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移位方式对用户在虚拟环境中空间感知的影响

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第2期36卷 294-302页

作者：潘志庚孟乾宇袁庆曙柳嘉鑫王紫晗寿恺梁杭州师范大学阿里巴巴商学院杭州311121 杭州师范大学信息科学与技术学院杭州311121

虚拟环境中用户的空间感知会受诸多因素的影响.针对真实行走、传送和万向跑步机行走等典型的移位方式对空间感知的影响,让用户执行3种实验任务,即在无参照物场景中根据系统语音提示完成指定距离或角度的移动或旋转(无参照物定量移动)、... 详细信息

虚拟环境中用户的空间感知会受诸多因素的影响.针对真实行走、传送和万向跑步机行走等典型的移位方式对空间感知的影响,让用户执行3种实验任务,即在无参照物场景中根据系统语音提示完成指定距离或角度的移动或旋转(无参照物定量移动)、在有圆柱参照物的场景中根据系统语音提示完成指定距离或角度的移动或旋转(有参照物定量移动)、在无参照物场景中添加小球作为目标导航物完成移动或旋转(参照物导航移动),系统记录主客观数据,并进行对比分析.实验结果表明,3种移位方式对角度感知的影响没有显著差异,但对距离感知的影响有显著差异.在真实行走时用户能保持最好的距离感知,万向跑步机行走能较好地保留用户的距离感知,传送会明显降低用户的距离感知.参照物导航移动比无参照物定量移动和有参照物定量移动更好地保留了用户的空间感知.

关键词：虚拟现实空间感知移位方式人机交互

改进多尺度结构化融合的红外与可见光图像融合

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光学精密工程 2024年第7期32卷 1101-1110页

作者：龙志亮邓月明谢竞王润民湖南师范大学信息科学与工程学院湖南长沙410081

为解决弱光环境下的红外与可见光图像的融合结果存在对比度低、细节纹理不足、融合耗时长的问题,提出了一种改进多尺度结构化融合的方法。在图像融合前,采用动态范围压缩算法对弱光下的可见光图像进行增强,再通过多尺度结构化分解将增... 详细信息

为解决弱光环境下的红外与可见光图像的融合结果存在对比度低、细节纹理不足、融合耗时长的问题,提出了一种改进多尺度结构化融合的方法。在图像融合前,采用动态范围压缩算法对弱光下的可见光图像进行增强,再通过多尺度结构化分解将增强后的可见光图像和红外图像分解成低频和高频信息;在融合过程中,提出一种基于均方根误差系数的方法对低频信息进行融合,提出一种基于信息熵自适应调整权重的策略对初步融合的高频信息进行二次优化融合,再通过多尺度结构化分解的逆变换重构出融合图像;最后,提出一种基于灰度分类的区域像素增强算法来提高融合后图像的对比度。将提出方法与9种常用的融合方法进行了定性和定量的分析比较,在TNO和CVC-14数据集上的实验结果表明,该方法在平均梯度、交叉熵、边缘强度、标准差和空间频率指标上取得了更好的客观评价结果,整体视觉效果也要优于对比方法。本方法的融合结果具有丰富的细节纹理、较高的清晰度和对比度,且融合耗时短。

关键词：图像处理多尺度结构化融合动态范围压缩均方根误差信息熵对比度

基于从众行为的改进Hegselmann-Krause观点动力学分析

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控制与决策 2024年第3期39卷 965-974页

作者：张善祺刘兵柴利武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430081 浙江大学控制科学与工程学院杭州310027

在许多社交场景中,个体往往因为从众行为而改变自己的观点.为了探究从众行为对个体观点演化的影响,提出具有群体压力的改进Hegselmann-Krause (HK)模型.与已有模型不同,所提出模型中每个个体对其余个体的影响程度并不总是相同.首先,在... 详细信息

在许多社交场景中,个体往往因为从众行为而改变自己的观点.为了探究从众行为对个体观点演化的影响,提出具有群体压力的改进Hegselmann-Krause (HK)模型.与已有模型不同,所提出模型中每个个体对其余个体的影响程度并不总是相同.首先,在此基础上,通过理论分析该模型的收敛性,并给出该模型的收敛时间及其与信任边界、群体压力大小等因素的关系;然后,考虑到群体中存在合作和对抗2种关系,进一步提出具有群体压力的改进符号HK模型,验证该模型的收敛性,并给出其收敛时间以及与信任边界、群体压力大小等因素的关系;最后,仿真分析信任边界和群体压力对所提出2种模型的观点演化过程和收敛时间的影响,并验证所提出模型的有效性.结果表明,信任边界与群体压力越大,群体内个体的观点收敛越快.

关键词：观点动力学有界信任 HK模型从众行为二分一致性观点演化

基于模糊模式识别和敏感场优化的ECT图像重建

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光学学报 2024年第9期44卷 54-66页

作者：黄国兴李超吴振华王静文袁韬雅卢为党浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023 哈尔滨工业大学信息科学与工程学院山东威海264209

提出了一种基于模糊模式识别和敏感场优化的电容层析成像(ECT)图像重建方法,以提高重建的精度与质量。首先,提出了一种基于模糊模式的ECT流型识别方法,通过流型识别,选择与输入信号所属相对应的变化敏感场,完成敏感场的优化;然后,提出... 详细信息

提出了一种基于模糊模式识别和敏感场优化的电容层析成像(ECT)图像重建方法,以提高重建的精度与质量。首先,提出了一种基于模糊模式的ECT流型识别方法,通过流型识别,选择与输入信号所属相对应的变化敏感场,完成敏感场的优化;然后,提出了一种基于特征提取的敏感场扩充方法,从输入信号中提取特征信息进行数据融合,并通过零填充和随机重组将优化后的敏感场扩展为新的敏感场分布矩阵,进一步优化敏感场;最后,提出一种稀疏图像重建方法,通过构造综合观测方程,求解介电常数分布矢量,并进行图像重建。通过COMSOL软件对ECT系统进行三维仿真建模,仿真实验结果表明,本文方法在图像误差、相关系数等成像指标上优于现有方法,具有更好的成像效果。

关键词：成像系统电容层析成像模糊模式识别灵敏度场优化流型识别图像重建

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遮挡条件下的步态图像时空修复网络及其应用

中国图象图形学报 2024年第1期29卷 179-191页

作者：阳强罗坚黄宇琛湖南师范大学信息科学与工程学院长沙410000

目的当前,基于视觉的步态识别方法多基于完整的步态序列图像。然而,现实场景拍摄下的行人难免被遮挡,以至于获取的步态图像不完整,对识别结果有很大影响。如何处理大面积遮挡是步态识别中一个具有挑战性且重要的问题。针对此,提出了一... 详细信息

目的当前,基于视觉的步态识别方法多基于完整的步态序列图像。然而,现实场景拍摄下的行人难免被遮挡,以至于获取的步态图像不完整,对识别结果有很大影响。如何处理大面积遮挡是步态识别中一个具有挑战性且重要的问题。针对此,提出了一种步态时空序列重建网络(gait spatio-temporal reconstruction network,GSTRNet),用于修复被遮挡的步态序列图像。方法使用基于3D卷积神经网络和Transformer的GSTRNet来修复步态序列,在修复每一帧步态图像的空间信息的同时保持帧与帧之间的时空连贯性。GSTRNet通过引入YOLOv5(you only look once)网络来检测步态图像的局部遮挡区域,并将其作为先验知识为遮挡修复区域分配更高的修复权值,实现遮挡区域的局部修复,将局部修复步态图与原始遮挡图像进行融合,生成完整的修复步态图。同时,在GSTRNet中引入三元组特征损失和重建损失组成的联合损失函数来优化修复网络,提升修复效果。最终,以修复完整的步态序列图像为特征进行身份识别。结果本文在大规模步态数据集OU_MVLP(the OU-ISIR gait database,multi-view large population dataset)中人工合成遮挡步态序列数据来进行修复实验。结果表明,该方法在面对步态轮廓大面积遮挡时,识别准确率比现有的步态修复和遮挡识别方法有一定的提升,如在未知遮挡模式时比三元组视频生成对抗网络(sequence video wasserstein generative adversarial network based on triplet hinge loss,sVideoWGAN-hinge)最高提升6.7%,非单一模式遮挡时比Gaitset等方法识别率提高40%左右。结论本文提出的GSTRNet对各种遮挡模式下的步态图像序列有较好的修复效果,使用修复后图像进行步态识别,可有效改善识别率。

关键词：步态识别步态轮廓修复先验知识三维卷积神经网络(3DCNN) Transformer

基于卡尔曼滤波的激光外差干涉位移测量误差补偿

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光学精密工程 2024年第3期32卷 357-365页

作者：周志鹏楼盈天王升帆陈宇陈本永浙江理工大学信息科学与工程学院浙江杭州310018

针对激光外差干涉仪测量过程中测量镜随被测对象旋转而导致的位移测量误差,提出了一种基于卡尔曼滤波的激光外差干涉位移测量补偿方法。根据测量镜转角和测量光束光斑位置变化对应关系,利用位置敏感探测器(PSD)和位置电压信号卡尔曼滤... 详细信息

针对激光外差干涉仪测量过程中测量镜随被测对象旋转而导致的位移测量误差,提出了一种基于卡尔曼滤波的激光外差干涉位移测量补偿方法。根据测量镜转角和测量光束光斑位置变化对应关系,利用位置敏感探测器(PSD)和位置电压信号卡尔曼滤波方法测得降噪后的光斑位置变化,从而获得更为准确的转角测量结果,最后根据转角与位移的解耦数学模型利用测得的转角进行位移补偿。为验证滤波算法和位移补偿方法的可行性和有效性,搭建激光外差干涉测量实验装置,分别进行光斑位置稳定性测量实验、角度测量验证实验和激光外差干涉位移测量补偿实验。实验结果表明:经卡尔曼滤波降噪后系统装置测得的光斑位置抖动标准差从0.52μm降至0.18μm,测量的转角与索雷博六自由度转台的转角偏差在±1.38×10^(-4°)内,对M-531.DD线性导轨200 mm量程内的位移和转角进行测量,将测得的转角进行位移补偿后,系统的位移测量结果与M-531.DD线性导轨位移的标准差从1.55μm减小到0.29μm。

关键词：激光外差干涉位移测量误差补偿卡尔曼滤波

MSPRL:面向图像逆半色调的多尺度渐进式残差学习网络

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中国图象图形学报 2024年第4期29卷 953-965页

作者：李飞宇杨俊桑高丽嘉兴大学信息科学与工程学院嘉兴314001 浙江理工大学信息科学与工程学院杭州310018

目的图像逆半色调的目的是从二值半色调图像中恢复出连续色调图像。半色调图像丢失了大量原始图像内容信息,因此逆半色调成为一个经典的图像重建病态问题。现有的逆半色调算法重建效果无法满足对图像细节和纹理的需求。此外,已有方法大... 详细信息

目的图像逆半色调的目的是从二值半色调图像中恢复出连续色调图像。半色调图像丢失了大量原始图像内容信息,因此逆半色调成为一个经典的图像重建病态问题。现有的逆半色调算法重建效果无法满足对图像细节和纹理的需求。此外,已有方法大多忽略了训练策略对模型优化的重要影响,导致模型性能较差。针对上述问题,提出一个逆半色调网络以提高半色调图像重建质量。方法首先提出一个端到端的多尺度渐进式残差学习网络(multiscale progressivoly residual learning network,MSPRL)以恢复出更高质量的连续色调图像。该网络基于UNet架构并以多尺度图像作为输入;为充分利用不同尺度输入图像的信息,设计一个浅层特征提取模块以捕获多尺度图像的注意力信息;同时探讨不同学习策略对模型训练和性能的影响。结果实验在7个数据集上与6种方法进行对比。在Place365和Kodak数据集上,相比性能第2的方法,峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)分别提高0.12 dB和0.18 dB;在其他5个常用于图像超分辨率的测试数据集Set5、Set14、BSD100(Berkeley segmentation dataset 100)、Urban100和Manga109上,相比性能第2的方法,PSNR值分别提高0.11 dB、0.25 dB、0.08 dB、0.39 dB和0.35 dB。基于本文的训练策略,重新训练的渐进式残差学习网络相比未优化训练模型在7个数据集上PSNR平均提高1.44 dB。本文方法在图像细节和纹理重建上实现最优效果。实验表明选用合适的学习策略能够优化模型训练,对性能提升具有重要帮助。结论本文提出的逆半色调模型,综合UNet架构和多尺度图像信息的优点,选用合适的训练策略,使得图像重建的细节与纹理更加清晰,视觉效果更加细致。本文算法代码公布在https://***/Feiyuli-cs/MSPRL。

关键词：图像逆半色调误差扩散多尺度渐进式学习深度学习图像恢复

基于图拉普拉斯正则化的PET图像核重建方法

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电子学报 2024年第1期52卷 118-128页

作者：盛玉霞孙坤柴利武汉科技大学信息科学与工程学院湖北武汉430081 浙江大学控制科学与工程学院浙江杭州310027

正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography,PET)在很多疾病的早期诊断中有重要的作用,PET图像重建的难点之一是如何在保持重建图像中病灶边缘特性的同时具有良好的去噪性能.针对此问题,本文提出了一种结合图拉普拉斯正则化和深... 详细信息

正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography,PET)在很多疾病的早期诊断中有重要的作用,PET图像重建的难点之一是如何在保持重建图像中病灶边缘特性的同时具有良好的去噪性能.针对此问题,本文提出了一种结合图拉普拉斯正则化和深度图像先验的PET图像核重建方法 .设计了改进的U-net神经网络,将PET前向投影模型中的核系数表示为神经网络的输出;通过先验图像构建图拉普拉斯矩阵,重建问题被建模为基于神经网络的带图拉普拉斯正则化项的最大似然函数优化问题.利用优化转移方法导出了收敛的迭代重建算法,每一次迭代包括由核重建方法更新图像和利用神经网络更新核系数两个步骤.仿真和临床实验结果表明,本文提出的方法在不同的指标下都有更好的重建效果,优于已有核重建方法以及最新的基于深度系数先验的重建方法 .

关键词： PET 图像重建核方法深度图像先验图拉普拉斯正则化

基于条件预充电技术的低功耗真单相时钟触发器

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浙江大学学报(理学版) 2024年

作者：姚茂群邱思越杭州师范大学信息科学与技术学院

基于条件预充电技术，设计了一种高速低功耗真单相时钟触发器。在存在冗余开关活动的关键路径中，通过增加场效应管和控制条件，控制内部节点的冗余预充电活动；通过消除冗余结构，消除冗余的场效应管，从而改善电路结构，降低功耗和总... 详细信息

基于条件预充电技术，设计了一种高速低功耗真单相时钟触发器。在存在冗余开关活动的关键路径中，通过增加场效应管和控制条件，控制内部节点的冗余预充电活动；通过消除冗余结构，消除冗余的场效应管，从而改善电路结构，降低功耗和总功耗延时积。通用电路分析程序（simulation program with integrated circuit emphasis,HSPICE）仿真结果表明，在100 MHz的工作频率与低阈值电压下，触发器功耗低至158.612 7 nW、总功耗延时积低至0.048 735 fJ，电路具有正确的逻辑功能，且在功耗、延迟方面均优于近几年提出的电路。

关键词：低功耗条件预充电近阈值电压真单相时钟