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基于条件生成对抗网络的图像翻译综述

计算机辅助设计与图形学学报 2024年第1期36卷 14-32页

作者：屠杭垚王万良陈嘉诚李国庆吴菲浙大城市学院计算机与计算科学学院杭州3100152 浙江大学计算机科学与技术学院杭州3100583 浙江工业大学计算机科学与技术学院杭州310014

图像翻译旨在实现多组不同领域图像间的转换,同时需要约束样本空间与目标空间分布的一致性.文章旨在寻找条件生成对抗网络与图像翻译问题的结合点,首先,介绍了数据集的特点,指出了不同数据集图像翻译难易程度;其次,从数学表达、性质以... 详细信息

图像翻译旨在实现多组不同领域图像间的转换,同时需要约束样本空间与目标空间分布的一致性.文章旨在寻找条件生成对抗网络与图像翻译问题的结合点,首先,介绍了数据集的特点,指出了不同数据集图像翻译难易程度;其次,从数学表达、性质以及目标函数设计方法得出算法实现的不同方式;将现有图像翻译分成3种类别——匹配图像翻译、非匹配图像翻译和多领域图像翻译,并得出不同应用场景所对应的图像翻译类别,即高清任务对应匹配图像翻译,低成本任务对应非匹配图像翻译,多样化任务对应多领域图像翻译;将图像质量评价方法分为主观图像质量评价与客观图像质量评价,并分析客观图像质量评价中全参考图像与无参考图像质量评价的适用范围;最后,总结条件生成对抗网络在图像翻译中的进展,并分析算法后指出了模式崩塌,模型可解释性和少样本等未来所需解决的问题.

关键词：条件生成对抗网络图像翻译生成模型图像质量评价

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最小依赖隐藏的屏摄鲁棒水印方法

中国图象图形学报 2024年第2期29卷 408-418页

作者：宋佳维刘春晓张心怡浙江工商大学计算机科学与技术学院杭州310018

目的现有屏摄水印方法无法有效平衡计算复杂度、嵌入水印后的图像质量以及水印鲁棒性3项指标,同时广泛使用透视畸变矫正预处理,大大限制了屏摄水印的实际商业使用。本文在重新设计噪声层的基础上,提出了一种最小依赖载体图像隐藏水印... 详细信息

目的现有屏摄水印方法无法有效平衡计算复杂度、嵌入水印后的图像质量以及水印鲁棒性3项指标,同时广泛使用透视畸变矫正预处理,大大限制了屏摄水印的实际商业使用。本文在重新设计噪声层的基础上,提出了一种最小依赖载体图像隐藏水印信息的屏摄鲁棒水印,将屏摄水印对于载体图像的依赖控制在最小。方法为了保证水印的嵌入效率,极大简化依赖深度隐藏网络框架中的编码网络,达成对载体图像的最小依赖,大大减小计算复杂度;为了平衡网络深度减小所导致的网络提取能力损失,加入Sobel算子,引入载体图像的边缘信息;在噪声层中加入缩放攻击操作,并由此去除了限制屏摄水印应用范围的透视畸变矫正预处理,进一步拓宽了应用范围;为了训练网络的屏摄鲁棒性,重新定义了噪声层,改进原有噪声层的设计结构,对噪声层图像扰动类型和参数进行随机选择,使得解码网络的输入数据具有更高的样本均衡性和多样性。结果在DIV2K(DIVerse 2K)数据集上与其他的3种方法进行了对比实验,本文方法获得了最高的PSNR(peak signal-to-noise ratio)和SSIM(structural similarity index measure)指标,并比排名第2的通用深度隐藏方法提高了12 dB的PSNR值和0.006的SSIM值;在有无攻击两种环境下,本文方法均能保持很高的ACC(accuracy)和F1指标,在攻击环境下比排名第2位的StegaStamp(steganography stamp)方法提高了0.262的F1分数。与同网络框架下的已有噪声层相比,在无攻击环境下,本文算法提高了0.124的ACC和0.284的F1分数;在有攻击环境下,本文算法提高了0.316的ACC和0.524的F1分数,水印提取的准确性更高。结论本文算法在图像质量和水印鲁棒性方面获得了更优的效果,摆脱了透视畸变矫正的限制,拓宽了屏摄水印的应用范围。

关键词：数字水印屏摄信道全卷积网络依赖隐藏噪声层

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大小模型端云协同进化技术进展

中国图象图形学报 2024年第6期29卷 1510-1534页

作者：王永威沈弢张圣宇吴帆赵洲蔡海滨吕承飞马利庄杨承磊吴飞浙江大学人工智能研究所杭州310058 浙江大学上海高等研究院上海201203 上海交通大学计算机科学与工程系上海200241 华东师范大学软件工程学院上海200062 淘宝(中国)软件有限公司杭州310023 山东大学软件学院济南250011

生成式基座大模型正在引发人工智能领域的重大变革,在自然语言处理、多模态理解与内容合成等任务展现通用能力。大模型部署于云侧提供通用智能服务,但面临时延大、个性化不足等关键挑战,小模型部署于端侧捕捉个性化场景数据,但存在泛化... 详细信息

生成式基座大模型正在引发人工智能领域的重大变革,在自然语言处理、多模态理解与内容合成等任务展现通用能力。大模型部署于云侧提供通用智能服务,但面临时延大、个性化不足等关键挑战,小模型部署于端侧捕捉个性化场景数据,但存在泛化性不足的难题。大小模型端云协同技术旨在结合大模型通用能力和小模型专用能力,以协同交互方式学习演化进而赋能下游垂直行业场景。本文以大语言模型和多模态大模型为代表,梳理生成式基座大模型的主流架构、典型预训练技术和适配微调等方法,介绍在大模型背景下模型剪枝、模型量化和知识蒸馏等大模型小型化关键技术的发展历史和研究近况,依据模型间协作目的及协同原理异同,提出大小模型协同训练、协同推理和协同规划的协同进化分类方法,概述端云模型双向蒸馏、模块化设计和生成式智能体等系列代表性新技术、新思路。总体而言,本文从生成式基座大模型、大模型小型化技术和大小模型端云协同方式3个方面探讨大小模型协同进化的国际和国内发展现状,对比优势和差距,并从应用前景、模型架构设计、垂直领域模型融合、个性化和安全可信挑战等层面分析基座赋能发展趋势。

关键词：生成式大模型大模型小型化大小模型协同进化端云协同进化生成式智能体生成式人工智能

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面向等几何分析的超弹性材料模型形状优化

计算机辅助设计与图形学学报 2024年

作者：凌然王宁徐岗谢津许金兰张啸雨北京空间飞行器总体设计部杭州电子科技大学计算机学院

等几何分析作为一种收敛速度快、数值解高阶连续性好的数值方法，广受工程设计领域的关注. 基于其优良的性质，提出一种针对超弹性材料模型的等几何形状优化方法，具体研究了面向等几何分析框架的超弹性材料计算以及相适应的形状优... 详细信息

等几何分析作为一种收敛速度快、数值解高阶连续性好的数值方法，广受工程设计领域的关注. 基于其优良的性质，提出一种针对超弹性材料模型的等几何形状优化方法，具体研究了面向等几何分析框架的超弹性材料计算以及相适应的形状优化方法. 首先，在等几何框架下推导了离散矩阵装配流程与非线性系统的求解流程; 其次定义了超弹性材料下以柔度最小化和位移最小化为两种目标的数学模型，继而通过对偶方法详细推导了解析的灵敏度，有效提高优化精度; 最终结合等几何分析与移动渐近线算法构建了高效的优化框架. 对悬臂梁、带孔平板和开口扳手三组基准算例的形状优化实验表明，所提方法的有效性和可靠性有一定保证，实验中在几何约束下指定点处位移和柔度可分别实现最大90%和7%的降低，且与预期形状相符.

关键词：等几何分析 St.Venant-Kirchhoff超弹性模型形状优化解析灵敏度

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多尺度信息交互与融合的乳腺病理图像分类

中国图象图形学报 2024年第4期29卷 1085-1099页

作者：丁维龙朱峰龙郑魁贾秀鹏浙江工业大学计算机科学技术学院杭州310023 上海派影医疗科技有限公司上海201306 宁波市临床病理诊断中心宁波315031

目的基于深度学习方法进行乳腺癌识别是一项具有挑战的任务,目前较多研究使用单一倍率下的乳腺组织病理图像作为模型的输入,忽略了乳腺组织病理图像固有的多倍率特点,而少数将不同倍率下的图像作为模型输入的研究,存在特征利用率较低... 详细信息

目的基于深度学习方法进行乳腺癌识别是一项具有挑战的任务,目前较多研究使用单一倍率下的乳腺组织病理图像作为模型的输入,忽略了乳腺组织病理图像固有的多倍率特点,而少数将不同倍率下的图像作为模型输入的研究,存在特征利用率较低以及不同倍率的图像之间缺乏信息交互等问题。方法针对上述问题,提出一种基于多尺度和分组注意力机制的卷积神经网络改进策略。该策略主要包括信息交互模块和特征融合模块。前者通过空间注意力加强不同倍率的图像之间的相关性,然后将加权累加的结果反馈给原始分支进行动态选择实现特征流通;后者则利用一种分组注意力来提升特征的利用率,同时基于特征金字塔来消除图像之间的感受野差异。结果本文将上述策略应用到多种卷积网络中,并与最新的方法进行比较。在Camelyon16公开数据集上进行五折交叉验证实验,并对每一项评价指标计算均值和标准差。相比于单一尺度图像作为输入的卷积网络,本文改进的方法在准确率上提升0.9%~1.1%,F1分数提升1.1%~1.2%;相较于对比方法中性能最好的TransPath网络,本文改进的DenseNet201(dense convolutional network)在准确率上提升0.6%,精确率提升0.8%,F1分数提升0.6%,并且各项指标的标准差低于Transpath,表明加入策略的网络具有更好的稳定性。结论本文所提出的策略能弥补一般多尺度网络的缺陷,并具备一定的通用性,可获得更好的乳腺癌分类性能。

关键词：乳腺病理图像分类密集卷积网络多尺度注意力特征融合

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空间Bézier曲线的最小旋转标架构造

计算机辅助设计与图形学学报 2005年第8期17卷 1785-1792页

作者：郑志浩汪国昭浙江大学数学系计算机图象图形研究所杭州310027

最小旋转标架(RMF)是生成扫掠曲面的最理想标架.通过对一空间B啨zier曲线插入参数节点,构造出其对应的G1三次PH样条逼近曲线;然后旋转PH样条曲线的有理形式的Euler-RodriguesFrame(ERF)生成其RMF,该标架同时可作为原空间B啨zier曲线的RMF.

关键词：空间Bézier曲线空间三次PH曲线扫掠曲面最小旋转标架

基于双阶样条的代数双曲B样条升阶及割角算法

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计算机学报 2008年第6期31卷 1056-1062页

作者：张波汪国昭浙江大学数学系计算机图象图形研究所杭州310027

考虑代数双曲B样条曲线的升阶问题,从理论上证明了曲线的升阶可以理解为控制顶点的割角过程.为了实现代数双曲B样条曲线的升阶,文中构造了一组基函数——双阶代数双曲B样条基函数,这组基函数并不具有统一的阶数,而具有"双阶"性质.代数双... 详细信息

考虑代数双曲B样条曲线的升阶问题,从理论上证明了曲线的升阶可以理解为控制顶点的割角过程.为了实现代数双曲B样条曲线的升阶,文中构造了一组基函数——双阶代数双曲B样条基函数,这组基函数并不具有统一的阶数,而具有"双阶"性质.代数双曲B样条基函数与双阶样条基函数之间的变换公式可以导出曲线升阶的割角算法.

关键词：双阶样条代数双曲B样条曲线升阶割角算法

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基于区域相似性的活动轮廓SAR图像分割

计算机辅助设计与图形学学报 2010年第9期22卷 1554-1560页

作者：孔丁科汪国昭浙江大学数学系计算机图象图形研究所杭州310027

为了克服传统活动轮廓SAR分割模型高度依赖统计分布假定的缺点,结合基于成对相似性的图划分方法和几何活动轮廓模型的优点,提出了基于区域相似性的活动轮廓SAR分割模型.首先将原始图像过分割成同质子区域集;然后结合强度和纹理信息真实... 详细信息

为了克服传统活动轮廓SAR分割模型高度依赖统计分布假定的缺点,结合基于成对相似性的图划分方法和几何活动轮廓模型的优点,提出了基于区域相似性的活动轮廓SAR分割模型.首先将原始图像过分割成同质子区域集;然后结合强度和纹理信息真实度量子区域的成对相似性,并以此定义能量泛函;最后利用基于过分割的规则化和快速曲线演化实现SAR图像的有效分割.真实SAR图像的实验结果表明,该模型能快速、准确地得到SAR图像的分割结果.

关键词：合成孔径雷达图像分割活动轮廓模型区域相似性过分割

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曲面浮雕生成

计算机辅助设计与图形学学报 2010年第7期22卷 1132-1137页

作者：何会珍杨勋年浙江大学数学系计算机图象图形研究所杭州310027

为了将三维物体紧密地贴合在曲面上,提出一种生成曲面浮雕的方法.首先分别提取三维物体及其所依附曲面的高度场,并把它们转换为各自的梯度场;沿用平面浮雕的压缩方法,仅对物体的梯度场进行压缩,并将压缩后的梯度场与曲面梯度场进行矢量... 详细信息

为了将三维物体紧密地贴合在曲面上,提出一种生成曲面浮雕的方法.首先分别提取三维物体及其所依附曲面的高度场,并把它们转换为各自的梯度场;沿用平面浮雕的压缩方法,仅对物体的梯度场进行压缩,并将压缩后的梯度场与曲面梯度场进行矢量运算,得到曲面浮雕的梯度场;最后通过积分求解得到曲面浮雕高度场.通过对贴合物体轮廓线处的梯度的调整,可实现物体的紧密贴合、上浮或下陷效果;且底曲面可以为凸面和凹面.

关键词：曲面浮雕压缩矢量运算