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联合吸收马尔可夫链和骨架映射的视频分割

软件学报 2024年第3期35卷 1552-1568页

作者：梁云张宇晴郑晋图张勇华南农业大学数学与信息学院广东广州510642 北京工业大学信息学部北京100124

因严重遮挡和剧烈形变等挑战长期共存,精准鲁棒的视频分割已成为计算机视觉的热点之一.构建联合吸收马尔可夫链和骨架映射的视频分割方法,经由“预分割—后优化—再提升”逐步递进地生成精准目标轮廓.在预分割阶段,基于孪生网络和区域... 详细信息

因严重遮挡和剧烈形变等挑战长期共存,精准鲁棒的视频分割已成为计算机视觉的热点之一.构建联合吸收马尔可夫链和骨架映射的视频分割方法,经由“预分割—后优化—再提升”逐步递进地生成精准目标轮廓.在预分割阶段,基于孪生网络和区域生成网络获取目标感兴趣区域,建立这些区域内超像素的吸收马尔可夫链,计算出超像素的前景/背景标签.吸收马尔可夫链可灵活有效地感知和传播目标特征,能从复杂场景初步预分割出目标物体.后优化阶段,设计短期时空线索模型和长期时空线索模型,以获取目标的短期变化规律和长期稳定特征,进而优化超像素标签,降低相似物体和噪声带来的误差.在再提升阶段,为减少优化结果的边缘毛刺和不连贯,基于超像素标签和位置,提出前景骨架和背景骨架的自动生成算法,并构建基于编解码的骨架映射网络,以学习出像素级目标轮廓,最终得到精准视频分割结果.标准数据集的大量实验表明:所提方法优于现有主流视频分割方法,能够产生具有更高区域相似度和轮廓精准度的分割结果.

关键词：视频分割吸收马尔可夫链长期/短期时空线索骨架映射网络

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基于直觉模糊知识量的图像噪声检测与去除

计算机科学与探索 2024年第2期18卷 439-452页

作者：郭凯红周永志吴峥张蕾辽宁大学信息学院沈阳110036

针对现有依赖于有缺陷的直觉模糊熵(IFE)理论的图像噪声检测算法的不足,引入最新知识测度(KM)理论及模型,提出一种基于直觉模糊知识量(IFAK)的图像噪声检测与去除方法。噪声检测阶段,基于直觉模糊最大知识量确定噪声图前景、背景最佳平... 详细信息

针对现有依赖于有缺陷的直觉模糊熵(IFE)理论的图像噪声检测算法的不足,引入最新知识测度(KM)理论及模型,提出一种基于直觉模糊知识量(IFAK)的图像噪声检测与去除方法。噪声检测阶段,基于直觉模糊最大知识量确定噪声图前景、背景最佳平均灰度值,据此构建噪声检测参数化模型,实现噪点及疑似噪点的概率标记,表现出优良的噪声检测能力。噪声去除阶段,利用噪声概率矩阵提出一种基于直觉模糊知识量及概率噪声的去噪模型,在有效去噪的同时,更好地保护图像边缘及非噪声极值像素的特征。对比实验针对标准数据集及经典测试图分别进行,实验结果表明,所提方法能够准确识别图像脉冲噪声,有效实现图像去噪,整体性能及表现优于同类其他算法,关键指标值PSNR提升14.81%,SSIM提升11.35%。将知识测度新理论应用于图像去噪中,取得优良的评价指标与视觉效果,同时也实现该理论在其他相关领域的创新应用。

关键词：知识测度直觉模糊集知识量脉冲噪声图像去噪

地理空间数据等积全球格网多模式三维扩展方法

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测绘学报 2024年第1期53卷 173-188页

作者：周建彬丁俊杰贲进陈艺航梁启爽信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001

全球离散格网系统是新型地理空间数据组织框架,等面积格网由于在采样和空间分析方面的独特优势而备受关注,但相关研究囿于地球表面,缺乏扩展至三维广域空间的一般方法。本文首先提出将等积球面格网系统扩展为球体格网系统的多种剖分模式... 详细信息

全球离散格网系统是新型地理空间数据组织框架,等面积格网由于在采样和空间分析方面的独特优势而备受关注,但相关研究囿于地球表面,缺乏扩展至三维广域空间的一般方法。本文首先提出将等积球面格网系统扩展为球体格网系统的多种剖分模式,并实现其统一数学描述和详细数学证明;然后引入体积和紧致度指标定量评价不同剖分模式的体元性质,并与球体退化八叉树格网(SDOG)、大圆弧八叉树格网(SGOG)作对比;最后初步探索了本文方法的应用案例,讨论了不同应用需求下选择剖分模式的原则。对比试验结果表明,退化剖分的体元各项指标均优于规则剖分,等体积和退化剖分的体积性质优于SDOG,紧致度性质优于SGOG。本文多剖分模式三维扩展方法不仅符合国际标准等体积的要求,而且兼顾常规剖分设计选项,为不同应用需求提供了参考依据。

关键词：等面积全球离散格网系统三维扩展剖分等体积紧致度

同方期刊数据库博看期刊评论

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任务驱动视角下机器地图现状与发展

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第4期49卷 609-623页

作者：徐连瑞游雄信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001

随着国家对机器人发展战略的不断推进,保障机器人认知和学习的机器地图近年来成为地图科学研究的新方向。针对目前机器地图理论研究相对匮乏的问题,基于测制用一体运行机制,阐述总结任务驱动下的机器地图关键技术和研究现状。数据获取... 详细信息

随着国家对机器人发展战略的不断推进,保障机器人认知和学习的机器地图近年来成为地图科学研究的新方向。针对目前机器地图理论研究相对匮乏的问题,基于测制用一体运行机制,阐述总结任务驱动下的机器地图关键技术和研究现状。数据获取与处理是地图模型构建和任务应用的基础支撑,围绕机器人平台、特征提取、语义分割、多传感器融合等技术现状进行归纳总结;地图模型构建承上启下,分析参考常用的地图模型架构及其特点,描述不同任务情境中如何搭建使用弹性、稳健、可靠的建图系统;任务应用是机器地图功能性的集中体现,介绍总结路径规划、目标检测、知识表达与推理等典型应用研究现状。论述展望了机器地图存在的问题及未来发展方向。

关键词：任务驱动机器地图测制用一体运行机制认知学习

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机器地图信息加工模型

武汉大学学报（信息科学版） 2024年第4期49卷 516-526,F0002页

作者：游雄李科田江鹏杨剑余岸竹贾奋励信息工程大学地理空间信息学院河南郑州450001

无人平台对复杂环境的自主认知能力是制约其广泛应用的关键问题,已成为当前认知科学、人工智能、地图学等领域的研究热点。在机器地图的概念模型和认知特点的基础上,为进一步实现机器地图信息存储、处理、交互与学习的形式化表达,从人... 详细信息

无人平台对复杂环境的自主认知能力是制约其广泛应用的关键问题,已成为当前认知科学、人工智能、地图学等领域的研究热点。在机器地图的概念模型和认知特点的基础上,为进一步实现机器地图信息存储、处理、交互与学习的形式化表达,从人机优势融合的视角提出了机器地图信息加工模型;构建了包括感知地图、工作地图和长时地图的环境表达模型,从观测视角、参考系、信息抽象度、数据结构、描述精度和准确度等方面分析了表达模型结构;提出了测制用一体信息交互过程,分析了包括环境感知、制图、推理和决策为一体的持续迭代环境信息处理过程;建立了持续自主学习模型,分析了该模型在学习过程、学习内容和持续机制方面的特点。开展了两组实验,对信息加工模型的可行性进行了验证:一是通过模拟测制用一体交互过程,提高了基准模型的长距离自主导航能力;二是通过模拟任务驱动的工作地图建图过程,强化环境要素与任务的相关性,提高了任务决策的效率。信息加工模型的研究能够为机器地图技术体系和系统架构的确立提供理论依据,进而指导机器地图应用系统的开发。

关键词：信息加工模型机器地图测制用一体持续自主学习

一种基于改进门控循环单元的叠前时变子波提取方法

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地球物理学报 2024年第4期67卷 1583-1600页

作者：戴永寿李泓浩孙伟峰万勇孙家钊中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院青岛266580

子波的精确提取是地震勘探后续反演与成像的前提,针对传统时变子波提取方法受到的各类假设限制,且需分别提取子波振幅谱与相位谱的问题,本文提出了一种基于改进门控循环单元(GRU)网络的叠前时变地震子波提取方法.根据实际叠前地震数据... 详细信息

子波的精确提取是地震勘探后续反演与成像的前提,针对传统时变子波提取方法受到的各类假设限制,且需分别提取子波振幅谱与相位谱的问题,本文提出了一种基于改进门控循环单元(GRU)网络的叠前时变地震子波提取方法.根据实际叠前地震数据分布特征与非平稳性质,本方法首先建立非平稳地震记录与添加随机噪声的时变子波训练数据集;为对提取出的时序特征进行拓展,提升传统GRU网络对长时序列的处理能力,本方法搭建起含多层GRU模块与全连接神经网络的改进门控循环单元网络模型;利用建立的训练数据集对网络模型进行训练使网络具备提取时变子波的能力;为提高训练效率与提取精度,本方法在训练的反向传播过程中应用自定义WaveLoss损失函数衡量误差,最终实现叠前时变子波的估计.经合成数据仿真实验与不同方法对比验证,本文提出的叠前时变子波提取方法具有更高的准确度;经对中国西部不同地区实际叠前地震资料处理与反褶积验证分析,该方法可有效提高目标区叠前地震剖面分辨率.

关键词：时变子波提取门控循环单元叠前地震记录反褶积

基于机器视觉的玻璃纤维合股纱缺陷检测系统设计

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纺织学报 2024年第5期45卷 193-201页

作者：杨金鹏景军锋李吉国王渊博西安工程大学电子信息学院陕西西安710048

为解决玻璃纤维合股纱制造过程中人工检测效率低和漏检率高的问题,提出一种基于机器视觉的合股纱缺陷检测方法。本文方法结合了传统算法和深度学习算法,使用传统算法对图像进行阈值分割、开运算和轮廓提取来进行预处理,然后通过计算轮... 详细信息

为解决玻璃纤维合股纱制造过程中人工检测效率低和漏检率高的问题,提出一种基于机器视觉的合股纱缺陷检测方法。本文方法结合了传统算法和深度学习算法,使用传统算法对图像进行阈值分割、开运算和轮廓提取来进行预处理,然后通过计算轮廓的矩形度和高度是否在正常范围内,对图像做初步判断;采用YOLOv5深度学习算法,并使用TensorRT框架优化加速,对图像进行二次判断和缺陷定位。以合股纱缺陷检测方法为核心设计了合股纱缺陷检测系统,以Jetson Nano B01作为硬件平台,使用工业相机实时采集合股纱图像,并用继电器控制络纱机和报警灯电路的通断;软件部分包含参数设置和日志查看功能,便于在实际生产过程中调整图像清晰度以及管理检测日志。实验结果表明,本文系统的检测准确率为99.07%,相机采集和检测处理的速度满足实时检测的需求,能够有效地提高检测效率,实现合股纱缺陷的自动化检测。

关键词：机器视觉玻璃纤维合股纱合股纱缺陷检测系统图像处理技术自动化检测

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基于先验地图的视觉重定位方法综述

软件学报 2024年第2期35卷 975-1009页

作者：蔡旭东王永才白雪薇李德英中国人民大学信息学院北京100872

在自动驾驶、增强现实和智能移动机器人领域,视觉重定位是非常重要的基础问题.视觉重定位是指根据视觉传感器实时拍摄的数据,在已有先验地图中确定位置和姿态的问题.过去数十年间,该问题受到广泛关注,涌现出种类繁多的先验地图构建方法... 详细信息

在自动驾驶、增强现实和智能移动机器人领域,视觉重定位是非常重要的基础问题.视觉重定位是指根据视觉传感器实时拍摄的数据,在已有先验地图中确定位置和姿态的问题.过去数十年间,该问题受到广泛关注,涌现出种类繁多的先验地图构建方法和视觉重定位方法.这些工作差异大,涉及范围广,技术概括和总结尚缺乏.因此,对视觉重定位领域进行综述具有重要的理论和应用价值.尝试为视觉重定位相关方法建立一个统一的蓝图,从图像数据在大规模地图数据库中查询的角度对相关工作进行分析和总结.综述不同类型地图数据库构建方法、不同特征匹配、重定位和位姿计算方法,总结目前视觉重定位的主流数据集,最后分析视觉重定位存在的挑战和潜在发展方向.

关键词：先验地图地图构建位姿估计视觉重定位

基于上下文提取与注意力融合的遮挡服装图像分割

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纺织学报 2024年第5期45卷 155-164页

作者：顾梅花花玮董晓晓张晓丹西安工程大学电子信息学院陕西西安710048

针对遮挡服装图像分割准确率低的问题,提出一种融合上下文提取与注意力机制的遮挡服装图像实例分割方法。以Mask R-CNN为基础网络,首先采用上下文提取模块优化ResNet的输出特征,通过融合不同速率的多路径特征从多个感受野中捕获图像的... 详细信息

针对遮挡服装图像分割准确率低的问题,提出一种融合上下文提取与注意力机制的遮挡服装图像实例分割方法。以Mask R-CNN为基础网络,首先采用上下文提取模块优化ResNet的输出特征,通过融合不同速率的多路径特征从多个感受野中捕获图像的上下文信息,强化遮挡服装特征表示的识别及提取能力;然后引入通道注意力机制与空间注意力机制的残差连接,自适应地专注于捕捉遮挡服装图像的空间和通道维度上的语义相互依赖关系,降低上下文提取模块在处理特征图时因冗余的上下文关系扩大造成误定位与误识别的概率;最后,采用目标检测损失函数CIoU计算原理作为非极大值抑制的评判标准,关注预测框和真实框的重叠与非重叠区域,最大程度地选择遮挡服装的最优目标框,使预测框更加贴近真实框。结果表明,与其它方法相比,改进方法显著改善了不同遮挡程度服装图像的误分割现象,能提取出更精确的服装实例,其对遮挡服装图像的平均分割精度比原模型提升了4.4%。

关键词：图像分割遮挡服装上下文提取注意力机制 CIoU计算原理