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1. 基于改进VGG网络的弱监督细粒度阿尔兹海默症分类方法
邓爽, 何小海, 卿粼波, 陈洪刚, 滕奇志
《计算机应用》唯一官方网站    2022, 42 (1): 302-309.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2021020258
摘要483)   HTML14)    PDF (868KB)(222)    收藏

针对阿尔兹海默症(AD)患者和正常(NC)人之间核磁共振成像(MRI)图像差别小、分类难度大的问题,提出了基于改进VGG网络的弱监督细粒度AD分类方法。该方法以弱监督数据增强网络(WSDAN)为基本模型,主要由弱监督注意力学习模块、数据增强模块及双线性注意力池化模块等构成。首先,通过弱监督力注意学习模块生成特征图和注意力图,并利用注意力图引导数据增强,将原图和增强后的数据同时作为输入数据进行训练;然后,通过双线性注意力池化算法将特征图和注意力图按元素进行点乘,进而得到特征矩阵;最后,将特征矩阵作为线性分类层的输入。将以VGG19作为特征提取网络的WSDAN基本模型应用到AD的MRI数据上,实验结果表明,仅使用图像增强的模型的准确性、敏感性和特异性分别比WSDAN基本模型提高了1.6个百分点、0.34个百分点和0.12个百分点;仅利用VGG19网络的改进的模型的准确性和特异性相较WSDAN基本模型分别提高了0.7个百分点和2.82个百分点;以上两个方法结合使用的模型与WSDAN基本模型相比,准确性、敏感性和特异性分别提高了2.1个百分点、1.91个百分点和2.19个百分点。

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2. 结合图像增强和卷积神经网络的小麦不完善粒识别
贺杰安, 吴晓红, 何小海, 胡建蓉, 卿粼波
计算机应用    2021, 41 (3): 911-916.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020060864
摘要382)      PDF (1123KB)(695)    收藏
针对实际应用场景下,小麦籽粒图像背景单一以及小麦不完善粒的不完善特征大多是局部特征而大部分图像特征与正常粒无异的特点,提出一种基于细节的图像增强(IE)的小麦不完善粒识别方法。首先,使用交替最小化算法约束原图在水平方向和竖直方向的L0范数来平滑原图作为基础图层,并用原图减去基础图层得到图像的细节层;然后,突出细节层后将其与基础图层叠加以增强图像;最后,将增强后的图像作为卷积神经网络(CNN)的输入,使用加入了批正则化(BN)层的CNN对图像进行识别。分别以经典分类网络LeNet-5、ResNet-34、VGG-16和在其中添加BN层的这些网络作为分类网络,增强前后的图像作为输入来进行分类实验,并以测试集准确率评估性能。实验结果表明,三个经典分类网络均在添加了BN层后而使用相同输入时的测试集准确率提高了5个百分点,在使用细节增强后的图像作为输入时三个网络的测试集准确率提高了1个百分点,以上二者联合使用时三个网络均获得超过7个百分点的测试集准确率提升。
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3. 基于外观和动作特征双预测模型的视频异常行为检测
李自强, 王正勇, 陈洪刚, 李林怡, 何小海
计算机应用    2021, 41 (10): 2997-3003.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020121906
摘要369)      PDF (1399KB)(412)    收藏
为了在视频异常行为检测中更加充分地运用外观和动作信息,设计出了一种能同时捕捉外观和动作信息的孪生网络模型。该网络的两个分支采用相同的自编码器结构,其中的外观子网络以连续几帧RGB图作为输入来预测下一帧,而动作子网络则输入RGB帧差图来预测未来帧差图。此外,考虑到影响基于预测的方法的检测效果的原因之一,即正常样本的多样性以及自编码器网络强大的“生成”能力,即对部分异常样本也有很好的预测效果,因此在编码器与解码器之间加入一个学习并存储正常样本的“原型”特征的记忆增强模块,从而使异常样本能获得更大的预测误差。在Avenue、UCSD-ped2和ShanghaiTech三个公共的异常数据集上进行了广泛的实验。实验结果表明,相较于其他基于重建或预测的视频异常行为检测方法,所提方法取得了更优异的表现。具体来说,该方法在Avenue、UCSD-ped2和ShanghaiTech数据集上的平均曲线下面积(AUC)分别达到了88.2%、97.5%和73.0%。
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4. 基于多层次分辨率递进生成对抗网络的文本生成图像方法
许一宁, 何小海, 张津, 卿粼波
计算机应用    2020, 40 (12): 3612-3617.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020040575
摘要344)      PDF (1238KB)(348)    收藏
针对文本生成图像任务存在生成图像有目标结构不合理、图像纹理不清晰等问题,在注意力生成对抗网络(AttnGAN)的基础上提出了多层次分辨率递进生成对抗网络(MPRGAN)模型。首先,在低分辨率层采用语义分离-融合生成模块,将文本特征在自注意力机制引导下分离为3个特征向量,并用这些特征向量分别生成特征图谱;然后,将特征图谱融合为低分辨率图谱,并采用mask图像作为语义约束以提高低分辨率生成器的稳定性;最后,在高分辨率层采用分辨率递进残差结构,同时结合词注意力机制和像素混洗来进一步改善生成图像的质量。实验结果表明,在数据集CUB-200-2011和Oxford-102上,所提模型的IS分别达到了4.70和3.53,与AttnGAN相比分别提高了7.80%和3.82%。MPRGAN模型能够在一定程度上解决结构生成不稳定的问题,同时其生成的图像也更接近真实图像。
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5. 结合特征图谱学习的人数统计方法
易国宪, 熊淑华, 何小海, 吴晓红, 郑新波
计算机应用    2018, 38 (12): 3591-3595.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2018051162
摘要329)      PDF (841KB)(293)    收藏
针对实际公共场景视频的人数统计中存在的背景干扰、光照变化、目标间遮挡等问题,提出一种结合特征图谱学习和一阶动态线性回归的人数统计方法。首先,建立图像的尺度不变特征变换(SIFT)特征与目标真实密度图之间的特征图谱映射模型,利用SIFT特征和前述映射模型得到包含目标和背景特征量的特征图谱;然后,根据通常监控视频中背景变化较小、特征图谱中的背景特征量相对稳定的特点,由特征图谱的积分与真实人数通过一阶动态线性回归建立人数回归模型;最后,通过该回归模型模型得出估计人数。在数据集MALL和PETS2009上进行实验,实验结果表明:与累积属性空间方法相比,所提方法平均绝对误差降低了2.2%;与基于角点检测的一阶动态线性回归方法相比,其平均绝对误差降低了6.5%,平均相对误差降低了2.3%。
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6. 基于自适应双l p-l 2范数的单幅模糊图像超分辨率盲重建
李滔, 何小海, 滕奇志, 吴小强
计算机应用    2017, 37 (8): 2313-2318.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017.08.2313
摘要521)      PDF (972KB)(581)    收藏
为了提高低分辨率模糊图像的质量,提出了一种基于自适应双 l p- l 2范数的超分辨率盲重建方法。该方法分为模糊核估计子过程和超分辨率非盲重建子过程。在模糊核估计子过程中,使用双 l p- l 2范数先验同时约束锐化图像和模糊核的估计,并使用图像梯度的阈值分割,实现锐化图像 l p- l 2范数约束的自适应组合;在超分辨率非盲重建子过程中,结合估计到的模糊核,使用基于非局部中心化稀疏表示的超分辨率方法重建出最终的高分辨率图像。仿真实验中,与基于双 l 0- l 2范数的方法相比,该算法重建结果的平均峰值信噪比(PSNR)提高了0.16 dB,平均结构相似度(SSIM)提高了0.0045,平均差方和比降低了0.13。实验结果表明,所提方法能估计出较准确的模糊核,最终的重建图像中,振铃得到有效抑制,图像质量较好。
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7. 多阶导数自适应视频超分辨率重建
吉晓红, 熊淑华, 何小海, 陈洪刚
计算机应用    2016, 36 (4): 1092-1095.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2016.04.1092
摘要456)      PDF (717KB)(413)    收藏
传统视频超分辨率重建算法在去除噪声的同时,很难有效保持图像边缘细节信息。针对该问题,构建了一种结合多阶导数数据项和自适应正则化项的视频超分辨率重建算法。在正则化重建模型的基础上,该算法对数据项进行改进,引入能更好描述噪声统计特性的噪声多阶导数,并利用去噪效果较好的全变分(TV)和非局部均值(NLM)正则化项对视频超分辨率重建过程进行约束。此外,为了更好地保持图像细节信息,采用区域空间自适应曲率差分算法提取结构信息,从而对正则化系数进行自适应加权。实验结果表明:在噪声方差为3时,与核回归算法和聚类算法相比,该算法重建视频主观效果边缘更加锐化,局部结构更加正确、清晰;重建视频的均方误差(MSE)平均下降幅度分别为25.75%和22.50%;峰值信噪比(PSNR)分别平均提升了1.35 dB和1.14 dB。所提算法能够在去除噪声的同时有效保持图像的细节特征。
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8. 基于非均匀量化的小波域分布式深度图视频编码
陈真真, 卿粼波, 何小海, 汪芸
计算机应用    2016, 36 (4): 1080-1084.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2016.04.1080
摘要485)      PDF (734KB)(388)    收藏
针对分布式多视点加深度格式(DMVD)的视频编码中深度图视频解码质量问题,提出一种结合子带层及子带系数的小波域分布式深度视频非均匀量化方案,通过给边缘分配更多比特来提升深度图的边缘质量。结合深度图经小波变换后系数分布特性,对第N层的低频小波系数采用均匀量化方案,对其他层高频小波系数采用非均匀量化方案。针对高频系数的非均匀量化,对处于"0"左右的高频系数采用较大的量化步长,随着高频系数幅度值的增大,量化步长逐渐减小,量化逐渐精细,从而提升深度图中的边缘细节质量。实验结果表明,对于边缘较多且变化较明显的"Dancer"和"PoznanHall2"深度序列,该算法能够有效地提高二者的边缘信息质量从而提高其率失真(R-D)性能,最高可达1.2 dB;而对于边缘区域较小且较为模糊的"Newspaper"和"Balloons"深度序列,系统的R-D性能也能被提升0.3 dB左右。
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9. 基于协同表示的多特征融合岩石分类
刘珏先, 滕奇志, 王正勇, 何小海
计算机应用    2016, 36 (3): 854-858.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2016.03.854
摘要482)      PDF (754KB)(453)    收藏
针对传统的岩石薄片成分分析耗时、识别率不高等问题,提出了一种基于协同表示(CR)的岩石薄片成分分析方法。首先,分析探讨了岩石薄片中颗粒纹理特性,证明将薄片图像的分层多尺度局部二值化(HMLBP)特征与灰度共生矩阵(GLCM)特征相融合能有效地表征岩石薄片中颗粒的纹理。然后,为降低识别阶段时间复杂度,采用主成分分析(PCA)方法将新特征降维到100维。最后,采用基于协同表示的分类器(CRC)进行分类识别。与基于稀疏表示的分类器(SRC)分别采用样本字典中某一个样本单独编码表征预测样本不同,基于协同表示的分类器采用样本字典中的所有样本协同编码表征预测样本,借助不同样本的同一属性提高识别率。实验结果表明该方法的识别速度较基于稀疏的分类器识别方法提高300%,识别率提高2%;在实践应用中能较好地区分岩石薄片中的石英成分和长石成分。
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10. 基于超像素和局部颜色恒常性的自适应阴影去除
兰丽, 何小海, 吴晓红, 滕奇志
计算机应用    2016, 36 (10): 2837-2841.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2016.10.2837
摘要415)      PDF (746KB)(388)    收藏
为快速有效地去除监控视频中运动目标的投射阴影,提出了一种基于超像素和阴影区域的局部颜色恒常性的自适应阴影去除算法。首先采用改进的简单线性迭代聚类算法将视频图像中的运动前景分割为互不重叠的超像素;然后计算了RGB颜色空间中背景与运动前景的亮度比率,并分析了阴影区域的局部颜色恒常性;在此基础上,以超像素为基本处理单元,计算亮度比率的标准差,并利用阴影区域标准差的特征及其分布规律提出基于拐点的自适应阈值算法检测并去除阴影。实验结果表明,该算法可以适用于多种真实场景下的阴影检测,且阴影检测率与目标识别率均超过85%;基于超像素处理可以大幅度降低算法的计算复杂度,该算法每帧平均处理时间为20 ms。该算法可以同时满足阴影去除对准确度、实时性和鲁棒性的要求。
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11. 改进的带色彩恢复的多尺度Retinex雾天图像增强算法
李垚峰 何小海 吴小强
计算机应用    2014, 34 (10): 2996-2999.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.10.2996
摘要262)      PDF (828KB)(539)    收藏

针对带色彩恢复的多尺度Retinex(MSRCR)算法不能有效地去除远景处的雾及灰度假设所带来的灰化问题提出了一种新的方法。新的方法对原雾天图像及其取反图像分别进行MSRCR算法处理;然后对处理后的取反图像再进行取反操作并和直接进行MSRCR算法处理的图像进行线性加权叠加;同时在MSRCR处理过程中把提取出来的反射分量与像素的原始亮度进行线性叠加,并计算均值和方差来自适应决定对比度的拉伸程度;最后统一拉伸到显示设备。实验结果表明,所提算法能取得较好的去雾效果,处理后的图像的标准差、平均亮度、信息熵、平方梯度等评价值均比原算法有所提高。所提算法方法简单、易于实现,对于实时视频去雾具有一定的意义。

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12. 基于改进量化约束集的压缩视频超分辨率重建算法
曾强宇 何小海 陈为龙
计算机应用    2011, 31 (01): 151-153.  
摘要1086)      PDF (610KB)(958)    收藏
摘要:超分辨率技术是使用低分辨率图像序列来重建高分辨率图像的技术。在压缩视频的超分辨率重建中,量化约束集(QCS)作为编码模型的先验信息被广泛采用。根据窄量化约束集(NQCS)理论,利用量化误差的统计特性,提出了一种改进量化约束集(AQCS)。根据DCT变换后块边界特性,提出了平滑约束集。实验结果表明,提出的基于改进量化约束集的压缩视频超分辨率重建算法较传统的量化约束集,在峰值信噪比(PSNR)和主观图像质量上有不同程度的提高。
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13. 基于H.264的多参考帧运动估计快速算法
严浩 何小海 卿粼波 吕瑞 曾强宇
计算机应用    2010, 30 (06): 1626-1628.  
摘要1480)      PDF (488KB)(1014)    收藏
H.264/AVC中引入多参考帧运动补偿来提高视频编码性能,由此产生的多参考帧运动估计(MRF-ME)却带来了巨大的运算代价。为提高编码速度,降低计算复杂度,提出一种基于空间域相关性的运动估计算法——缩小的菱形算法(DDS)。先运用前向主矢量选择法不断修正预测运动矢量,再根据最佳参考帧位置的统计特性对不同参考帧使用不用模板进行搜索。实验结果表明,与H.264参考模型JM10.2相比,该算法保持了较好的图像质量且码率变化很小,运动搜索点数平均减少接近80%,并能有效地降低编码器复杂度。
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14. 基于整体变分模型的岩心图像修复
周春春 吴晓红 何小海
计算机应用    2010, 30 (05): 1333-1334.  
摘要270)      PDF (504KB)(932)    收藏
针对岩心扫描图像信息缺失的修复问题,提出了基于整体变分模型的修复算法。利用图像待修复区域邻域的参考像素信息,从待修复区域边缘逐步向待修复区域内部扩散,同时采用了邻域相关系数来衡量待修复区域邻域边界对目标像素点的影响程度,对算法进行了改进。通过仿真实验表明,改进后的算法与原方法相比,修复效果得到了改善,可以有效完成对于岩心图像的修复。
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15. 基于H.264标准的码率控制算法
杨宇 何小海 吕瑞
计算机应用   
摘要1337)      PDF (744KB)(888)    收藏
在视频通信过程中,为了使编码端输出码流更好地适应不同的信道,基于H.264视频编码标准提出一种改进码率控制算法。该算法针对标准算法中对基本单元的MAD值预测时只考虑时间上相关性的缺点,提出了一种新的结合时间预测和空间预测的预测方法。实验结果表明,与标准算法相比较,该算法能更准确地控制码率,同时视频输出序列的峰值信噪比也得到了提高,编码端输出码流能够更加平稳。
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16. 天气雷达图像中对流云区识别算法
闫军 何小海 王海梅 吴学宏
计算机应用    2009, 29 (12): 3366-3368.  
摘要1489)      PDF (508KB)(1255)    收藏
对流云和层状云是形成暴雨的重要因素,准确地识别两者,对降水精度估测有积极的作用。为此,提出了一种小波分析区域识别算法(WLS)。该算法借鉴了小波分析的突变点检测原理,对天气雷达原始反射率数据和顶高数据进行小波变换,进而对检测出的模极大值点进行奇异性分析,滤除噪声点的干扰,最后用数学形态学方法检测边缘并填充对流云区域。实验中对采自呼和浩特雷达站的真实数据进行了算法识别分析,WLS方法较准确地识别出特征云体的相应区域,并将实验结果与采用BL和SHY95方法的识别结果进行了对比,表明WLS方法不仅对特征云体进行较好的识别,同时还有效地处理了杂波和边缘问题。
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17. 分水岭变换在岩屑图像分割中的应用
沈清波 吴炜 杨晓敏 何小海
计算机应用    2009, 29 (10): 2859-2861.  
摘要1194)      PDF (709KB)(1194)    收藏
分水岭变换是一种基于区域和数学形态学的图像分割方法,被广泛用于灰度图像的分割之中。但传统分水岭变换过分割问题严重,图像的噪声和虚假纹理会淹没真正想得到的边缘信息。针对岩屑图像的特征,提出了一种改进的分水岭算法分割方案。先在预处理期用形态学开闭重建运算对原始图像平滑处理,在相对保留边缘不受影响的同时,降低噪声的影响。再通过非线性的阈值变换分离出目标和背景,然后在提取出目标的情况下合并过小区域,得到目标的边缘。而由于阈值变换后,区域数量已经明显减少,可以降低区域合并的运算量,提高合并速度。在求取形态学梯度时,选用了一种新的形态梯度形式,消除了形态学处理对分割结果造成的轮廓偏移现象。从实验结果看来,该算法取得了较好的分割效果。
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18. 基于RBF神经网络的COSM图像复原算法
贺可鑫 何小海 陶青川 王宇
计算机应用   
摘要1559)      PDF (633KB)(823)    收藏
在计算光学切片显微技术成像中,每幅切片图像都要受到其他离焦层信息的干扰,引起图像模糊。针对此问题提出了一种基于RBF神经网络的复原算法,利用神经网络的学习和泛化能力,用一组样本图像对网络进行训练,建立含有离焦模糊信息的模糊三维图像与其对应清晰图像间的非线性映射关系,然后用训练好的网络进行图像复原。实验证明该算法的复原速度快,且复原的三维图像在主观视觉和定量分析上都获得了较好的效果。
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19. 调整EM算法结合加权小波在COSM中的应用
孙贵凡 何小海 陶青川
计算机应用   
摘要1031)      PDF (414KB)(1093)    收藏
用基于深度变化成像模型的调整EM算法进行三维显微图像复原,不能更好地复原图像细节,而且耗时长。为提高图像的复原质量,缩短时间,提出把调整EM算法与加权小波相结合的算法。该算法先对加权小波系数进行调整,再用调整EM算法进行迭代复原。实验表明复原效果得到改善,并减少了迭代次数,效率明显提高。
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20. 基于SPIHT算法的改进ROI图像编码
罗明凤; 滕奇志;何小海
计算机应用   
摘要914)      PDF (791KB)(876)    收藏
将分层树集合划分算法(Set Partitioning in Hierarchcal Trees, SPIHT)引入到感兴趣区域(Region of Interest, ROI)编码中。对前n个高比特平面进行编码时,将ROI区域与背景无区分进行编码。对n个高比特平面之后的平面进行编码时,将背景区域进行清零操作,ROI区域继续用SPIHT算法进行编码。此算法的优点:位平面数减少;整个图像的基本信息能够优先被恢复出来。在解码端,依靠原有的SPIHT解码程序就可以将其解码出来。可用于现有的SPIHT算法应用中,并且能够很好地恢复感兴趣的图像。
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21. 基于自适应双lp-l2范数的模糊图像超分辨率盲重建
李滔 何小海 滕奇志 吴小强
  
录用日期: 2017-02-15