1974年1月创刊(月刊)
主管/主办:重庆西南信息有限公司
ISSN 1002-137X
CN 50-1075/TP
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    1. 一种复杂非直接光照场景的渲染算法
    朱振兴,徐晓肠,潘金贵
    计算机科学    2010, 37 (12): 227-229.  
    摘要317)      PDF(pc) (255KB)(437)    收藏
    针对一类具有复杂非直接光照的场景,提出了一种称作Ercuts的全局光照算法。算法提出了虚拟点光源模拟ER采样路径的思想,首先使用双向路径跟踪初始化场景,再根据ER采样在每个像素处产生长度相等的Markov链,这充分利用了双向路径之间的相关性。算法还引入了一种加速虚拟点光源光照计算的方法,为场景中的虚拟点光源建立光源树,通过遍历光源树并控制误差上界来计算场景光照。实验表明,与传统的双向路径跟踪相比,算法在具有复杂非直接光照的场景中有较好表现。
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    2. 基于非理想打印机模型的半色调化图像质量评价方法研究
    徐国梁,谭庆平
    计算机科学    2010, 37 (10): 228-232.  
    摘要136)      PDF(pc) (454KB)(485)    收藏
    胶印工艺中印刷的内容需要半色调化成二值图像。为了评价半色调化算法和图像的质量,就要对输出图像的设备建模。现有的建模方法都基于理想打印机,假定输出图像的像素和输出设备的一个矩形区域的状态对应。然而理想打印机反映不了实际胶印工艺中的像素点重叠、极小网点丢失、网点扩大等基本现象。本研究的目标是建立一个面向胶印工艺的打印机模型,用于半色调化图像质量评价算法的研究。
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    3. 平滑区域梯度保真的图像降噪方法
    王旭东,冯象初,陈利霞
    计算机科学    2010, 37 (12): 230-233.  
    摘要450)      PDF(pc) (329KB)(752)    收藏
    基于有界变差的图像去噪模型在去除噪声的同时会产生“阶梯效应”,在模型中藕合梯度保真项能够有效地抑制“阶梯效应”,但全局梯度保真却导致图像的边缘模糊。新模型讨论了平滑区域的判定方法,在此基础上给出了基于平滑区域梯度保真的去噪模型和两种修正方法。新的去噪方法在去除图像噪声的同时压低了“阶梯效应”,且能够很好地保留图像的边缘。数值实验验证了所提模型的效果。
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    4. 参数曲线曲面降阶研究
    石茂,康宝生,叶正麟,白鸿武
    计算机科学    2010, 37 (10): 233-238.  
    摘要147)      PDF(pc) (572KB)(595)    收藏
    参数曲线曲面降阶是当今计算机辅助几何设计研究的热点之一,已经被广泛地应用在CAD系统之间的几何数据的传输、几何造型中的求根和求交的计算、数据的几何压缩、曲线曲面的光顺处理、字符的构造以及参数曲线段的提取和信号的滤波等。以参数Bezer曲线降阶方法为主线索,其它如B样条、广义Ball、广义C-Bezer等参数曲线曲面降阶为辅进行了综述讨论。最后给出了参数曲线曲面降阶中有待进一步解决的问题。
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    5. 多信道图像盲复原算法
    肖宿,韩国强,沃焱
    计算机科学    2010, 37 (12): 234-237.  
    摘要121)      PDF(pc) (316KB)(400)    收藏
    为充分利用观测图像中的信息及信息之间的互补性,提高图像复原的质量,提出了贝叶斯框架下的多信道图像盲复原算法。首先,建立原始图像、点扩散函数和观测图像的先验模型,由先验模型得到原始图像、点扩散函数和观测图像的先验概率;然后用伽马分布描述未知的模型参数;最后基于最大后验概率的推导,利用实证分析法估计原始图像和点扩散函数的最优值。实验结果表明,相比单信道的图像盲复原算法,多信道的图像盲复原算法可以得到更好的复原结果。同时,与某些经典的多信道图像盲复原算法相比,提出的算法在复原效果方面具有一定的优势。
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    6. 基于PC硬件的大规模数据场快速可视化方法
    陈世浩,郝重阳
    计算机科学    2010, 37 (5): 234-236.  
    摘要107)      PDF(pc) (256KB)(574)    收藏
    科学可视化技术在众多领域具有十分广泛的应用,然而直接体绘制技术却有着计算量大、计算时间长的缺点,在普通的PC机上很难实现对大规模数据的实时交互绘制。目前的三维可视化系统通常需要架构在高端的图形工作站或转用计算机上。随着计算机软硬件技术的发展,普通的PC机图形处理器GPU(Graphic Processing Unit)具有了可编程功能。正是借助CPU的可编程功能及其强大的并行处理能力,研究并实现了一种基于普通PC硬件的体会之方法。最后应用该方法对工业、医学等体数据进行可视化,结果证明该方法可以在普通PC上实现较大规模数据的快速可视化。
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    7. 支持向量机与区域增长相结合的CT图像并行分割
    刘露,楚春雨,马建为,刘宛予
    计算机科学    2010, 37 (5): 237-239.  
    摘要118)      PDF(pc) (268KB)(412)    收藏
    针对经典区域增长算法中生长规则确定的困难和单纯使用支持向量机分割速度慢的问题,提出了一种支持向量机与区域增长相结合的图像并行分割方法。首先,从已知分割结果的图像中选取一定数量的目标区域与非目标区域样本点作为支持向量机分类器的训练样本并训练支持向量机,然后利用训练好的支持向量机自动寻找种子点并进行区域增长,在区域增长过程中使用支持向量机分类器作为增长规则,最后,针对边缘和噪声像素点进行必要的后处理。测试实验获得了较好的分割效果和较快的分割速度且能实现自动分割,表明所提出的方法是可行有效的。
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    8. 层次渐进的三维骨架算法
    孙晓鹏,张琪
    计算机科学    2010, 37 (12): 238-240.  
    摘要134)      PDF(pc) (345KB)(431)    收藏
    提出一种新的三维网格模型骨架抽取算法。首先基于多维标度法计算三维网格模型的特征面片,以特征面片为类心对三维网格模型进行聚类分割预处理,然后在模型的各分割块上,以特征面片为种子点、以渐次读取部域带为区域增长方式,层次推进读取该分割块;计算每个层次推进带的中心,顺次连接中心即为各分割块的骨架线;最后将各分割块的骨架连接起来,即为模型的整体骨架。实验结果表明,该算法是正确的和有效的。
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    9. 双光源环境下非真实感绘制色调获取方法研究
    王相海,秦晓彬,辛玲
    计算机科学    2010, 37 (10): 239-241.  
    摘要136)      PDF(pc) (342KB)(400)    收藏
    非真实感绘制场景中客体明暗色调的合理性和协调性直接影响到最后生成画面的效果。对双光源环境下非真实感绘制场景中客体色调的获取方法进行研究,提出一种双光源下基于“小球法”的色调信息提取方法,该方法假设场景中的客体表面均匀覆盖了一层大小相同的小球,相邻的两个小球间保持近似相切状态,通过计算每一个小球在双光源状态下被其它小球遮档的程度来确定该小球中心位置的明暗信息,以及每一个小球在双光源环境下所在位置的近似镜面反射光亮度。在绘制阶段,可利用这些色调信息控制在相应位置绘制“笔触”的色调,从而保证所生成的非真实感画面场景整体色调的合理性。该方法可应用于双光源下各种非真实感绘制明暗信息的获取,并且具有结构简单、计算速度快和可方便实现对场景中局部信息的调整等特点。实验结果验证了提出的方法的有效性。
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    10. 超光谱图像的二阶差分预测压缩算法
    张威,戴明,尹传历,冯宇平
    计算机科学    2010, 37 (5): 240-242246.  
    摘要134)      PDF(pc) (350KB)(522)    收藏
    根据超光谱图像空间谱间都存在较强相关性的特性,设计了一种结合空间预测的二阶差分预测压缩算法。采用MEI)预测器去除空间相关,采用二阶差分预测器去除谱间相关,并根据像素预测误差的权重设计了统一的去相关预测器,最后对误差图像做基于上下文的编码,实现图像的近无损压缩。研究结果表明,各波段峰值信噪比(PSNR)为39413左右时,压缩比可以达到12. 7,压缩效果比较理想。
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    11. 基于支持向量回归的光谱反射率重建方法
    张伟峰
    计算机科学    2010, 37 (12): 241-242.  
    摘要129)      PDF(pc) (258KB)(588)    收藏
    提出了一种基于支持向量回归和小框架核的光谱反射率重建方法。光谱反射率重建是光学研究的一个重要问题,其目的是通过各种成像设备所获取的与设备相关的RGB三色值重建出物体本身固有的与设备和光照都无关的光谱反射率。回归方法已经在这一领域取得了广泛应用,如基于多项式模型的正则化最小二乘方法、基于核的正则化最小二乘方法等。提出了一种新的光谱反射率重建方法,这种方法采用了一种可以减弱样本不规则噪音影响的小框架核函数,并将其用于支持向量回归来重建光谱反射率函数。实验表明,新方法可以提高光谱反射率重建的精度和稳定性。
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    12. 基于自相似性和小波分析的图像增强与去噪
    焦峰,毕硕本,赵英男,耿焕同
    计算机科学    2010, 37 (10): 242-245.  
    摘要168)      PDF(pc) (372KB)(491)    收藏
    图像的去噪是图像质量提高问题中的一个重要分支。由于噪声的种类很多,性质和表现各不相同,因此很难确定哪一种去噪算法针对当前的图像是最好的。介绍了一种针对随机噪声、利用图像的自相似性的小波域的双边滤波去噪算法。算法不仅利用了小波的时频定位和多分辫率分解特性,也利用了图像的自相似性的特点。去噪的过程分为3个步骤。首先利用图像的自相似性将其分解成多个相似的、分辨率较低的子图,并重新组合(分解变换)。然后进行小波分解,并针对小波系数进行滤波。最后用调整后的小波系数进行逆小波变换和逆分解变换,生成去除噪声和增强后的结果图。实验结果证明,算法不仅能够有效地实现去噪,还使图像的边缘和对比度也得到了增强。
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    13. 一种基于信息熵约束的快速FCM聚类水下图像分割算法
    王士龙,徐玉如,万磊,唐旭东
    计算机科学    2010, 37 (12): 243-246.  
    摘要114)      PDF(pc) (440KB)(443)    收藏
    智能水下机器人视觉识别系统的使命是快速、准确地处理获得水下目标的相关信息并及时反馈给计算机来指导机器人进行下一步的任务。为了在保证分割质量的前提下实现快速图像分割,结合梯度算子、图像的直方图特征和采样计算,并以图像的相对信息损耗为约束,提出了一种基于熵约束的快速FCM聚类水下图像分割算法,并依据水下图像分割效果和模糊划分的有效性评价指标,详尽研究了新算法中加权指数二的取值规律性。实验结果表明,这种算法能够获得较好的分割质量和时间效率,符合机器人对实时性的需求。
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    14. 基于单幅图像的三维信息提取
    刘日晨,刘怡光,尹鑫,赵亦明
    计算机科学    2010, 37 (5): 243-246.  
    摘要122)      PDF(pc) (296KB)(525)    收藏
    针对单幅图像提取三维信息困难,设计了一种基于单幅图像的三维信息提取算法。该算法首先需要标定摄像机,得到摄像机从三维到二维的成像矩阵M3x4,并计算M3x4的伪逆矩阵M3x4,其本质是通过最小二乘法求解矛盾方程组;利用M3x4提取二维单幅图像中的三维信息,再把这些三维信息投影到一个平面上显示出来。实验表明,单幅图像目标物体必须满足共面等约束条件,从而可以对目标物体的三维信息做定性分析(定性视觉)。此外,还对三维空间投影到二维图像的过程进行了理论推导,得出了如果没有足够的先验知识,成像过程不可逆的结论。
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    15. 图像1 DFFT-MP稀疏分解算法研究
    李小燕,尹忠科
    计算机科学    2010, 37 (10): 246-247.  
    摘要112)      PDF(pc) (269KB)(450)    收藏
    针对图像稀疏分解速度慢和重建图像视觉效果不好的问题,提出了一种基于MP和一维FFT、的图像稀疏分解算法。算法中把二维图像按行抽取成一维信号,同样地,把过完备原子库中的原子按行抽取成一维原子,然后把二维图像或图像残差与原子的内积运算转化为一维信号或信号残差与一维原子的互相关运算,最后利用一维FFT方法计算一维信号与原子的互相关运算。通过实验验证表明,在重建图像的质量没有改变的前提下,当图像大小为512 X512时,一维FF7图像稀疏分解算法的速度比二维FFT提高了2. 11倍。
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    16. 三维视觉测量中圆中心投影误差分析方法
    韩建栋,杨红菊
    计算机科学    2010, 37 (12): 247-249.  
    摘要339)      PDF(pc) (226KB)(1478)    收藏
    针对像平面上椭圆的中心不是空间圆中心在像平面上的真正投影中心这一问题,提出了一种圆中心投影误差分析方法。通过建立空间圆平面与像平面之间的映射关系,推导了空间圆中心投影误差的数学模型,并对影响中心投影误差的因素进行了仿真分析。该方法为圆中心的测量误差评估、摄像机网络布局等提供了理论依据,在实际的视觉测量工程中具有一定的应用价值。
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    17. 面向打印的光谱色彩管理中间空间构造方法
    王莹,曾平
    计算机科学    2010, 37 (5): 247-250.  
    摘要113)      PDF(pc) (309KB)(402)    收藏
    针对光谱色彩管理中光谱空间维度高引起多光谱图像处理时间长、所需存储空间大的问题,提出构造中间空间的方法。首先通过分析色彩管理过程,引入中间空间,建立以中间空间为设备无关颜色空间的光谱色彩管理流程;然后针对多光谱图像的打印输出,采用主成分分析法对打印机特征化光谱样本进行降维,将降维后的特征空间作为中间空间;最后采用特征向量矩阵实现任意多光谱图像数据到中间空间的变换。实验表明,采用打印机特征化光谱样本生成的中间空间与光谱空间的变换效率高,变换的光谱和色度精度高,图像数据降维后能保持源图像光谱的主要信息。
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    18. 三维网格模型增量式聚类检索
    孙晓鹏,纪燕杰,李翠芳,魏小鹏
    计算机科学    2011, 38 (11): 248-251.  
    摘要120)      PDF(pc) (340KB)(536)    收藏
    针对大规模三维网格模型库中的形状检索问题,提出了基于增量式聚类的三维形状描述和检索方法。首先根据三维模型的曲率分布直方图提取特征点得到特征向量;然后根据特征向量描述建立模型库的关键词词典;在特征 匹配阶段基于增量聚类方法判断目标模型的特征向量是否属于某一个关键词,并根据增量聚类的结果更新检索关键词词典;最后匹配特征向量检索模型库中与目标模型形状相同和相近的三维网格模型。相关实验结果证明了该方法快速有效,具有较高的准确性。
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    19. 基于II三维重建的facet-braiding现象分析
    王红霞
    计算机科学    2010, 37 (10): 248-250.  
    摘要125)      PDF(pc) (252KB)(439)    收藏
    三维全景图像技术(Integral Imaging,简称II)是一种能够记录和显示全真三维场景的图像技术。该技术采用微透镜阵列记录空间场景,空间任意一点的深度信息只需通过一次成像即可直接获得。Facet braiding是三维全景图像中一种很重要的视觉现象,该现象造成图像失真,影响了图像的观看效果。Ref. 6中Martine} Cuenca从单个元素图像的角度对该现象进行了分析,现从三维重建的角度对该现象的出现与否进行对比验证。先用光学软件模拟深度优先、参考平面在无穷远处的传统II成像系统,然后在该模拟系统中进行对比实验,结果并未出现Ref. 6中提到的facet braiding现象。该结果对II的视角分析、物体的精确三维重建及空间分辫率分析具有重要意义。
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    20. 医学图像大体数据快速体绘制算法研究
    王阳萍,党建武,杜晓刚,李莎,田种泽
    计算机科学    2010, 37 (12): 250-251.  
    摘要122)      PDF(pc) (281KB)(644)    收藏
    为了在保证绘制质量的前提下有效提高大的医学体数据的绘制速度,提出了一种快速的体绘制算法。该算法将大的体数据分割成等大小的数据块,然后通过对每一数据块进行空白数据块的空间跳跃、提前数据块截止和提前光线截止的可见性测试来加快体绘制的速度,最后使用体绘制预积分来提高体绘制的图像质量。实验结果表明,对大的体数据,可以在不损失图像质量的前提下,实现快速的绘制。
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    21. 改进的二维Renyi嫡图像闭值分割
    黄金杰,郭鲁强,逯仁虎,丁艳军
    计算机科学    2010, 37 (10): 251-253.  
    摘要218)      PDF(pc) (246KB)(677)    收藏
    提出一种基于灰度一梯度信息二维Rcnyi墒图像阂值分割新方法。首先,由图像灰度值和梯度值构造出二维直方图,在此基础上计算目标和背景区域的二维Renyi嫡,并使此嫡值函数最大,得到分割阂值。像素梯度信息和Renyi嫡可调参数相结合,可以处理更多类型的图像,同时分割得到的图像内部更均匀,边界形状更准确。
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    22. 基于FFT的三维CAD模型形状描述
    王彦伟,黄正东,马露杰
    计算机科学    2010, 37 (7): 251-254259.  
    摘要189)      PDF(pc) (428KB)(430)    收藏
    针对三维CAD模型,以快速傅立叶变换为基础,建立了一种CAD模型几何形状描述方法。首先,在对模型几何面进行统一表示的基础上,根据模型边界表示中的面片部接信息,采用完全图旅行商回路算法建立模型的面片序列,并由参考模型保证面片序列的一致性;然后,根据面片序列将模型几何信息转换为J个一维离散信号,并对信号进行采样和幅度缩放,通过快速傅立叶变换(Fast Fouricr I}ransform沙'F)将信号转换到频域,以频域振幅作为三维CAl)模型几何形状的描述。如果忽略面片序列引起的偏差,该方法描述模型几何形状的能力与FI门描述离散信号的能力类似。通过实例阐述了描述方法的直观可解释性。
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    23. 基于最大差值的二维边界Fisher的人脸识别
    卢桂馥,林忠,金忠
    计算机科学    2010, 37 (5): 251-253.  
    摘要94)      PDF(pc) (313KB)(369)    收藏
    提出了一种基于最大差值的二维边界Fishcr的鉴别分析方法。该方法利用描述类间数据可分性的相似度矩阵Sp与描述类内数据紧致性的相似度矩阵S之差作为鉴别准则,从而避免了边界Fisher鉴别分析所遇到的小样本问题。所提方法是直接基于图像矩阵的,与以往的基于图像向量的方法相比,进一步提高了识别的正确率。另外,还揭示了基于最大差值的边界Fishcr鉴别方法和边界Fishcr鉴别的内在关系。在()RI、和Yalc人脸数据库上的实验表明,所提方法具有较高的识别率。
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    24. 一种自适应加权变形的2DPCA人脸识别方法
    曾岳,冯大政
    计算机科学    2011, 38 (11): 252-256.  
    摘要128)      PDF(pc) (400KB)(381)    收藏
    为了充分利用图像矩阵的局部信息和更多的鉴别信息,以提高2DPCA的识别率,提出了一种自适应加权变形的2DPCA人脸识别方法。该方法将人脸图像矩阵分块,然后利用变形的2DPCA方法提取特征,接着自适应地计算每个分块在分类中的权值,最后根据类别的权值大小进行分类。在ORL人脸库中进行的实验研究表明,该方法在正确识别率和识别时间上更优于传统的2DPCA和模块化2DPCA.
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    25. 保特征散乱数据的曲面重构——变分水平集方法
    荆竹翠,李明,徐国良
    计算机科学    2010, 37 (12): 252-254.  
    摘要108)      PDF(pc) (307KB)(378)    收藏
    研究了保特征散乱数据的曲面重构问题。根据主曲率的差可以刻画图像的棱角特征这一特性,提出了一种新的能量模型。通过变分法,能量得到了新的微分方程,并利用有限元方法求解。试验结果表明,该方法有良好的重构效果,并很好地保持了棱角特征。
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    26. 基于云空间和模糊嫡的边缘检测算法
    王佐成,张飞舟,薛丽霞
    计算机科学    2010, 37 (8): 253-256.  
    摘要110)      PDF(pc) (344KB)(379)    收藏
    基于模糊集理论及云理论,提出了对象云的图像模糊边缘检测方法(OCFD)。算法充分考虑图像的模糊性和随机性,建立起图像空间与云空间的映射模型,生成模糊对象云和边界云,完成图像空间到云空间的映射。在云空间中实现逻辑云运算的边界云提取,提出并实现了基于边界云的过渡区定义及其提取算法。最后利用最大模糊墒在过渡区内实现检测边缘。实验证明,OCFD算法在检测性能方面优于模糊Sobcl,Pa1. King等算法,为图像的模糊理解和分析提供了一种新的思路,同时也丰富和拓展了云理论。
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    27. HSV自适应混合高斯模型的运动目标检测
    林庆,徐柱,王士同,詹永照
    计算机科学    2010, 37 (10): 254-256.  
    摘要144)      PDF(pc) (346KB)(577)    收藏
    在目前的计算机视觉应用中,从视频序列中提取出运动目标是一个研究热点。针对传统方法在复杂多变环境下不能很好地检测出运动目标且运算量较大的问题,根据HSV颜色空间的特点,提出了一种基于HSV颜色空间的自适应混合高斯背景建模和阴影消除的方法。首先,在传统的混合高斯背景建模的基础上,引入了一种新的混合高斯模型高斯成分个数的自适应选择策略以提高建模的效率。其次,根据阴影在HSV向量空间的特点,融入了一种新的阴影消除方法,以检测出带阴影的运动目标。该方法能够快速准确地建立背景模型,准确分割前景目标。与传统的阴影消除方法相比,该方法可以在不需要设置阂值的情况下,对运动目标的阴影进行很好的消除,有很好的鲁棒性和实用性。
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    28. 参数自适应的条件随机场视频分割方法
    郑河荣,褚一平,潘翔
    计算机科学    2010, 37 (5): 254-256.  
    摘要116)      PDF(pc) (369KB)(480)    收藏
    针对已有算法需要采用一系列参数经验值得到最优视频分割结果的问题,提出根据视频特征自适应地计算视频邻域关系的特征强度函数,构造参数自适应的条件随机场视频分割模型。算法的核心思想是采用视频中像素之间的部域关系自适应计算各个模型的特征函数,通过条件随机场模型对这些特征能量函数进行约束并利用Gibbs采样算法对该模型进行求解,获得全局优化的分割结果。针对不同环境下的视频分割实验表明,该算法能够很好地逼近最优经验参数所得到的视频分割结果,从而避免定义经验值所导致的算法局限性问题。
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    29. 基于多种特征融合的指纹识别方法
    韩智,刘昌平
    计算机科学    2010, 37 (7): 255-259.  
    摘要299)      PDF(pc) (455KB)(904)    收藏
    针对基于细节点特征的指纹识别方法和基于图像特征的指纹识别方法各自存在的一些问题,提出了一种基于多种特征融合的指纹识别方法。将基于方向场特征、基于灰度共生矩阵的纹理特征、基于工13P算子的纹理特征的方法和基于细节点特征的方法进行融合,弥补了各个方法的不足,提高了匹配的准确性。实验结果表明,提出的基于多种特征融合的指纹识别算法好于任一单个的指纹匹配方法,有效地提高了指纹识别系统的准确性。
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    30. 跟踪对象族模型拓扑结构变化研究
    孙立镌,刘宪国,于春风,高尚民
    计算机科学    2010, 37 (12): 255-258.  
    摘要109)      PDF(pc) (345KB)(373)    收藏
    提出了跟踪对象族模型拓扑变化的新算法,以建立参数和拓扑结构之间的关系,计算参数的临界值,确定模型的依赖实体,计算出模型参数的稳定区间和参数区间,最终系统准确地跟踪对象族模型拓扑结构的变化。该算法运用于自主研发的HUST-CAID系统中,提高了系统的智能性,为设计者确定参数范围提供了依据。
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