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基于全变差和深度先验的图像着色与复原方法

基于全变差和深度先验的图像着色与复原方法

作者：张玺南京邮电大学

学位级别：硕士

图像着色是指通过某种合适的方式为灰度图像添加颜色,以达到增强图像视觉效果的目的。图像复原是指利用图像质量退化过程的先验知识,以恢复退化图像的真实面貌。图像着色和复原是实现高质量图像处理与分析的前提和基础。本文研究基于全... 详细信息

图像着色是指通过某种合适的方式为灰度图像添加颜色,以达到增强图像视觉效果的目的。图像复原是指利用图像质量退化过程的先验知识,以恢复退化图像的真实面貌。图像着色和复原是实现高质量图像处理与分析的前提和基础。本文研究基于全变差和深度先验的图像着色与复原方法,主要研究内容及创新点如下:（1）结合全变差（Total Variation,TV）定位颜色边界和卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）学习图像细节特征,通过即插即用（Plug-and-Play,Pn P）框架,将两者融合,提出融合深度图像先验的TV图像着色模型,实现对结构复杂和纹理细节丰富图像的有效着色。进一步,利用交替方向乘子法（Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM）,设计出该模型的数值求解算法。仿真实验结果验证了所提模型及算法的有效性。（2）利用去噪正则器（Regularization by Denoising,RED）框架,提出RED框架下融合深度图像先验的TV图像着色模型。进一步,结合ADMM,设计出相应的数值求解算法。仿真实验结果表明:该算法不仅提高了运算速度,且着色效果更好。（3）针对大面积高亮度模糊图像,提出基于NN-α正则化与深度模糊核先验的图像盲复原模型。进一步,结合交替极小化方法,设计出该模型的数值求解算法。仿真实验结果表明:该模型不仅能准确估计模糊核,还可以有效地复原大面积高亮度模糊图像。

关键词：着色盲复原卷积神经网络全变差即插即用去噪正则器

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全自动金属表面异形区域着色技术研究

全自动金属表面异形区域着色技术研究

作者：王子豪浙江理工大学

学位级别：硕士

随着经济的快速发展,金属制品如徽章、Logo、吊牌等工艺品越来越受到消费者的青睐,为国内相关产业提供了巨大的市场,特别是装饰品行业,对于这类产品表面着色常用的方法是采用注料设备将定量的PU材料或者UV墨水浇注至目标区域的凹槽处,... 详细信息

随着经济的快速发展,金属制品如徽章、Logo、吊牌等工艺品越来越受到消费者的青睐,为国内相关产业提供了巨大的市场,特别是装饰品行业,对于这类产品表面着色常用的方法是采用注料设备将定量的PU材料或者UV墨水浇注至目标区域的凹槽处,从而实现金属表面色彩多样化。随着人们对个性化的金属徽章、Logo等产品的个性化需求越来越多,需研制一套能够实现金属表面自动着色的注料设备,提高加工效率,实现大批量、高质量的生产加工,进而满足市场需求。为此,本文以小型金属徽章为研究对象,引入机器视觉技术,实现图像精准定位,提取异形区域轮廓及特征点,借助NURBS曲线建立异形区域轮廓参数化模型,按照区域分类标准,完成不同区域着色轨迹规划。本文首先概括了表面轮廓提取和轨迹生成的发展历史及研究现状,介绍了金属表面着色装置的国内外研究现状,指出目前采用注料方式实现金属表面着色技术所存在的不足,进而引出本文的研究目标,并针对本文的主要研究内容进行了总结。针对着色过程中注料点不精准问题,搭建智能化金属表面着色装置视觉平台,给出相机、镜头、光源和照明方式选择,确保视觉系统能够保持良好的图像采集能力;采用张正友标定法,细化标定网格,实现世界坐标系到像素坐标系的转换,保证了注料点的定位精度保持在±0.02mm以下。为了提高后续参数化建模的效率,首先对采集后的图像进行预处理,比较不同处理方法的效果,选择加权平均灰度化和中值滤波手段降低图像中的噪声,强化特征区域;其次,改进Canny算子,调整至最佳阈值比为19:245,得到清晰的边缘轮廓图像。为了实现着色轨迹自动生成,在上述研究基础上,借助SIFT算子提取轮廓曲线特征点,采用NURBS曲线结合特征点数据信息完成边缘轮廓的参数化建模,按照有无“孤岛”情况,提出不同形状区域的轨迹自动生成方案,最后通过建模仿真实验确保所提出的算法能够保证注料点均匀、定量的分布在目标区域的内部,验证了算法的可行性和有效性。针对注料设备往往只有一个注料头,无法实现多色注料工艺问题,研发四色喷射整机、四色并列喷头组装置及系统,实现多色注料工艺。最后利用全自动注料设备对所提出的着色轨迹自动生成算法进行了实验验证,结果表明该算法能够实现金属表面异形区域均匀、定量的着色,且目标区域表面无颜料溢出、串色、气泡、留白等问题,提高了生成加工效率,效果符合预期。

关键词：浇注着色异形区域轨迹生成关键装置

蓝光诱导‘贵妃’杧果果实着色的效果及机制研究

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蓝光诱导‘贵妃’杧果果实着色的效果及机制研究

作者：廖仪菲浙江大学

学位级别：硕士

生活水平日益提高的同时,消费者在对果实品质方面的要求也越来越高。果皮色泽作为果实外观品质的重要指标之一,决定了消费者的购买欲望,而果皮色泽的呈现与类黄酮、类胡萝卜素、叶绿素等多种代谢物质有关。因此,研究果皮色泽的形成机制... 详细信息

生活水平日益提高的同时,消费者在对果实品质方面的要求也越来越高。果皮色泽作为果实外观品质的重要指标之一,决定了消费者的购买欲望,而果皮色泽的呈现与类黄酮、类胡萝卜素、叶绿素等多种代谢物质有关。因此,研究果皮色泽的形成机制和影响因素,对于提高果实外观品质、增强营养价值、促进果树产业的高质量发展都具有重要意义。杧果红色果皮色泽的形成主要是基于果皮中花青苷的积累,不同光质对植物花青苷合成的效应不同。目前有关杧果果实着色的研究大多集中于通过处理进行表型的描述总结,而对其机制研究较少。本研究以红色果皮的‘贵妃’杧果作为试验材料,通过转录组学和代谢组学探究蓝光调控‘贵妃’杧果果皮着色的机制。主要的研究结果如下:1、蓝光通过促进‘贵妃’杧果果皮类黄酮物质的积累,促进了着色。以黑暗条件为对照,通过利用蓝光、UV-B和红光采后处理‘贵妃’杧果果实,发现蓝光能够促进杧果果皮中叶绿素的降解、类胡萝卜素及包括花青苷在内的多种类黄酮物质的积累,明显改善果实着色情况。之后通过代谢组学进一步探究蓝光对杧果果皮中相关色素物质的影响,本试验中共检测到300种代谢物,包括黄酮、花青苷、黄酮醇、黄烷酮、查尔酮等多种类黄酮物质。通过对比蓝光处理与对照间216h的差异代谢物,分析发现蓝光处理通过增加花青苷、黄酮、异黄酮和黄酮醇的含量而促进果皮着色变红。但花青苷合成前体物质中的查尔酮、黄烷酮和二氢黄酮醇含量以及原花青素含量在蓝光处理后降低。因此,蓝光可能调控花青苷和其他类黄酮物质的生物合成。2、高通量测序进一步分析‘贵妃’杧果果皮对蓝光在转录水平上的的响应及有关花青苷合成相关基因的差异表达。最终,筛选到差异表达转录本14445个,其中鉴定出既响应蓝光信号,又与花青苷合成相关的关键基因共表达的候选转录本3303个。花青苷生物合成途径中的关键结构基因Mi ANS、Mi UFGT1和Mi UFGT3的表达从蓝光处理后6h开始增加,其上游表达的调控基因可能是早期光响应基因,而CRY2、HY5和HY5L均是对蓝光正向响应的早期基因,表明蓝光通过其信号通路诱导杧果果皮花青苷的积累。此外,通过分析早期光响应基因富集情况与花青苷相关基因集的交集,发现AP2、BBX、b HLH、b ZIP、MYB、NAC和WRKY等转录因子可能调控蓝光诱导的杧果果皮花青苷的生物合成。此外,本研究鉴定了参与杧果花青苷代谢调控的WRKY转录因子:Mi WRKY40。初步的研究发现Mi WRKY40是具有转录抑制效应的转录因子,且Mi WRKY40能够结合Mi MYB1基因的启动子,但至于如何调控花青苷的生物合成机制还有待进一步的探究。综上,蓝光通过其信号通路诱导杧果果皮中相关基因的表达,从而促进花青苷生物合成基因(如Mi ANS和Mi UFGT)的表达,促进花青苷的积累,改善杧果外观品质。

关键词：蓝光杧果着色花青苷类黄酮转录组学代谢组学

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玻璃空间电离辐照着色研究

无机材料学报 2012年第4期27卷 411-416页

作者：杜继实吴洁华赵丽丽宋力昕中国科学院上海硅酸盐研究所特种无机涂层重点实验室上海200050

对几种玻璃(K9-HL玻璃、JGS3石英玻璃、K509玻璃以及JGS1石英玻璃)在电离辐照(质子、电子)作用下的光学稳定性进行了系统研究,并以此为基础,通过空间电离辐照在玻璃作用的模拟计算,对这几种玻璃在轨(近地点350 km,远地点425 km,轨道倾角... 详细信息

对几种玻璃(K9-HL玻璃、JGS3石英玻璃、K509玻璃以及JGS1石英玻璃)在电离辐照(质子、电子)作用下的光学稳定性进行了系统研究,并以此为基础,通过空间电离辐照在玻璃作用的模拟计算,对这几种玻璃在轨(近地点350 km,远地点425 km,轨道倾角51.6o)光学寿命进行了预测.在该轨道使用10年时,K9-HL玻璃可见光透过率可能出现明显下降,而JGS3石英玻璃、K509玻璃以及JGS1石英玻璃的可见光透过率保持不变或变化很小.由于绝大多数空间粒子穿透能力小,空间电离辐照仅能造成玻璃表层的着色.因此,长期在轨航天器舷窗可加一防电离辐照层以减少内层玻璃接受的电离辐照量,而该层玻璃可采用石英玻璃.

关键词：玻璃空间电离辐照吸收剂量着色

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基于电路法的优化式着色算法分析

中南大学学报（自然科学版） 2013年第3期44卷 1043-1048页

作者：张可为申群太中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410008 湖南工程学院电气信息学院湖南湘潭411101

提出一种基于优化形式的着色框架,并构建其等效求解电路,从而把着色问题转化为电路中节点电位的求解。设计一种能调节物体间颜色过渡带宽度的改进算法,并对其着色特性与现有混色算法进行比较分析。实验结果表明:根据电路理论中的基尔霍... 详细信息

提出一种基于优化形式的着色框架,并构建其等效求解电路,从而把着色问题转化为电路中节点电位的求解。设计一种能调节物体间颜色过渡带宽度的改进算法,并对其着色特性与现有混色算法进行比较分析。实验结果表明:根据电路理论中的基尔霍夫电流定律,证明了现有的2种着色算法等价;优化式着色实际上是一种混色过程,其混色权重等于像素随机游走的首达概率。优化式着色算法既能获得均匀的颜色渐变特性,又可以在物体间作很好的颜色区分。

关键词：着色电路法混色特性

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基于多种易用标记的图像着色

光电子．激光 2014年第2期25卷 386-392页

作者：张可为陈秋凤申群太湖南工程学院电气信息学院湖南湘潭411101 中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410008

在现有的基于颜色标记的着色算法中,用户提供的颜色标记仅用于在图像局部区域指定颜色。由于功能方式单一,难以全面地反映用户的意图,导致着色结果容易出现失真。本文提出一种利用多种颜色标记方式提高着色质量的方法。首先定量讨论其... 详细信息

在现有的基于颜色标记的着色算法中,用户提供的颜色标记仅用于在图像局部区域指定颜色。由于功能方式单一,难以全面地反映用户的意图,导致着色结果容易出现失真。本文提出一种利用多种颜色标记方式提高着色质量的方法。首先定量讨论其着色结果与用户输入的颜色标记之间的关系,并对失真的主要成因进行数学分析;进而提出一种新算法综合处理传统方式的阳性颜色以及新增的非局域性和阴性颜色3种标记方式,其中非局域性标记用于实现信息的远距离传播,为实现零碎区域着色提供有效手段,而阴性颜色标记与传统标记互补,通过在图像局部区域取消某种颜色,便于更最直观、灵活地修改着色结果。实验表明,引入这些标记不仅操作简单,而且有助于计算机准确理解用户意愿,便于用户直观明确地控制着色效果。

关键词：着色数学分析多种标记易用

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基于元胞自动机演化的环网拓扑着色新算法

电力自动化设备 2012年第7期32卷 76-82页

作者：屈志坚刘明光刘靖杨罡刘铁北京交通大学电气工程学院.北京100044 华东交通大学电气工程学院江西南昌330013 中国原子能科学研究院国家能源快堆工程研发实验中心北京102413

针对在线监测系统中网络拓扑分析受嵌套环网结构限制的问题,提出了一种新颖的元胞自动机演化算法。在构建环网拓扑的基础上,基于元胞自动机、近邻粒和演化阶等定义,推导了网络拓扑的反演分析模型,给出了自动机算法实现流程。利用新算法... 详细信息

针对在线监测系统中网络拓扑分析受嵌套环网结构限制的问题,提出了一种新颖的元胞自动机演化算法。在构建环网拓扑的基础上,基于元胞自动机、近邻粒和演化阶等定义,推导了网络拓扑的反演分析模型,给出了自动机算法实现流程。利用新算法完成了3个数值实验,实验结果表明新算法能满足工程应用需求,演化阶越大,推演代数越少,对于满阶自动机,只需推演1代便达稳定。

关键词：网络拓扑着色元胞自动机粒计算染色演化算法

AA6063铝合金着色Zr无铬转化膜及其电化学性能

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材料工程 2015年第12期43卷 52-57页

作者：陈廷益路文李文芳付业琦贵州师范大学材料与建筑工程学院无机非金属功能材料重点实验室贵阳550001 华南理工大学材料科学与工程学院广州510640

以锆盐为主要原料,实现常温下对AA6063铝合金的无铬化学转化处理。采用SEM,XRD及电化学测试研究了转化膜的性能。结果表明:锆膜生长是以针状小单元结构组织成圆形较大的单元,再发展为均匀的黑灰色转化膜;锆膜厚约8.79μm,主要由KZrF_3(O... 详细信息

以锆盐为主要原料,实现常温下对AA6063铝合金的无铬化学转化处理。采用SEM,XRD及电化学测试研究了转化膜的性能。结果表明:锆膜生长是以针状小单元结构组织成圆形较大的单元,再发展为均匀的黑灰色转化膜;锆膜厚约8.79μm,主要由KZrF_3(OH)_2·H_2O及KZrF_3O·2H_2O组成;锆膜耐腐蚀性能比铝合金提高了数百倍,与铬酸盐转化膜相当;锆膜的耐腐蚀性能与后处理工艺有一定关系,膜层结构等效电路为R_1+C_2/R_2+M_3。

关键词： AA6063铝合金着色锆转化膜无铬化学转化

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钼尾矿水泥免烧砖压制工艺及着色特性

工程科学学报 2018年第10期40卷 1196-1207页

作者：代文彬郑永超陈旭峰苍大强北京建筑材料科学研究总院有限公司北京100041 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

以承德钼尾矿和水泥构成的简单免烧砖体系,对其在成型工艺、微观结构和着色特性方面进行基础工艺研究.结果显示,水泥-钼尾矿免烧压砖适宜的水泥/钼尾矿质量比为0.18～0.25,成型水/固体原料质量比为0.1,成型压强25 MPa,保压时间30 s,在... 详细信息

以承德钼尾矿和水泥构成的简单免烧砖体系,对其在成型工艺、微观结构和着色特性方面进行基础工艺研究.结果显示,水泥-钼尾矿免烧压砖适宜的水泥/钼尾矿质量比为0.18～0.25,成型水/固体原料质量比为0.1,成型压强25 MPa,保压时间30 s,在阶梯式成型施压方式下可改善砖块性能.经长期养护后,压砖中Ca（OH）2、钙矾石和Ca CO3的相对含量会随水泥掺量增加而逐渐升高,而云母含量则逐渐降低.当水泥量质量分数达25%时,会有低硫型水化硫铝酸钙相（AFm）形成.此外,在试块中可见大量水化硅酸钙（C-S-H）凝胶、钙矾石和Ca（OH）2矿相形成.掺加9%以内氧化铁型红、黄、绿颜料,对试块强度无不利影响,而掺加蓝、黑颜料会使试块强度损失,在保证砖材强度前提下,添加量宜控制在6%～9%.

关键词：免烧砖钼尾矿压制工艺着色基础性能