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1. 结合梯度投影稀疏重构和复数小波的图像重构

高彦彦, 李莉, 张晶, 贾英茜

《计算机应用》唯一官方网站 2020, 40 (2): 486-490. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2019101719

摘要（336）

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PDF （680KB）（229）

压缩感知主要包括随机投影和重构两部分。针对迭代收缩算法收敛速度较慢，普通二维小波变换缺少方向性表示的缺点，利用置乱离散余弦变换（PDCT）实现随机投影，重构时采用梯度投影算法，在简化计算的基础上，通过迭代的方式完善图像在双树复数小波域的变换系数，最后经反变换后得到重构图像。在同一重构算法下，比较了利用双树复数小波变换和双正交小波变换的重构结果，结果表明前者重构后的图像在细节和平滑度上优于后者，在峰值信噪比（PSNR）上平均高出约1.5 dB；同一稀疏域中，梯度投影算法的收敛速度优于迭代收缩算法；相同稀疏域和重构算法下，PDCT与结构随机矩阵相比在PSNR上略高。

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2. 基于3D深度残差网络与级联U-Net的缺血性脑卒中病灶分割算法

王平, 高琛, 朱莉, 赵俊, 张晶, 孔维铭

计算机应用 2019, 39 (11): 3274-3279. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2019040717

摘要（628）

PDF （959KB）（385）

为了解决人工勾画缺血性脑卒中病灶费时费力且易引入主观差异的问题，提出了一种基于三维（3D）深度残差网络与级联U-Net的自动分割算法。首先，为了有效利用图像的3D上下文信息并改善类不平衡现象，将脑卒中核磁共振图像（MRI）采样成图像块作为网络输入；然后，利用基于3D深度残差网络与级联U-Net的分割模型对图像块进行特征提取，获得粗分割结果；最后，对粗分割结果进行精分割处理。在ISLES数据集上的实验结果表明，该算法的Dice系数可达到0.81，精确度可达到0.81，灵敏度可达到0.81，平均对称表面距离（ASSD）距离系数为1.32，HD为22.67。所提算法与3D U-Net算法、基于水平集算法、基于模糊C均值（FCM）算法和基于卷积神经网络（CNN）算法相比分割性能更好。

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3. 基于信息物理融合系统执行器输出事件的价值评价调度策略

张晶, 陈垚, 范洪博, 孙俊

计算机应用 2017, 37 (6): 1663-1669. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2017.06.1663

摘要（419）

PDF （1059KB）（614）

对于信息物理融合系统状态转移实时过程会影响系统性能及其正确性的问题，针对执行器的输出事件驱动系统状态转移过程，提出一种基于信息熵与数据质量的执行器输出事件的价值评价调度策略——VE-IE&QoD。首先，以超致密时间模型表达事件的实时性，定义输出事件的自信息量、执行器的信息熵及其数据质量分别为价值评价的函数指标；然后，对执行器执行任务的过程进行价值评价，并考虑适当增加加权系数；最后，利用Ptolemy Ⅱ平台建立包含价值评价调度策略、传统最早截止时间优先（EDF）调度算法以及考虑信息熵的IE ^*调度策略的离散事件模型。分析不同算法模型的运行情况，对比价值评价的变化以及执行时间，实验结果表明，价值评价调度策略可降低系统平均执行时间，提高内存使用效率与任务价值评价。该策略能在一定程度上提高系统性能及其正确性。

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4. 基于先验置信传播的图像修复改进算法

王佳君, 喻强, 张晶晶

计算机应用 2016, 36 (4): 1115-1119. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2016.04.1115

摘要（449）

PDF （974KB）（409）

先验置信传播(priority-BP)算法很难在实际中达到实时处理的要求,计算效率也有很大的提升空间。针对先验BP算法在图像修复上的应用,改进算法主要在信息传递以及标签搜索方面提出改进措施。在信息传递方面,改进的算法在初次迭代前利用图像的稀疏表示,快速更新目标区域的初始图像信息,为首次迭代提供更为准确的先验值,加速信息传递的收敛速度,并提高标签裁减和传递消息的准确度;在搜索策略方面,改进的先验BP算法舍弃了单一的全局搜索方法,在全局搜索中结合局部搜索方式,提高了标签集的组建效率。最后,将改进算法用于实例验证,待修复图像尺寸越大,改进算法优势越明显,即使在较小的图像尺寸(120×126)下,改进算法修复效果的峰值信噪比(PSNR)相对原算法平均提高了1.1 dB, 修复时间减少了接近1.2 s。实例验证结果表明该算法不但可以有效地提高图像修复的精度,而且提高了图像修复的效率。

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5. 基于无人机图像的输电线断股与异物缺陷检测方法

王万国, 张晶晶, 韩军, 刘俍, 朱铭武

计算机应用 2015, 35 (8): 2404-2408. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.08.2404

摘要（828）

PDF （840KB）（805）

为提高无人机(UAV)巡检输电线路的效率,提出一种基于线结构感知的输电线断股与异物缺陷的检测方法。由于无人机巡检的图像受背景纹理及光线影响较大,采用能检测线宽度的水平与垂直方向的梯度算子提取巡检图像上的线对象,进而研究感知定律中的共线性、近似性、连续性的计算,将断续线段连接成长的线段,通过长线段的平行性计算,识别出输电线路结构中显著的平行导线组。为识别导线上安装的防振锤与间隔棒连接部件,提出一种基于局部轮廓特征的形状部件识别方法。在识别出这些连接部件的基础上,对导线进行分段分析,计算分段导线的宽度变化、灰度相似度来检测导线上的断股与异物缺陷。通过对无人机巡检采集的输电线路图像的测试,验证了这种方法在复杂的背景条件下能有效地检测导线上断股与附着异物缺陷。

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6. 多标记数据特征提取方法的核改进

李华, 李德玉, 王素格, 张晶

计算机应用 2015, 35 (7): 1939-1944. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.07.1939

摘要（521）

PDF （997KB）（496）

针对多标记数据特征提取方法中输出核函数没有准确刻画标记间的相关性的问题,在充分度量标记间相关性的基础上,提出了两种新的输出核函数构造方法。第一种方法首先将多标记数据转化为单标记数据,并使用标记集合来刻画标记间的相关性;然后从损失函数的角度出发定义新的输出核函数。第二种方法是利用互信息来度量标记间的两两相关性,在此基础上进一步构造新的输出核函数。3个多标记数据集上2种分类器的实验结果表明,与原有核函数对应的多标记特征提取方法相比,基于损失函数的输出核函数对应的特征提取方法性能最好,5个评价指标的性能平均提高了10%左右, 尤其在Yeast数据集上,Coverage指标下降幅度达到了30%左右;基于互信息的输出核函数次之,性能平均提高了5%左右。实验结果表明,基于新的输出核函数的特征提取方法能够更加有效地提取特征,并进一步简化分类器的学习过程,提高分类器的泛化性能。

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7. 基于显著图的输电线路杆塔图像拼接方法

张旭, 高佼, 王万国, 刘俍, 张晶晶

计算机应用 2015, 35 (4): 1133-1136. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.04.1133

摘要（526）

PDF （664KB）（555）

无人机拍摄的输电线路杆塔图像分辨率高且背景复杂,基于传统特征点的拼接算法在背景中检测出大量的特征点增加了图像匹配的时间,影响了杆塔的匹配精度。针对该问题提出了一种既稳定又具有较小时间开销的输电线路杆塔图像自动拼接方法,利用改进的显著性检测算法得到杆塔图像的显著图,将图像的前景与背景分离,减少了背景对图像中杆塔拼接效果的影响;并采用基于定向的加速分割检测特征(FAST)和旋转不变性的二进制鲁棒独立元素特征(BRIEF)描述子(ORB)特征点的图像匹配算法,以提高特征点提取和匹配的速率;最后利用多尺度融合策略得到最终的拼接结果。实验结果表明,所提方法具有较好的拼接效果和拼接效率。

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8. 基于暗原色先验原理的偏振图像浓雾去除算法

张晶晶, 陈自红, 张德祥, 阎庆, 寻丽娜, 张卫国

计算机应用 2015, 35 (12): 3576-3580. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.12.3576

摘要（767）

PDF （806KB）（340）

在浓雾天气下,针对基于常规偏振特性去雾算法去雾效果不理想的特点,提出了一种基于暗原色先验原理的颜色空间转化算法去除偏振图像的浓雾。相比传统的成像技术,偏振图像探测技术在复杂环境下的目标探测和识别处理具有独特的优势,偏振图像通常采用强度图、偏振度图、偏振角图来表征目标的偏振信息。为了达到偏振信息与去雾模型相结合的目的,采用一种颜色空间转化的方法,首先把偏振信息转化到HIS颜色空间对应的亮度、色度、饱和度等各分量中,再把HIS颜色空间映射到RGB空间;其次,结合雾霾图像的大气散射模型用暗原色先验原理求图像的暗通道图;最后,在图像的稀疏先验基础上用softmatting算法细化修正大气传输率。实验结果表明,在能见度很低时,去雾后图像的标准差、信息熵、平均梯度等指标比现有的偏振去雾技术提高很多,该方法能有效增强浓雾天气下图像的整体对比度,提高偏振图像的目标识别能力。

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9. 改进二进制布谷鸟搜索算法求解多维背包问题

张晶, 吴虎胜

计算机应用 2015, 35 (1): 183-188. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2015.01.0183

摘要（616）

PDF （813KB）（542）

针对多约束组合优化问题——多维背包问题(MKP),提出了一种改进二进制布谷鸟搜索(MBCS)算法.首先,采用经典的二进制代码变换公式构建了二进制布谷鸟搜索(BCS)算法.其次,引入病毒生物进化机制和病毒感染操作,一方面赋予布谷鸟鸟巢位置自变异机制增加种群多样性;一方面将布谷鸟鸟巢位置所组成的主群体的纵向全局搜索和病毒群体的横向局部搜索进行动态结合,进一步提高了算法的收敛速度,降低了陷入局部极值的概率.再次,针对MKP特点设计了不可行解的混合修复策略.最后将MBCS算法同量子遗传算法(QGA)、二进制粒子群优化(BPSO)算法、BCS算法就来源于ELIB数据库和OR_LIB数据库的15个算例进行了仿真对比.实验结果表明,所提算法计算误差均小于1%,标准差小于170,相比这3种算法具有相对更好的寻优精度和求解稳定性,是一种求解多维背包等NP难问题有效的算法.

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10. 扇束CT极坐标反投影重建算法的对称优化

张晶张权刘祎桂志国

计算机应用 2014, 34 (6): 1711-1714. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.06.1711

摘要（358）

PDF （592KB）（295）

为了提高扇束滤波反投影(FBP)算法重建图像的速度,提出一种极坐标反投影算法的优化快速重建方法。算法利用三角函数对称性对多幅预处理后的投影数据同时进行极坐标反投影运算;在反投影数据坐标转换时运用像素位置参数的对称性,以减少双线性插值的计算量。实验结果表明,在不牺牲重建图像质量前提下,与传统卷积反投影重建算法相比,优化算法的重建速度提高8倍以上。该优化方法也适应于三维锥束重建,并可推广到多层螺旋三维重建。

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11. 羽毛球动态稳定性研究

张晶华汪仁煌岳洪伟

计算机应用 2014, 34 (3): 902-906. DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2014.03.0902

摘要（390）

PDF （754KB）（342）

为了解决羽毛球动态稳定平衡调节问题，提出了羽毛片质点影响系数调节法。该方法结合羽毛球质量模型以及羽毛片质量、弯拱度和攻角等相关要素，通过调节质心高度得到对应的质点影响系数，求取倾斜摆动平方最小值得到满足羽毛球动态稳定性要求的羽毛片的质心调节高度。与传统的羽毛球动态稳定调节须依赖经验积累相比，所提出的羽毛片质点影响系数法形成了一个理论系统，并且具有耗时少、效率高等特点。通过数值实验进一步地验证了所提方法的正确性和有效性。