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基于LBP/wld多统计特征的动态纹理识别

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基于LBP/WLD多统计特征的动态纹理识别

作者：秦玉青西南大学

学位级别：硕士

动态纹理（Dynamic Texture,简称DT）是指具有运动特征的纹理,它由在时间上呈现某种稳定性的图像序列构成。现实世界中存在着大量的动态纹理,如海波、烟雾、火焰以及飞翔的鸟群等。动态纹理可被运用于森林火灾监控、交通监控、国土安全... 详细信息

动态纹理（Dynamic Texture,简称DT）是指具有运动特征的纹理,它由在时间上呈现某种稳定性的图像序列构成。现实世界中存在着大量的动态纹理,如海波、烟雾、火焰以及飞翔的鸟群等。动态纹理可被运用于森林火灾监控、交通监控、国土安全管理以及动物行为研究中,具有广泛的应用前景。动态纹理在时间和空间上的不确定性延伸,决定了对其进行识别是具有挑战性的。目前动态纹理识别技术可以分为基于运动分析和基于综合分析的两种。LBMP方法是近年提出的一种有效的基于综合分析的动态纹理识别方法,其利用块匹配技术和LBP提取了动态纹理的运动和外观特征,通过特征综合较全面地描述了动态纹理。该方法具有计算简便、识别准确率高的优点,但是也存在一些问题：首先,由于只使用单一的LBP算子进行计算,丢失了纹理的强度变化信息,导致提取的纹理特征不全面;其次,在提取运动特征时,将LBP作为匹配准则导致容易出现多个匹配点,从而影响匹配精度;再次,在提取外观特征时,由于只对数帧提取LBP特征,导致特征不够准确,且与运动特征相互独立、关联度低。为了改进以上问题,本文提出基于LBP/wld多统计特征的动态纹理识别算法,通过引入wld描述符,将其与LBP结合以完善动态纹理特征;采用基于LBP、wld和欧式距离的三级匹配策略以降低多匹配点对运动特征精度的影响;根据运动特征信息提取基于方向的LBP/wld联合分布,作为外观特征;由两特征结合得到的综合特征能更全面、准确地描述动态纹理。对动态纹理数据集Dyntex进行特征提取和识别的仿真实验,结果证明本文算法获得了较LBMP方法更高的识别准确率。

关键词：动态纹理特征提取 LBP LBMP wld 多统计特征

复杂边界条件下的楔形件拉伸wld建立及其影响机理研究

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复杂边界条件下的楔形件拉伸WLD建立及其影响机理研究

作者：谢军燕山大学

学位级别：硕士

随着航天、航空、国防、汽车等制造技术领域的迅猛发展,对于产品轻质化、强韧化以及成形精度的要求越来越高。起皱失稳作为薄壁构件塑性成形的主要缺陷之一,一直是成形调控中的关键要素。本文首先结合数值模拟和试验方法建立了方板对角... 详细信息

随着航天、航空、国防、汽车等制造技术领域的迅猛发展,对于产品轻质化、强韧化以及成形精度的要求越来越高。起皱失稳作为薄壁构件塑性成形的主要缺陷之一,一直是成形调控中的关键要素。本文首先结合数值模拟和试验方法建立了方板对角拉伸试验（YBT）的起皱极限图（wld）,并证实了wld对起皱失稳区域具有标识作用。随后针对YBT无法反映真实板壳成形工艺中试件在模具接触条件下起皱失稳特征的问题,本文设计了一种具有复杂边界条件的楔形形状试件的拉伸起皱试验,并以其为研究对象,结合数值模拟和试验方法对复杂边界条件下板壳wld的影响因素进行了系统的研究。本文主要研究内容如下:（1）以简单边界条件下的YBT作为验证试验,建立用于分析薄板塑性起皱失稳的数值模拟模型。该模型将试件在特征值屈曲分析下得到的屈曲模态作为初始形状缺陷加入到试件的塑性变形动态显示数值模拟中,从而诱导出试件的真实失稳形貌。在此基础上探究YBT在不均匀拉伸载荷性质下的wld的形貌及特征。最后通过非接触式全场应变测量系统DIC对本章所建立wld的有效性进行了验证,对wld对薄板塑性起皱区域的标识作用进行探讨。（2）针对YBT试验无法反映复杂边界条件下板壳起皱失稳规律的问题,设计了楔形件拉伸起皱试验,分别对楔形件有、无平面法向约束的两种成形工况进行了拉伸起皱试验研究,结合DIC系统及其后处理软件VIC-3D对这两种情况的试验结果进行了分析计算,得到了楔形件拉伸起皱试验的在线应变数据。通过对试验数据的分析,发现了楔形件在复杂边界条件下的起皱失稳规律基本符合:从楔形件最顶部中间开始起皱失稳产生皱纹,随着变形的继续,皱纹逐渐向试件两边发展。（3）基于有限元数值模拟软件ABAQUS,采用与模拟YBT相同的数值模拟方法模拟了楔形件两种边界条件下的拉伸起皱失稳,将有限元模拟结果与相应的试验结果进行了对比验证,并对存在法向约束的楔形件拉伸起皱规律进行了总结。结果表明:两种约束边界条件下的楔形件拉伸起皱模拟结果在起皱形貌、皱纹数目以及皱高上与试验吻合较好。证实了基于特征值屈曲分析与动态显示算法相结合的数值模拟方法对于模拟复杂边界条件下的楔形件拉伸起皱同样具有准确性。（4）利用上述楔形件数值模拟模型,对楔形件的起皱失稳机理及其wld的影响因素和影响规律进行了探讨:针对复杂边界条件下的楔形件受力特征显著不同的起皱区域进行分区域起皱机理研究,提取并对比不同区域的应力加载路径、应力应变状态、应力比、主应变比等数据,讨论了他们对于wld形貌和其在主应变空间中位置的影响。得出如下结论:不同区域的受力状态、应力路径存在差异,主压应力增幅越大的区域起皱发生越早;主应力的方向决定皱纹的走向。不同受力特征的区域对应的wld不同:在同一坐标系下,承受切应力越大的区域,wld斜率也越大。说明存在切应力作用的变形单元,其抗皱性相对仅受正应力作用的变形单元要弱。综上所述,变形单元受力特征对wld的影响最终可归纳为临界皱屈主应力比对临界皱屈主主应变比的影响。当临界皱屈单元的主应力比越大时,临界皱屈主主应变比就越大,即wld斜率越大,工艺抗皱性越弱。因此,对于各单元应力路径近似重合的起皱区域而言,wld能被高度线性拟合,此时wld为主应变空间中的一条直线;而当起皱区域各单元应力路径差异较大时,各皱屈单元的临界主主应变比的线性拟合精度会下降,对于这样的起皱区域而言wld不再是一条直线,而是一个具有上下限的区域。

关键词：薄板成形 YBT 复杂边界条件楔形件数值模拟 wld

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wld^s基因轴突保护作用机制的研究进展

实用医院临床杂志 2012年第4期9卷 210-213页

作者：王波蒋沁南京医科大学附属眼科医院江苏南京210029

wlds(Wallerian degeneration-slow)基因是位于小鼠4号染色体远端85 kb单元的串联三重嵌合基因。wlds基因编码的融合蛋白由N端70个氨基酸的泛素因子E4-Ube4b(同源酵母Ufd)的片段和C段NAD+合成酶尼克酰胺转移酶1(Nmnat1)以及中间18个氨... 详细信息

wlds(Wallerian degeneration-slow)基因是位于小鼠4号染色体远端85 kb单元的串联三重嵌合基因。wlds基因编码的融合蛋白由N端70个氨基酸的泛素因子E4-Ube4b(同源酵母Ufd)的片段和C段NAD+合成酶尼克酰胺转移酶1(Nmnat1)以及中间18个氨基酸的联结组成。研究显示wlds基因能延缓神经轴突的损伤,对视神经炎等神经退行性疾病具有保护作用,然而其机制尚不清楚。本文对wlds基因轴突保护作用的可能机制:烟酰胺单核苷酸腺苷酰转移酶1(Nmnat1)相关的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)的生物合成、泛素化依赖的蛋白酶体系统、受损轴突中炎症细胞的浸润、相应调节蛋白酶的表达及活性、wlds保护作用的时间点等几个方面进行概括和总结。

关键词： wld s基因华勒变性神经退行性变轴突保护作用

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wld汽车催化转化器

江苏科技信息 2003年第11期20卷 51-51页

基于2D-wldH和最大类间方差的图像阈值分割及其快速递推算法

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光电工程 2012年第3期39卷 144-150页

作者：邹小林冯国灿肇庆学院数学与信息科学学院广东肇庆526061 中山大学数学与计算科学学院广州510275 广东省计算科学重点实验室广州510275

本文提出了一个新的二维直方图(2D-wldH),同时提出了基于2D-wldH和最大类间方差的图像阈值选取方法,并导出相应快速递推算法。新提出的2D-wldH在区域划分时可以避免传统直方图区域划分时面临的不合理的假设,通过计算比较小的归一化的WL... 详细信息

本文提出了一个新的二维直方图(2D-wldH),同时提出了基于2D-wldH和最大类间方差的图像阈值选取方法,并导出相应快速递推算法。新提出的2D-wldH在区域划分时可以避免传统直方图区域划分时面临的不合理的假设,通过计算比较小的归一化的wld值来准确估计目标和背景的概率。本文实验结果表明:与现有的有关算法相比,本文提出的阈值选取快速递推算法不仅使分割后的图像区域内部更均匀、边界形状更准确、抵抗噪声稳健,而且同时其运行时间还减少了约84.93%。

关键词：图像分割阈值选取 2D-wldH 最大类间方差 wld

基于韦伯局部描述子和颜色直方图的鳞翅目昆虫翅图像特征描述与种类识别

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昆虫学报 2015年第4期58卷 419-426页

作者：竺乐庆张大兴张真浙江工商大学计算机与信息工程学院杭州310018 杭州电子科技大学图形图像研究所杭州310012 中国林业科学研究院森林生态与保护研究所国家林业局森林保护学重点实验室北京100091

【目的】本研究旨在探索使用计算机视觉技术实现对昆虫图像的自动分类方法。【方法】首先通过预处理对采集的昆虫标本图像去除背景,分割出双翅,并对翅图像的位置进行校正。然后把校正后的翅面沿翅伸展的纵向和切向分成4个区域,对每个区... 详细信息

【目的】本研究旨在探索使用计算机视觉技术实现对昆虫图像的自动分类方法。【方法】首先通过预处理对采集的昆虫标本图像去除背景,分割出双翅,并对翅图像的位置进行校正。然后把校正后的翅面沿翅伸展的纵向和切向分成4个区域,对每个区域提取wld(Weber Local Descriptor)和Ho C(Histogram of Color)特征并归一化。wld在灰度图像上提取,反映了翅图像的局部纹理特征。Ho C则在HSI(Hue,Saturation,Intensity)颜色空间的彩色图像上提取,反映了每个区域的颜色分布信息。将双翅的各个区域的wld和Ho C按序连接后,得到该昆虫图像的特征向量。使用昆虫图像样本训练集提取到的特征向量训练SVM(Support Vector Machine)分类器,最后使用这些训练得到的分类器即可实现对鳞翅目昆虫的分类识别。【结果】该方法在包含10种576个样本的昆虫图像数据库中进行了测试,取得了100%的独立预测精度,并有理想的时间性能、鲁棒性及稳定性。【结论】实验结果证明了wld结合Ho C是一种有效的鳞翅目昆虫图像特征描述方式。

关键词：昆虫鳞翅目图像识别颜色直方图 wld 支持向量机

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基于静态图像的面部表情识别研究

基于静态图像的面部表情识别研究

作者：张雪梅长安大学

学位级别：硕士

人脸表情识别,作为情感计算的一个重要研究热点,在多个领域展现出广阔的应用价值。虽然基于人脸表情识别的研究众多,但仍面临着较大的挑战。在基于传统机器学习的表情识别算法中,单一的特征提取方法得到的表情信息较少,影响最终的识别性... 详细信息

人脸表情识别,作为情感计算的一个重要研究热点,在多个领域展现出广阔的应用价值。虽然基于人脸表情识别的研究众多,但仍面临着较大的挑战。在基于传统机器学习的表情识别算法中,单一的特征提取方法得到的表情信息较少,影响最终的识别性能;在深度学习方法中,网络深度和宽度的增加使得网络参数增多、数据冗余。人脸表情特征的有效提取是提高识别效果的关键方法,也是目前该研究领域急需要解决的问题。基于上述问题,本论文进行了以下研究:（1）局部二值模式（LBP）特征和韦伯局部描述符（wld）特征作为两种典型的纹理特征描述算子,能够很好地刻画人脸表情的细微变化,但侧重点有所不同。LBP特征侧重于考虑中心像素点周围像素的变化,wld特征主要考虑中心像素点与周围像素点的激励强度、梯度方向。鉴于这两种特征的局限性,本文对LBP特征和wld特征进行特征融合组合成新的LBWP特征。在提取LBWP特征后采用SVM分类器进行表情分类。实验结果表明,LBWP特征在表情识别方面优于LBP特征和wld特征,在CK+数据集和JAFFE数据集的实验结果分别提高了2.46%、5.20%。（2）在人脸表情识别的深度学习算法中,针对参数量大和数据冗余问题,本文采用基于双路径网络模型进行表情分类。双路径网络模型是基于Res Ne Xt模型和Dense Net模型的组合网络。该网络模型不仅能够提取更深层次的表情特征,而且在网络训练过程中发现和学习新的特征。在CK+扩充数据集上进行网络训练,避免数据过拟合。训练网络采用了3个DPN模块,每个DPN模块包含6个微PDN模块,实现了网络参数的减少、避免了数据冗余,缩短了训练时间。用CK+数据集和SFEW数据集对DPN模型进行测试,测试结果分别为95.3%、57.06%。

关键词：人脸表情识别 LBP wld 特征融合双路径网络

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薄板剪切起皱判定线建立及其影响因素探究

薄板剪切起皱判定线建立及其影响因素探究

作者：王绪辰燕山大学

学位级别：硕士

起皱是影响薄壁件成形的主要问题之一,特别是随着汽车、国防、航空等领域的快速发展,对薄壁件质量和强度的要求越来越高。因此,起皱失稳的预测以及起皱的规律探究成为了成形制造领域的主要问题之一。本文设计了一套可实现剪切起皱的拉... 详细信息

起皱是影响薄壁件成形的主要问题之一,特别是随着汽车、国防、航空等领域的快速发展,对薄壁件质量和强度的要求越来越高。因此,起皱失稳的预测以及起皱的规律探究成为了成形制造领域的主要问题之一。本文设计了一套可实现剪切起皱的拉伸模具,建立了剪切起皱的数值模拟模型。利用数值分析模型探究剪应力下的起皱规律及影响因素。提取不同尺寸和形状试样的应力路径,建立不同应力路径下统一起皱失稳临界判定线。本文的主要研究内容如下:(1)借助Abaqus有限元模拟软件建立了剪切起皱分析模型,并设计了剪切起皱试验,使用非接触全场测量系统(DIC)对皱区进行数据采集,应用后处理软件VIC-3D处理试验时所采集的应变数据。通过数值模拟提取面内最大、最小主应变与主应力,应用分叉法确定试件起皱临界位置,并对比试验与有限元模拟临界位置的位移与应变变化规律。(2)基于上述数值模拟模型,通过提取数值模拟结果中屈曲单元的应力路径分叉时刻与应变路径分叉时刻进行对比,发现应力路径分叉时刻较易拾取,故以应力路径分叉时刻作为临界起皱的临界时刻。通过变换试件尺寸研究了高度和宽度对剪切起皱临界起皱应力和应变的影响规律;通过变换试件的形状获取了不同的应力加载路径,并分析剪切状态下皱纹主应力方向决定其皱纹的趋势走向。(3)通过建立矩形板理论分析模型,推导板料起皱临界剪切理论计算公式,并探究了不同尺寸、厚度对矩形板临界剪应力的影响。(4)建立不同应力路径下的临界起皱判定线并探究其影响因素。通过对比不同应力路径下的应变线可知,应变线斜率能表示板材的屈曲失稳情况。斜率绝对值越大,板料越易起皱。并与其他多种成形工况下所建立的临界起皱判定线进行对比。综上所述,本文基于ABAQUS平台建立了剪切起皱模型,分析了剪切起皱的规律以及其影响因素,并建立了不同应力路径下的临界起皱判定线。并分析了主应力比、板厚等因素对临界起皱判定线的影响规律。

关键词：薄板成形剪切不同应力路径数值模拟 wld

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光照不变性图像特征描述方法研究

光照不变性图像特征描述方法研究

作者：梁闪长安大学

学位级别：硕士

图像特征提取技术是计算机视觉领域主要研究课题之一,已经在生物识别、图像检索、目标检测等领域得到了广泛应用。然而,复杂光照给图像的特征提取带来巨大的挑战,主要包括光照不足、过度曝光和阴影等因素,导致难以从图像中获得高鉴别性... 详细信息

图像特征提取技术是计算机视觉领域主要研究课题之一,已经在生物识别、图像检索、目标检测等领域得到了广泛应用。然而,复杂光照给图像的特征提取带来巨大的挑战,主要包括光照不足、过度曝光和阴影等因素,导致难以从图像中获得高鉴别性和强鲁棒性的图像特征。本文针对传统的特征提取方法在复杂光照条件下特征鉴别能力差、纹理描述不足等问题,提出了几种改进的方法,并在复杂光照的公共数据库上进行了大量的实验,验证了算法的有效性。本文主要工作和创新点如下:(1)针对局部梯度模式(LGP)单层模型对图像的局部特征描述不足的问题,提出了加权的局部协同梯度二值模式(Weighted Local Synergistic Gradient Pattern,WLSGP)。WLSGP算法采用了双层结构模型和权重系数分配模型,能够获取更加丰富的细节纹理信息,获取的特征在复杂光照条件下有较好的鲁棒性。(2)针对局部二值模式(LBP)忽略了模式间的共生相关信息的问题,提出了局部二值梯度共生相关模式(Local Binary Co-occurrence Gradient Pattern,LBCGP)。LBCGP算子采用编码同时为0或同时为1的情况表达邻域间的空间相关性,能够刻画更多的纹理结构信息,该特征具有更强的鉴别性。(3)针对韦伯描述符(wld)的差分激励未能充分利用图像局部纹理信息的缺陷,引入了差分协同激励模式(DSEP)。针对wld算子采用的各向同性LOG算子无法充分提取灰度信息的问题,将变尺度和变角度的LOG算子引入到差分协同激励中,提出各向异性差分协同激励模式(Anisotropic Differential Synergistic Excitation Pattern,ADSEP)。(4)针对wld算子在特征描述中存在局限性的问题,本文融合了ADSEP算子和WLSGP算子的优点,提出了各向异性韦伯协同梯度描述符(Anisotropic Weber Synergistic Gradient Descriptor,AWSGD)。AWSDG采用ADSEP算子和WLSGP算子代替原始wld中的差分激励分量和方向分量,该算法能够提取丰富的纹理细节和方向梯度信息。本文使用XGBoost分类器在人脸数据库CUMPIE、Yale B和纹理数据库PhoTex、RawFooT进行相关实验,并将本文提出的算法与经典特征描述算法进行对比,实验结果表明,本文提出的算子对光照变化具有更强的鲁棒性,获得了较高的识别率。总之,本文所提出的算法在变化光照的图像识别领域具有一定的理论意义和实用价值。

关键词：特征描述光照变化 LBP LGP wld