与灰度信息,从而得到一个权重矩阵并引入CV模型中,得到一种自适应权重CV模型。在水平集函数迭代过程中,权重矩阵可以根据图像信息自适应调整迭代步长。实验表明,与CV模型和LBF模型相比,本文提出的权重CV模型在分割超声相控阵无损检测图像时,具有更高的效率和分割精度。
    利用卷积神经网络对杜兴氏肌营养不良症进行分类识别
    章鸣嬛1,陈瑛1,沈瑛2,程爱兰2,刘晓青2
    2019, 0(02):  43.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.008
    摘要 ( 131 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    杜兴氏肌营养不良(DMD)是一种致死性骨骼肌遗传病。传统的诊断方法中包含创伤性检查,会令患者产生极大的痛苦。本文基于受试者的磁共振图像(MRI),探索DMD的无创检测方法。共获取试验图像485幅,分成患者组和健康对照组,每组均包括T1和T2这2类加权图像。试验设计一个10隐层卷积神经网络(CNN),利用该网络直接读取T1和T2并分类识别。结果显示:1)随着网络参数的优化和迭代次数的增加,图像识别准确度分别达到99.2%和98.9%,结果收敛且稳定;2)2类加权图像T1和T2均能很好区分患者组与健康组;3)与KNN、LR、DT及SVM等算法相比,CNN算法的分类准确度更高。CNN尤其提升了对于T2图像的识别准确度,大大发掘了T2图像的利用价值。因此,利用CNN对DMD图像进行分类识别,因其准确度高、无损图像信息等特点,有望为临床提供客观有效的辅助诊断手段。这是人工智能在DMD无创检测领域中有效的尝试探索。
    基于CNN的人体姿态识别
    周义凯,王宇,赵勇飞,袁燕
    2019, 0(02):  49.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.009
    摘要 ( 289 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    姿态识别是人机交互中重要的研究课题之一,随着机器学习与神经网络的发展,研究的方式和成果趋于多样化,姿态识别的应用价值也日趋广泛。本文通过构建卷积神经网络模型,该模型共有11层,在对采样的数据集中5种人体姿态进行卷积与池化操作,最后进入全连接层进行分类,从而完成对数据集的训练和识别。结果显示,相较于机器学习方法,该模型的识别性能更加优秀,且免去了复杂的特征提取方式设计,让网络自身提取特征进行识别分类,效果更好。
    基于边缘匹配的纵向碎纸拼接方法
    刘威,王军民,刘克勤
    2019, 0(02):  55.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.010
    摘要 ( 106 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    详细阐述针对规则纵切的碎纸片的一种恢复方法。该算法先将图像转码为对应的像素矩阵,并且将矩阵二值化处理。接着根据文字笔画的连续性计算碎纸边缘信息的匹配度矩阵,再根据文本间的连续性,计算出碎纸片之间的相似度矩阵。最后结合匹配度矩阵与相似度矩阵的信息,当以某张进行匹配时,其相应的下一张是既高度符合匹配度矩阵又高度符合相似度矩阵的,从而实现对碎纸的拼接复原。经过碎纸拼接试验验证,效果良好,方法准确便捷,是可行的。
    人工智能
    基于限定PSO初始化空间的随机最大似然算法
    蔡丽萍,田慧,陈海华,胡家良
    2019, 0(02):  60.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.011
    摘要 ( 113 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对随机最大似然算法(SML)在波达方位(DOA)估计中由于多维非线性优化导致计算复杂度大的问题,提出一种限定粒子群(PSO)算法搜索空间的SML算法。该算法克服了一个缺陷,即在采用ESPRIT算法限定PSO初始化空间时,在阵列结构是非均匀线性阵列而且信号是相干信号时ESPRIT算法不能直接处理信号,且需要采用一组预处理技术,这增加了算法计算的复杂度。提出的算法的关键之处在于采用假设技术确定初始化点来代替ESPRIT算法的解,结合克拉美罗界(CRB)确定PSO算法的初始化解空间。这一方法不必再采用预处理技术,且利用限定PSO初始化空间的算法大大降低了SML算法的计算复杂度。实验结果表明,提出的算法为相干情况和非相干情况都提供了相当好的初始值。最后,将该算法与许多现有算法进行比较,验证提出算法的有效性和准确性。
    基于多模型融合的车辆通过时间预测
    刘银萍,马少辉
    2019, 0(02):  66.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.012
    摘要 ( 72 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    车辆通过某一路网的时间是测算交通拥堵程度的重要指标。为提高车辆通过时间的预测精度,不仅要考虑数据采集精度的影响还要考虑模型的选择。本文提出多模型融合的车辆通过时间预测方法,发现多模型融合的预测精度较高。以某高速公路3个交叉口路段的车辆通行监测数据作为实证数据,用模型融合算法与单一模型进行对比,说明多模型融合算法在交通拥堵治理领域的应用潜力。
    基于高斯混合-贝叶斯模型的轨迹预测
    朱坤
    2019, 0(02):  72.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.013
    摘要 ( 235 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    如今,在交通管理系统、军事机械化战场、安全行驶系统中,对实时、准确、可靠的移动对象轨迹预测具有很重要的作用,在市场上的应用越来越广,简称智能化预测。智能化预测可以提供精准的基于位置的服务,还可以根据预判,给车主推荐最优路线,这成为移动对象数据库研究的热点。针对现有方法的不足,提出基于高斯混合-贝叶斯模型的轨迹预测模型。实验表明,GM-BM模型在路段车流量正常情况下,通过调整混合模型中子模型的权重,可预测出最可能的轨迹,经计算与相同参数设置下的单模型相比,预测准确性至少提高10.00%。
    基于二阶段双向搜索的解魔方机器人系统
    张金龙,邹裕龙,杨斌,姚灿杰,郑耀宗
    2019, 0(02):  82.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.014
    摘要 ( 215 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    近几年来,解魔方的机器人层出不穷,就目前的解魔方机器人,都存在不稳定、成本高、体积庞大等缺陷,本文对此研发一种新型的符合大众的解魔方机器人。魔方机器人的设计运用到的知识比较广,包含机械设计、系统控制、视觉检测、算法等。能将任意打乱的三阶魔方以最短的时间还原,整体设计结构由摄像头、二指机械臂等组成;摄像头获取图像传输给上位机处理,由STM32F103C8T6最小系统控制机械臂手指的转动。在满足低成本的情况下,实现比人计算更快,更精准地还原魔方。
    基于多媒体信息的双向LSTM情感分析方法
    丁岩1,2,鲍焱1,2,胡晓1,2
    2019, 0(02):  88.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.015
    摘要 ( 91 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着信息技术的飞速发展,智慧政务的建设在中国如火如荼地展开。为了更好地服务社会,获取舆论的情感倾向变得至关重要。然而,由于媒体数据的多样性,例如讨论话题、文本正文、正文回复以及文本字数限制等原因,人们不仅要对文本正文进行分析,还必须对文本回复、讨论话题等多样文本信息,以及诸如表情符号、社交关系等因素进行建模。遗憾的是,很少有研究工作针对推文文本的回复及多媒体信息进行建模。本文针对推文正文回复、话题以及多媒体信息,提出一种新的双向长短时记忆网络CBi-LSTM (Content Bi-LSTM)对舆论进行情感分析。实验表明,文本信息和多媒体信息的融合能显著提高情感分析的准确性。
    基于Bi-LSTM和CRF的中文网购评论中商品属性提取
    张诗林
    2019, 0(02):  93.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.016
    摘要 ( 210 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着电子商务系统评价体系的完善,网购评论的内容对消费者的购物起到十分重要的指导作用。但是消费者不能从大量评论中找到自己直接关心的商品属性(如:手机产品的属性“电池”)以及属性相关评价(如:“电池容量很大”)。相对于构建知识库和传统机器学习的方法,需要人工总结复杂的特征和规则来提取商品属性和属性相关评价。本文应用基于词嵌入融合双向长短时记忆网络(Bi-LSTM)和条件随机场(CRF)的方法并根据在评论中属性多为名词、属性评价多为形容词的特点在Bi-LSTM+CRF模型中融入词性特征,实现对评论中的商品属性以及属性评价的自动化提取,在避免总结规则的同时更具领域普适性。通过测试相机、男装、儿童安全座椅3个商品领域,得到了宏精确度为86.74%,宏召回率为85.89%。
    信息系统
    基于红外感应和多媒体技术的虚拟翻书系统
    申跃杰,赵正旭,左宗成
    2019, 0(02):  98.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.017
    摘要 ( 93 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    虚拟翻书系统作为一种新的科普宣传方式,不仅展示信息量大,而且形式新颖,更容易吸引用户驻足观看,达到科普宣传的目的。通过对现有虚拟翻书系统的比较,以及对虚拟翻书系统主要应用场合的分析,提出一种利用红外感应技术和计算机多媒体技术实现的虚拟翻书系统。系统首先利用Flash软件将展示内容制作成含有翻书效果的电子书,通过投影装置将内容投到书型幕上,再通过书型幕一侧的2个红外摄像头捕捉参观者自左向右或自右向左的挥手动作,将挥手动作转换成交互指令驱动Flash电子书做翻书效果。该系统适合多种用户使用,符合阅读习惯,且无特殊硬件要求,制作成本较低,适合在普通大众中推广。
    基于自主容器云平台的大数据日志采集系统
    吴鑫泉,杨军
    2019, 0(02):  102.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.018
    摘要 ( 136 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着云计算、虚拟化、容器云等技术的应用以及国产自主可控的要求,越来越多的服务会部署在国产的服务器以及自主可控的容器云平台上。自主可控云平台上的服务在运行的过程中,需要获取日志数据,来进行一系列的监控、统计、分析以及预测工作。然而由于国产服务器的特殊性以及容器云平台的特殊性,传统的日志采集方式(包含实时采集和集中式采集)并不能够很好地适用于自主可控的容器云平台,为了提高服务的质量和性能并且保证日志数据的一定全面性,本文提出一种自适应的数据采集算法,能够根据服务器的负载自我调整日志数据采集发送量。当服务器负载较低的时候,提高数据采集和发送的数量,甚至是做到实时采集;当服务器负载较高时,降低对日志数据的采集和发送量,从而降低对服务器负载的压力,提高服务自身的质量和性能。最后通过理论和实验分析验证该数据采集算法在保证数据一定的全面性的同时,能有效缓解国产服务器的压力。
    基于攻防行动链的网络对抗推演系统
    尹发,艾中良
    2019, 0(02):  107.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.019
    摘要 ( 172 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    网络对抗推演是在网络对抗中进行任务规划、评估决策的重要环节。针对网络对抗广维度、多目标、短猝发的特点,传统的推演系统已不能完成网络对抗推演的要求。为了解决该问题,本文设计基于攻防行动链的网络对抗推演系统。系统架构由数据库、可视化平台、攻防链构设、推演控制引擎、模型构建、应用层等子系统构成,各子系统的模块之间相互配合,驱动整体网络对抗推演系统按照推演剧情进行,并形成具有攻防博弈性的链式行动想定或构设,称之为攻防行动链。攻防行动链的提出,使推演系统能够更好地进行推演过程中的调度和决策,也为网络攻防对抗推演提供了一个参考的研究方向。
    网络与通信
    LB-AGR路由协议在水声网络试验床上的优化与测试
    李冲1,2,杜秀娟1,2,王丽娟1,2
    2019, 0(02):  112.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.020
    摘要 ( 126 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对当前水声网络研究大多基于网络仿真的现状,本文在青海湖真实的水下实验床上对LB-AGR路由协议进行实现、测试、分析与优化。针对测试过程中出现的节点层级计数至无穷以及Sink节点状态死锁等问题,通过设置计时器、改进节点状态判别等措施进行设计优化,并对优化后的协议重新测试。测试结果表明,优化后的LB-AGR路由协议能较好地解决层级计数至无穷以及Sink节点状态死锁问题,且能快速、稳定地完成水下数据的多跳传输。
    一种新的输电线路异物检测网络结构——TLFOD Net
    沈茂东1,裴健1,付新阳1,张俊岭1,公凡奎1,刘霞2
    2019, 0(02):  118.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.021
    摘要 ( 216 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    高压输电线路上悬挂的漂浮异物可能会对输电产生巨大危害,而现有的物体识别方法无法对不规则物体进行有效识别。为此,本文提出一种异物检测的新型网络结构:TLFOD Net(Transmission Line Foreign Object Detection Net)。针对异物特点设计的TLFOD Net网络结构,主要包括特征提取网络、区域生成网络和分类回归网络3个部分;优化了合适的候选框;并提出端到端的TLFOD Net联合训练方式以提高网络训练的性能。采用图像预处理技术,增加训练集的数量。通过实验结果分析表明,TLFOD Net比现有的网络在识别速度以及识别精度上均有显著提高。
    一种改进的HK社交网络建模方法
    陈婧怡,徐名海,杨溪,杜帆
    2019, 0(02):  123.  doi:10.3969/j.issn.1006-2475.2019.02.022
    摘要 ( 147 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着对复杂网络研究的不断加深,社交网络建模成为研究热点之一。在Holme和Kim(HK)网络模型的基础上,提出一种改进的HK社交网络演化模型,不仅考虑了“偏好连接”、“三角结构”的传统社交网络演化机制,还在网络中新增节点的同时考虑了“内部演化”和“外部延展”2种不同的网络链路增长模式,并在传统的单向生长的网络结构基础上,创新性地提出节点度饱和与链路刷新的网络动态演化方式。仿真结果显示,改进后的HK模型其度分布呈现幂律分布特征,具有较大的聚类系数与较小的平均最短路径长度,同时满足小世界效应与无标度特性,整个社交网络模型在链路的建立与阻断过程中呈螺旋式生长,能更好地再现真实社交网络的结构特征。