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1. 基于复卷积双域级联网络的欠采样磁共振图像重建算法
邱华禄, 蔺素珍, 王彦博, 刘峰, 李大威
《计算机应用》唯一官方网站    2024, 44 (2): 580-587.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2023020187
摘要54)   HTML2)    PDF (2360KB)(42)    收藏

目前,大多数加速磁共振成像(MRI)的重建算法通过重建欠采样幅值图像,利用实值卷积进行特征提取,没有考虑MRI数据本身是复数,从而限制了对MRI复值数据的特征提取能力。为了提高对单个切片MRI复值数据特征提取能力,从而重建出细节更为清晰的单切片磁共振(MR)图像,提出复卷积双域级联网络(ComConDuDoCNet)。将原始欠采样MRI数据作为输入,使用残差特征聚合(RFA)块交替提取MRI数据的双域特征,最终重建出具有清晰纹理细节的MR图像。每个RFA块使用复卷积作为特征提取器。不同域间通过傅里叶变换或逆变换进行级联,并加入数据一致性层实现数据保真。在公开的膝关节数据集上进行实验,与双任务双域网络(DDNet)在采样率为20%的三种不同采样掩码下的对比结果表明,在二维高斯采样掩码下,所提算法的标准均方根误差(NRMSE)下降了13.6%,峰值信噪比(PSNR)提升了4.3%,结构相似性指数(SSIM)提升了0.8%;在泊松采样掩码下,所提算法的NRMSE下降了11.0%,PSNR提升了3.5%,SSIM提升了0.1%;在径向采样掩码下,所提算法的NRMSE下降了12.3%,PSNR提升了3.8%,SSIM提升了0.2%。实验结果表明,ComConDuDoCNet结合复卷积与双域学习,能够重建出细节更加清晰、视觉效果更加逼真的MR图像。

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2. 基于孪生网络和Transformer的红外弱小目标跟踪方法
崔晨辉, 蔺素珍, 李大威, 禄晓飞, 武杰
《计算机应用》唯一官方网站    2024, 44 (2): 563-571.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2023020167
摘要93)   HTML2)    PDF (3513KB)(58)    收藏

针对红外弱小目标跟踪准确性较低这一问题,提出一种基于孪生网络和Transformer的红外弱小目标跟踪方法。首先,构建多特征提取级联模块分别提取红外弱小目标模板帧和搜索帧的深度特征,并将二者分别与其对应的HOG特征进行维度层面的串联;其次,引入多头注意力机制Transformer进行模板特征图和搜索特征图的互相关操作,生成响应图;最后,通过响应图上采样网络和边界框预测网络,获得目标在图像的中心位置和回归边界框,完成对红外弱小目标的跟踪。在包含13 655张红外图像数据集上的测试结果表明:与KeepTrack跟踪方法相比,成功率提高5.9个百分点,精确率提高1.8个百分点;与TransT(Transformer Tracking)方法相比,成功率提高14.2个百分点,精确率提高14.6个百分点,证明所提方法对复杂背景下的红外弱小目标跟踪准确性更高。

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3. 基于残差图卷积神经网络的高倍欠采样核磁共振图像重建算法
樊小宇, 蔺素珍, 王彦博, 刘峰, 李大威
《计算机应用》唯一官方网站    2023, 43 (4): 1261-1268.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2022020309
摘要302)   HTML4)    PDF (2569KB)(117)    PDF(mobile) (2309KB)(4)    收藏

磁共振成像(MRI)因其无创伤和较高的软组织对比度而被广泛地用于复杂疾病诊断。目前多通过在k空间高倍欠采样磁共振(MR)信号解决MRI速度较慢的问题,然而代表性算法重建高倍欠采样的MR图像时往往存在细节模糊的问题。因此,提出一种基于残差图卷积神经网络(RGCNET)的高倍欠采样MR图像重建算法。首先,使用自编码技术与图卷积神经网络(GCN)构建生成器;其次,将欠采样图像输入特征提取(编码)网络中从底层提取特征;接着,通过GCN块提取MR图像的高层特征;然后,通过解码网络生成初始的重建图像;最后,经过生成器和鉴别器的动态博弈得到最终的高分辨率重建图像。在FastMRI数据集上的测试结果表明,与基于空间正交注意力机制的MRI重建算法SOGAN(Spatial Orthogonal attention Generative Adversarial Network)相比,在10%、20%、30%、40%和50%的采样率下,所提算法在标准均方根误差(NRMSE)指标上分别下降了3.5%、26.6%、23.9%、13.3%和14.3%,在峰值信噪比(PSNR)指标上分别提升了1.2%、8.7%、6.9%、2.9%和3.2%,而结构相似性(SSIM)指标上分别提升了0.8%、2.9%、1.5%、0.5%和0.5%。同时,主观观察也验证了所提算法能保留更多细节和取得更逼真的视觉效果。

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4. 基于多特征融合与分层数据关联的空中红外多目标跟踪方法
杨博, 蔺素珍, 禄晓飞, 李大威, 秦品乐, 左健宏
计算机应用    2020, 40 (10): 3075-3080.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2020030320
摘要302)      PDF (1977KB)(376)    收藏
针对星空背景下目标相似度高、数量大和误检数目较多所导致的空中红外多目标跟踪困难问题,提出基于分层数据关联的空中红外多目标在线跟踪方法。首先,根据红外场景特性来提取目标的位置特征、灰度特征和尺度特征;其次,综合这三个特征来计算目标与轨迹之间的初步关联关系以获得真实目标;再次,将所获得的真实目标按照尺度大小分类,大尺度类目标数据关联采用表观特征、运动特征、尺度特征三种特征相加的方法来计算,小尺度类目标数据关联采用表观特征与运动特征两种特征相乘的方法来计算;最后,根据匈牙利算法对两类目标分别进行目标分配、完成轨迹更新。多种复杂情况下的实验结果表明:与仅采用运动特征的在线跟踪方法相比,所提方法的跟踪准确率提升了12.6%;与采用多特征融合的方法相比,所提方法的分层数据关联不仅提高了跟踪速度,也使跟踪准确率提升了19.6%。综上,该方法不仅跟踪精度高,而且具有较好的实时性和抗干扰能力。
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5. 基于改进的Zernike矩的局部描述符与图割离散优化的非刚性多模态脑部图像配准
王丽芳, 王雁丽, 蔺素珍, 秦品乐, 高媛
计算机应用    2019, 39 (2): 582-588.   DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2018061423
摘要360)      PDF (1232KB)(250)    收藏
针对脑部图像中存在噪声和强度失真时,基于结构信息的方法不能同时准确提取图像强度信息和边缘、纹理特征,并且连续优化计算复杂度相对较高的问题,根据图像的结构信息,提出了基于改进Zernike距的局部描述符(IZMLD)和图割(GC)离散优化的非刚性多模态脑部图像配准方法。首先,将图像配准问题看成是马尔可夫随机场(MRF)的离散标签问题,并且构造能量函数,两个能量项分别由位移矢量场的像素相似性和平滑性组成。其次,采用变形矢量场的一阶导数作为平滑项,用来惩罚相邻像素间有较大变化的位移标签;用基于IZMLD计算的相似性测度作为数据项,用来表示像素相似性。然后,在局部邻域中用图像块的Zernike矩来分别计算参考图像和浮动图像的自相似性并构造有效的局部描述符,把描述符之间的绝对误差和(SAD)作为相似性测度。最后,将整个能量函数离散化,并且使用GC的扩展优化算法求最小值。实验结果表明,与基于结构表示的熵图像的误差平方和(ESSD)、模态独立邻域描述符(MIND)和随机二阶熵图像(SSOEI)的配准方法相比,所提算法目标配准误差的均值分别下降了18.78%、10.26%和8.89%,并且比连续优化算法缩短了约20 s的配准时间。所提算法实现了在图像存在噪声和强度失真时的高效精确配准。
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6. 基于复卷积双域级联网络的欠采样磁共振图像重建算法
邱华禄 蔺素珍 王彦博 刘峰 李大威
《计算机应用》唯一官方网站    DOI: 10.11772/j. issn.1001-9081.2023020187
预出版日期: 2024-01-06

7. 基于孪生网络和 Transformer 的红外弱小目标跟踪方法
崔晨辉 蔺素珍 李大威 禄晓飞 武杰
《计算机应用》唯一官方网站   
录用日期: 2023-09-21