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图像代数与图像分解

西安电子科技大学学报 1995年第1期22卷 100-107页

作者：王宪栋西安电子科技大学应用数学系

图像代数是图像处理的一个统一的数学模型．文中给出图像代数模型的数学定义，引入值集、坐标集、图像集和模板集等概念，讨论图像代数与规范代数的关系，对图像代数的子代数及直积性质进行了描述．主要证明了坐标集的标准分解定理、图... 详细信息

图像代数是图像处理的一个统一的数学模型．文中给出图像代数模型的数学定义，引入值集、坐标集、图像集和模板集等概念，讨论图像代数与规范代数的关系，对图像代数的子代数及直积性质进行了描述．主要证明了坐标集的标准分解定理、图像的分解定理和图像代数的直积封闭性．

关键词：图像代数图像分解图像处理图像通信

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图像代数多核并行计算类库的构建与优化

图像代数多核并行计算类库的构建与优化

作者：蔡佳佳厦门大学

学位级别：硕士

多核架构是处理器发展史上的重要里程碑。它的出现满足人们对更高性能的需求,特别是在油气勘探、气象预报、虚拟现实、人工智能等高度依赖于计算能力的场合,多核架构将显著地提升计算效率,而要真正地突显多核处理器的优势,软件的发展必... 详细信息

多核架构是处理器发展史上的重要里程碑。它的出现满足人们对更高性能的需求,特别是在油气勘探、气象预报、虚拟现实、人工智能等高度依赖于计算能力的场合,多核架构将显著地提升计算效率,而要真正地突显多核处理器的优势,软件的发展必须紧跟硬件的步伐,如何开发与多核相适应的软件日益成为计算机技术研究的热点,针对多核和多线程的软件开发将是未来十年软件开发的主要挑战,基于多核架构的并行计算将是软件开发史上的又一个重大变革。论文围绕图像代数并行计算类库的构建和优化展开研究,旨在寻求多核平台上高效简捷的并行计算支持方案。论文首先对多核体系结构、常用并行算法和适用软件工具进行比较分析;接着在剖析图像形态学腐蚀、膨胀、开运算、闭运算和细化等运算子算法的基础上,分析算法中存在的并行性,设计基于多核架构的图像代数并行计算类库;而后选择典型应用调用类库,使用vTune和Thread Profiler测试并行代码的性能数据,对类库从代码并行化和编译器优化两个方面进行优化;最后,在优化策略完成之后,根据Amdahl定律和Gustafson定律做出扩展性分析,得出客观的性能评价。随着图像监控技术在各行各业的应用日益广泛,以及图像采集向着高精度、大幅面和高频度发展,引发了对高性能图像处理的迫切需求。本文的研究利用多核体系实现高性能图像代数运算,进而可使由图像代数算子组合表示的图像处理运算效率极大提高,具有较高的应用价值。课题体现了应用创新。其特色与创新点一是将图像代数函数库由传统的串行计算改造为IA上的多核并行计算类库;二是采用最新技术进行并行代码的性能分析,实现计算软件的算法结构优化、编译优化和源码级优化,提高其运算效率和适应硬件发展的扩展性。课题采用的技术路线和方法带有普遍性,可以推广到其它函数库的并行改造。 IA上的多核CPU面世不久,适应于这一体系的应用软件技术的研究并不多见,可以借鉴的相关资料和应用成果较少。本文对图像代数多核并行计算类库的构建、测试和优化进行初步的探索,许多研究专题还有待今后进一步拓展和深化。

关键词：多核并行计算图像代数性能优化

基于图像代数的资源三号卫星居民地要素变化检测方法及其有效性评价

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测绘通报 2015年第5期 38-41页

作者：陈峰张锦曾波太原理工大学矿业工程学院山西太原030000 山西省测绘工程院山西太原030000

针对基础地理信息数据更新中如何快速高效地发现居民地要素变化信息的问题,研究了一种基于图像代数运算的目标特征图像变化检测方法。首先确定变化检测目标类型为居民地要素,然后通过图像分析和代数运算获得居民地要素的特征图像,最后... 详细信息

针对基础地理信息数据更新中如何快速高效地发现居民地要素变化信息的问题,研究了一种基于图像代数运算的目标特征图像变化检测方法。首先确定变化检测目标类型为居民地要素,然后通过图像分析和代数运算获得居民地要素的特征图像,最后在特征图像基础上直接利用图像差分法对居民地要素进行变化检测;利用太原市某区域两个不同时期的资源三号卫星数据进行了图像代数计算和变化检测试验研究,并对试验结果的有效性进行了评估,结果表明该方法有效。

关键词：资源三号居民地图像代数变化检测

用光电混合方法实现Ritter图像代数的模板操作

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光学学报 1995年第12期15卷 1684-1688页

作者：梁丰刘立人王斌泉彭海峰中国科学院上海光学与精密机械研究所浙江工业大学电子工程系

Ｒｉｔｔｅｒ的图像代数定义的三种基本的图像与模板间操作可以表达多种图像变换。本文通过加权、位移和叠加等三层图像操作统一实现这三种模板操作，并设计了一个双层光电混合结构：在多重成像－阈值操作层中，采用一种空间线性光强编... 详细信息

Ｒｉｔｔｅｒ的图像代数定义的三种基本的图像与模板间操作可以表达多种图像变换。本文通过加权、位移和叠加等三层图像操作统一实现这三种模板操作，并设计了一个双层光电混合结构：在多重成像－阈值操作层中，采用一种空间线性光强编码方法编码输入图像，以实现两种加权计算；在相关操作层中实现图像的位移和叠加，相关结果由ＣＣＤ接收，通过电子计算机辅助处理。文中对一维图像进行了实验验证。

关键词：图像处理图像代数并行处理光电混合法

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基于图像代数的居民地变化检测方法研究

基于图像代数的居民地变化检测方法研究

作者：陈峰太原理工大学

学位级别：硕士

基础地理信息数据的更新是当前测绘部门重要的工作,数据更新的关键技术问题包括快速有效地发现变化区域、提取变化要素、量化变化程度和更新操作等。居民地要素是基础地理信息数据中主要的框架要素,也是变化频率较高的要素,在城市尤其... 详细信息

基础地理信息数据的更新是当前测绘部门重要的工作,数据更新的关键技术问题包括快速有效地发现变化区域、提取变化要素、量化变化程度和更新操作等。居民地要素是基础地理信息数据中主要的框架要素,也是变化频率较高的要素,在城市尤其如此。生产单位目前采用的方法主要是以两期或多期影像数据为底图,结合内外业对比发现变化要素,效率较低。因此,针对居民地要素,结合资源三号卫星影像数据,研究快速有效的变化检测方法对于基础地理信息更新和测绘地理信息服务具有重要的意义和作用。论文分析和归纳了利用遥感影像进行变化检测的国内外研究现状,利用图像代数的变化检测方法具有简单直接、快速高效的特点。对变化检测涉及到的有关理论与方法进行了较为详细的论述,着重从变化检测数据源的选择、图像预处理的基本内容和要求、常用变化信息提取方法优劣的对比分析这三个方面分析了影响变化检测结果的主要因素,为基于图像代数的变化检测方法奠定理论基础。采用RPC模型+控制点+DEM的方法对两期遥感影像进行高精度配准,对ZY-3卫星整景影像中裁剪的局部区域影像RPC模型的平移和尺度系数进行修正,并对区域影像进行快速正射纠正,为变化检测提供了影像数据基础。针对如何快速高效地发现居民地要素变化信息的问题,研究应用图像代数的目标特征图像变化检测方法,通过对波长-灰度值曲线的回归分析建立图像代数模型计算生成居民地特征图像,使居民地能在图像上得到一定的增强和突出。通过分析选取了8种典型的地物类别对资源三号卫星多光谱影像进行样本采集,以样本的平均灰度值为纵坐标,各波段中心波长为横坐标建立了典型地物波长-灰度值曲线图,曲线的位置反映不同地物在实际影像上亮度的高低,而居民地要素在曲线图中处于相对较高的位置。以波长为自变量,以灰度值为因变量建立一元二次多项式回归方程,解方程并拟合得到二次回归曲线图,通过多次试验确定取值0.60μm能够较好地突出居民地要素信息,将值带入回归方程得到居民地要素特征图像的计算模型。对两期居民地要素特征图像直接进行差分或比值运算,采用自动阈值法对居民地要素进行变化检测快速获取变化区域,对变化检测的结果进行量化统计,通过建立误差矩阵进行了有效性评估,结果表明该方法有效。在MATLAB环境中初步设计了变化检测试验软件,该软件界面友好,操作简便,检测效果较理想,初步实现了论文的部分研究内容。

关键词：资源三号居民地图像代数变化检测

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图像处理的图像代数方法

光电子．激光 1991年第6期2卷 332-332页

作者：陈彩霞许世延暨南大学物理系

图像代数法,以五个基本像素图像和三个基本操作为基础,运用参考图像可以实现描述并行二值图像处理的并行语言算法。参考图像是在传统的(BIA)(九点像素)基础上发展而成的(DOCIP)(任意点像素),从而大大减少符号,加快速度,提高效率。

关键词：二值图像处理图像代数参考图并行语言基本操作像素图并行算法代数方法效率暨南大学

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一种实用的二值图像细化算法

计算机应用与软件 2001年第9期18卷 47-48页

作者：谢毅陈学佺中国科技大学电子工程与信息科学系合肥230027

本文提出了一种有效的求物体骨架的图像代数求解方法。该方法通过仔细分析数字图像的连通性,提出了一套完整的“中与丢”变换的结构基元,并给出了基于该基元的旋转序列细化法的实现流程。

关键词：图像代数二值图像细化算法数字图像处理旋转序列法

基于图像的高速铁路线路环境状态智能识别技术研究

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基于图像的高速铁路线路环境状态智能识别技术研究

作者：王尧北京交通大学

学位级别：硕士

本文研究了高速铁路线路环境状态智能识别的相关技术,主要包括实时图像处理和基于图像的智能识别两个方面,并以此为基础构建了基于图像的高速铁路线路环境状态智能识别系统。该系统通过安装在综合检测列车上的摄像机采集线路图像,利用... 详细信息

本文研究了高速铁路线路环境状态智能识别的相关技术,主要包括实时图像处理和基于图像的智能识别两个方面,并以此为基础构建了基于图像的高速铁路线路环境状态智能识别系统。该系统通过安装在综合检测列车上的摄像机采集线路图像,利用图像处理、机器视觉等技术对图像进行实时处理和分析,从而实现对线路环境状态的智能识别。本文首先介绍了高速铁路线路环境状态智能识别系统的总体设计,包括系统总体方案、系统组成、各部分功能、采用的关键技术等。并重点分析和讨论了成像系统选型和安装的相关问题。随后论文就实时图像处理和基于图像的智能识别两个方面进行了深入地研究。在实时图像处理方面,本文采用了基于FPGA的硬件处理器来实现图像预处理算法,以提高系统的处理速度。为了解决当前图像处理硬件设计困难、设计周期长等问题,本文创新性地提出了基于图像代数的图像处理算法硬件实现技术,并采用该方法实现了本系统相关的图像处理算法,如图像滤波、形态学处理、边缘提取等,的硬件设计,给出了硬件的仿真结果和图像处理的结果。在基于图像的智能识别方面,本文采用了二维图像识别和三维立体视觉识别相结合的方法,利用二维图像识别技术快速提取线路异常特征,再利用立体视觉得到异常特征的三维信息,来确认其是否为线路缺陷。在基于二维图像的线路环境状态的提取和识别方法上,本文提出了基于灰度统计特征和边缘统计特征的护栏完整性识别算法,以及基于混合高斯模型的空间异物识别算法。在三维立体视觉识别上,本文完成了三维立体视觉系统的构建、标定以及三维信息重建等。

关键词：基础设施检测机器视觉图像代数 FPGA

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基于神经网络的数学形态学研究及应用

基于神经网络的数学形态学研究及应用

作者：乔立山成都理工大学

学位级别：硕士

本文在分析了数学形态学理论和神经网络理论的基础上，指出了两者在信息处理中具有很强的互补性：数学形态学具有良好的滤波特性，但适应性差，不具备从图像样本中进行学习的能力;神经网络具有很强的自组织和自适应性，却没有数学形态... 详细信息

本文在分析了数学形态学理论和神经网络理论的基础上，指出了两者在信息处理中具有很强的互补性：数学形态学具有良好的滤波特性，但适应性差，不具备从图像样本中进行学习的能力;神经网络具有很强的自组织和自适应性，却没有数学形态学良好的滤波性能。据此，本文提出了一种基于神经网络的数学形态学方法，对传统的数学形态学方法进行了改进。本文的研究取得了以下主要成果： 1．针对二值图像，证明了数学形态学腐蚀、膨胀运算与感知器模型的关系，并进一步对传统的二值腐蚀、膨胀运算做了推广，提出了程度化形态运算的概念，建立了基于感知器结构的二值形态运算模型;2．提出了灰值形态运算的神经网络模型，对模型的特性进行了分析，然后给出了调节结构元素数值分布的网络学习算法。 3．用程序实现了传统的数学形态学算法和基于神经网络的数学形态学算法，并将其用于图像的噪声滤波和边缘提取，从处理效果看，基于神经网络的数学形态学方法较传统的数学形态学方法更具优势。

关键词：数字图像处理数学形态学图像代数神经网络形态滤波边缘提取