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挑战杯历届全国特等奖、一等奖作品

挑战杯历届全国特等奖、一等奖作品

国家历届挑战杯特等奖、一等奖作品第一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛由清华大学于1989年承办:清华大学摘得“挑战杯”一等奖获奖名单如下:北京大学刘闯在地理信息系统中土地评价模型的建模研究清华大学陈邕涛等中华学习机CAI软件开发工具清华大学吴丹策等电脑照相及微机图像处理系统清华大学金龙文等竹草木漂白系列新工艺的研究华中理工大学吴敏等建筑方案“将居民安置在发种种的小镇中”新疆石河子医学院王惠民门脉系的内分泌学意义第二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛由浙江大学于1991年承办:上海交通大学摘得“挑战杯”一等奖获奖名单如下:浙江大学微机遥感图像显示操作及处理系统郑州大学方兴未艾福利企业国防科技大学Hyperview(v1.01)系统北方交通大学铁道部及各地区财务基准收益率的测定上海交通大学光纤中自然聚焦光场的环形结构上海医科大学他莫昔芬枸橡酸新工艺的研究及其原理的讨论上海交通大学农村民居建筑调研华中理工大学微量泄漏检测仪北京航天航空大学简繁五笔汉字系统及其为通道汉卡四川成都电子科技大学通信母板自动测试系统第三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛由上海交通大学于1993年承办:北京大学获得“挑战杯”一等奖获奖名单如下:北京大学基于具有更佳频率分辨率的正交子波变换及自适应VQ技术的图像压缩北京大学危机与出路.....从九二深圳股市看中国B股清华大学铁基合金薄膜中铁原子磁矩的反常增大等作品获奖东北大学超级电子档案系统吉林大学镧系离子荧光探针探测天花粉蛋白结构和分子间能量传递武汉大学信安-I型计算机网络信息保护系统浙江大学PLT陶瓷期间合金电极成型新技术四川师范大学四川西部蝶类资源调查天津财经学院建立会计逻辑学体系的构想北方交通大学多渠道多方式利用外资发展我国的铁路的探讨中国科技大学本原矩阵指数的一个猜想证明上海交通大学浦东开发区环境调查及综合防治上海医科大学Z曲线显示和分析DNA系列的直观工具南京理工大学激光全息场再现图像的离子自动检测华东理工大学化学气相淀积反应器中超细粒子形成过程研究及产物形态控制华中理工大学将城市引入农村,农村引入城市-繁忙江南水乡的僻静水上花园齐齐哈尔工学院黑龙江省甜菜糖业产品结构调整战略研究报告北京航空航天大学空中机器人系统北京航空航天大学智能化电力电容在线检测仪第四届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛由武汉大学于1995年承办:复旦大学摘得“挑战杯”一等奖获奖名单如下:复旦大学载能束合成新型共价氮化碳超硬材料研究河北大学BaZrXTil-03固溶体的合成,结构与物性武汉大学高性能镍/金属氢化物电池和锂离子蓄电池暨南大学物体三维形貌测试技术的研究等作品获奖北京大学物体三维形貌测试技术的研究云南大学村落文化贫困地区农村妇女生育健康服务模式——武定县中山大学《劳动法》与外来工的权益保障北京大学光WDM(波分复用)中的激光波长控制清华大学高速中西文激光打印/照排控制器北京师范大学论教师的教学效能感南京理工大学走出困境再创辉煌——重庆军工企业走上发展之路的启示北京科技大学双拇指型多指手大连理工大学大学物理实验CAI教学软件包华中理式大学新型宜人化计算机辅助设计绘图系统——开目CAD华北师范大学松树花粉的培养和它萌发时营养万分的变化吉林工业大学梁的大挠度强迫振动的非线性响应的分析的新方法苏州丝绸工学院真丝新村料的研制及产品开发北京航天航空大学遥控多用途空中飞行平台第五届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛由南京理工大学于1997年承办:清华大学摘得“挑战杯”一等奖获奖名单清华大学《十字路口看乡企》——中国农村乡镇企业转制问题调查报告清华大学蛋白质去折叠与折叠机制的研究清华大学基于界面设计的多层膜技术获得新型合金清华大学文本无关的说话人语音语音识别系统北京大学两家名油企业生活后勤体制变革北京大学股市中操纵市场行为及防范的法律对策北京大学 Runge—lenz矢量与升降算子武汉大学武汉市再就业工程调研报告南京理工大学小波变换中的视觉门限模型和图像的层次分割优生权编码复旦大学通用工件识别系统生成工具VisionExport南京大学水煤奖添加剂NDF上海交通大学柔体机器人(组件)云南大学边疆民族地区生态环境变迁与脱贫致富——云南省怒江傈族自治州经济开发新模式研究北京航空航天大学三翼面微型无人驾驶验证机国科学技术大学酶反应的理论研究——方法及在葡萄糖异构酶中的应用四川联合大学利用红矾母液和铬酐下脚料生产蒙囿吸收铬鞣粉剂石油大学河南西峡恐龙蛋化石层及恐龙绝灭原因初探中国政法大学青少年创造能力培养和知识产权保护教育调查报告吉林工业大学轿车车身焊装用微机控制自动螺柱焊机第六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛由重庆大学于1999年承办:复旦大学获得“挑战杯”一、二等奖获奖名单北京航空航天大学鱼类运动仿生研究及其柔体舰艇模型东北大学微型足球机器人系统江苏理工大学高性能铝合金材料的应用研究复旦大学指间区纹的进化和遗传南京大学体内可降解吸收医用高分子材料及其制品大连海事大学椭圆波导中的场中国科学技术大学关于α和β环糊精与苯衍生物之间的包含驱动力及包合结构的新模型上海交通大学面向软件无线电的数字发射机(激励器部分)东南大学中文个人数字助理(ASICPDA-2000)北方交通大学大规模发展交通仿真及公交智能调度指挥平台开发重庆大学 AV-100S型双面表格自动阅读机苏州大学真丝新材料-差别化柞桑弹力真丝的研制与产品开发北京大学从法院状告新闻媒体谈起——一起名誉侵权官司引发的思考复旦大学适应环境变化,构建新型企业——上海国有外贸企业改革调查华东师范大学师范大学生专业思想状况调查哈尔滨理工大学侵华日军731部队罪证网站国立华侨大学基于可持续发展的水资源定价试探华中理工大学基于针式传感器的多功能扫描探针显微装置南京大学电动自行车综合测试仪吉林工学院轿车深冲件应用国产冷轧IF钢板研究江苏理工大学 4LGT-130型稻麦联合收割机的研制重庆大学虚拟式小波变换信号分析仪重庆医科大学手握(傻瓜)式纯水检测仪华东理工大学清洁化生产取代芳胺磺酸中国科学技术大学超支化聚(胺-酯)的合成及其光固化性能研究吉林工学院汽车内饰件粘合剂的研制同济大学茶多酚提取新工艺及其系列产品开发无锡轻工大学 UASB-CAAS系统处理高浓度有机废水的工程技术无锡轻工大学维生素在光滑球拟酵母发酵生产丙铜酸中的关键作用广西师范大学湘西洛塔植物区系及开发利用研究重庆大学心肌收缩能力的一种无伤性检测和评估方法研究山西大学 Hie Senberg 方程的换算表示复旦大学国内首家微波硫灯的研制桂林工学院 NETWARE高级编程接口及未公开的核心技术武汉交通科技大学二维条码自动识别应用技术研究西安电子科技大学高速分组无线网长沙铁道学院空调客车状态参数集中管理系统成都电子科技大学校园网上的学生管理信息系统中国科学技术大学基于中文实时语音技术的有声电子系统北京理工大学《圣林3.0》实时三维图象引擎武汉大学系列安全容错智能卡应用系统重庆邮电学院多链路中国NO.7的信令分析仪华中理工大学基于LAN/INTERNET的H.323视频会议系统西安电子科技大学自控光阀及其在防弧光领域的应用清华大学细菌基因快速鉴测仪中国地质大学(武汉)油气资源储量评价系统华东理工大学无规共聚高分子相平衡的研究武汉大学新型固相微萃取探针复旦大学智能酒气电子鼻山东工业大学弹性管束热交换器的结构、动态特性及自动控制过程仿真重庆建筑大学新型高效掺合料北京大学社区的构成清华大学走近21世纪的中国环境技术中国人民大学面对挑战,中国对外经济的立足点北京师范大学困境与出路——城镇企业下岗职工再就业状况调查北京师范大学面向21世纪发展远程教育——关于中国远程教育中若干问题的调查与思考中国政法大学中国农民法律意识现状探讨西南政法大学典权的过程分析及性质研究山西大学刚玉之路河海大学江苏省水资源可持结发展模式探讨中国药科大学我国药品价格现状分析及管理对策的研究杭州商学院论国有企业激励机制湖南财经学院买方市场:高教与经济增长—发展高教是推动经济增长的重要途径华中农业大学农业科技推广中的几点思考第七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛由西安交通大学于2001年承办:复旦大学和东南大学获得“挑战杯”特等奖北京大学锆基固体电解质纳米晶薄膜材料的制备及微结构与电学性质研究清华大学结构光三维扫描仪北京航空航天大学数字立体电视其计算机成像系统南开大学发光锌纳米分子复旦大学上海越族后裔与台湾高山族的渊源华东师范大学师范生对教育类课程看法的调查报告东南大学 OSC2001微型掌上数字存储示波器东南大学南京市流动民工现状调查山东大学换热器动态仿真及智能控制系统山东大学紫外倍频晶体K2AL2B207的生长技术汕头大学 LCD生产过程的基板自动对位贴合及ITO、SPACER自动检测系统电子科技大学考虑交易费用与风险情况下移动平均交易规则的检验四川大学论对抽象行政行为的司法监督重庆大学“移民者的乐园”——三峡库区“棚户现象”调查研究与城市(镇)迁建、移民问题思考渝州大学绿色贸易壁垒及重庆之应对贵阳中医学院《针穴II》虚拟三维教学系统西安交通大学金纳米球壳微粒的空腔谐振吸收特性)西安交通大学一种适用于小C臂X光机的数字成像系统一等奖北京大学中国高龄老人健康状况和健康预期寿命研究北京航空航天大学环形翼飞机北京航空航天大学弹射座椅地面综合测试仪及其嵌入式系统北京航空航天大学多机器鱼协调及机器鱼的机动性研究北京科技大学喷丝板自动检测系统北京科技大学灵丘贫锰银矿综合利用技术研究北京理工大学哈勃常数的实验估计北京理工大学发动机润滑系统仿真软件包北京师范大学教师反馈、学生的归因模式与学生学业成绩关系的研究:一项行动研究及其对学校心理健康教育的启示中国人民大学真茵寡聚糖诱导子诱导悬浮培养红豆杉细胞的信号转导途径及其过程模型的研究天津理工学院缔合色心型X线影像板河北大学陆马峰的发育与筑巢行为的研究河北科技大学 L-抗坏血酸-2-三聚磷酸酯的合成研究华北电力大学民事举证责任倒置问题探析大连海事大学船舶运动控制试验平台大连理工大学冰柜监控管理系统大连理工大学单金属、双金属催化剂表面CO氧化反应的模拟模型大连理工大学医学层析图象三维几何重建与可视化仿真东北大学般若企业互联网络综合应用平台吉林工学院溶液法银纳米微粉的光化学制备哈尔滨理工大学地下管线定位仪东华大学中国绿色服装发展探究复旦大学转动基板的激光测温复旦大学知识产权新课题——基因专利复旦大学以企业信息化迎接B2B挑战华东师范大学 GSEEK码路天使——中西文著者号码自动生成系统上海财经大学高级管理层激励与上市公司经营绩效上海交通大学全光通信系统仿真软件上海师范大学如何在中国农村普及信息技术教育同济大学多高层建筑结构设计系统(简称MTS)东南大学均压型行波形超声波电机苏州大学真丝调拒水拒油防污多功能整理新技术研究及产品开发苏州大学非接触式高精度数字图像面积测量仪苏州大学激发型抗人CD40单克隆抗体的研制及产品开发扬州大学 Xa21基因导入水稻广亲和恢复系SWR20提高白叶枯病抗性中国药科大学脆壁克鲁维酵母菌乳糖酶的开发与应用浙江大学基于综合推理的集成化智能书法创作合肥工业大学关于安徽农村税费改革的调查和建议中国科学技术大学语音合成芯片郑州工程学院王涛河南省高校大学生创新能力现状调查与对策研究郑州工程学院袁少勇在WTO框架下:中国粮食流通体制改革研究华中师范大学我国城市社区的阶层化趋势研究武汉大学用人市场对大学毕业生质量评价的社会学分析武汉理工大学谈广义M集的演化及其在图形防伪中的应用中国地质大学(武汉) 全球古大陆再造软件开发研究国防科学技术大学 Windows变速器国防科学技术大学数字水印新技术华南农业大学车八岭保护区及其邻近地区的木兰科植物种群及其群落特征的研究中山大学中国南沙群岛海域浮游原生动物生物多样性研究中山大学珠江三角洲富裕农村主观剩余劳动力问题研究华南热带农业学院蝗虫霉菌的培养及致病性初步实验西南石油学院油藏压裂模拟设计与分析软件系统重庆大学可穿戴式计算机——Netdaily云南大学便携式高精度数字燃油流量计云南大学传统法文化的断裂与现代法治的真空——少数民族农村法治秩序建构路径选择的社区个案研究长安大学 The Problems and the Solutions on Ecological Architecture in Developing Countries西安电子科技大学单片机模糊控制软件仿真和生成平台西安理工大学 Sn02:F透明电热膜加热管兰州大学纳米微阵电极组装体系的制备和初步研究宁夏大学宁夏移民区可持续发展模式研究宁夏大学历史上固原地区人地关系的两次转型对生态建设的启示新疆大学维-汉-英三向背单词系统、电脑词典第八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛由华南理工大学于2003年承办:清华大学获得“挑战杯”复旦大学获得挑战杯永久纪念碑一座一等奖获奖名单北京大学司法判决书中“双高”现象并存的另一种解释进路北京大学贫困学生怎么上大学?——中国高校学生贷款运行机制案例分析及其国际比较北京航空航天大学仿生飞翼布局飞机北京航空航天大学纳米光催化空气消毒净化器清华大学北京市流动儿童受教育状况及心理健康现状调查报告中国地质大学(北京)大学生创新精神和实践能力培养的调查研究——团体创新模式分析中国农业大学 AISCR-1-100微机控制全自动智能除雪机器人中国人民大学资本市场融资条件与产品市场竞争双重约束下的中国上市公司融资行为研究北京城市学院北京市乞丐现状调查报告天津大学桩基承台前方设挡土结构的大型码头结构河北科技师范学院杏树新害虫---JT虫生物学特性及无公害防治研究山西财经大学货币需求中的认知因素分析大连理工大学基于元胞自动机和Penna模型的生态系统模拟模型吉林大学国有经济控制力及控制方式新探吉林大学兽疫链球菌突变株产生的透明质酸的纯化及表征北华大学气动蠕动式缆索机器人哈尔滨医科大学中药复方抗心律失常药物筛选平台的建立复旦大学手晃电子显示棒上海财经大学城市轨道交通投资对周边地价变动影响的实证分析上海交通大学新型水葫芦打捞船上海交通大学基于 Inter PXA250的无线个人客户端的开发(wireless personal client)同济大学轨道交通运输组织仿真系统开发同济大学城市之桥—上海世博会人行过江“花”桥的结构概念设计同济大学四轮独立驱动燃料电池微型汽车东南大学通用手持概念仪器东南大学江苏省企业电子商务应用调查研究报告南京大学一种新型的磁力吸盘南京大学他们怎样生存——三峡移民迁前生存状况调查南京工业大学绿色紧凑的冷冻式空气干燥机南京理工大学鱼类旋涡射流推进理论及其应用南京师范大学稀土有机配合物生态转光剂的制备南京师范大学推进乡镇机构改革的对策研究——苏南、苏北若干典型乡镇机构改革的比较分析南京邮电学院基于动态路由控制的高性能IP宽带接入网关中国矿业大学花生收获机华东船舶工业学院仿生波动推进器绍兴文理学院组织的镶嵌、链接和整合——中国轻纺城地方商会个案分析浙江工业大学“AH-Assemble”汇编语言集成开发平台浙江师范大学村委会选举中乡镇政府的角色转换——以浙江省昌镇村委会选举为个案中国科学技术大学σ键超共轭作用在丙烯旋转能垒中的重要性中国科学技术大学最小超对称标准模型下的R宇称破坏机制对CERN LHC上轻子对产生过程的影响中国科学技术大学 Bcl-rambo β的发现和功能研究福建农林大学甘蔗近缘属植物斑茅的杂交利用与抗逆性评价福州大学基于评价方法属性层次的组合评价研究华侨大学三维自然纹理的反求设计与制造厦门大学从“三农”问题透视乡镇政权——以福建省枫亭镇和大济镇为例山东理工大学竹红菌甲素--一种新型抗生素的抑菌作用研究郑州工程学院大学生诚信缺失徂源及对策——转型期大学生信用行为分析湖北大学论诚信的劣变与对教育理性的质问----关于当代大学生诚信状况的分析以及对当代教育的反思华中科技大学北京、武汉高校人才培养与学生素质状况调查报告武汉大学绿色铅酸蓄电池及其生产工艺武汉化工学院水性聚酯树脂的合成及其涂料研制中国地质大学(武汉)求解动态TSP问题的新型演化算法国防科技大学新概念路标系统与无人驾驶汽车模型湖南大学 RSY-1肉类水分快速测定仪湖南大学入世过渡期:银行不良资产处置模式的比较分析与路径选择湖南师范大学传统文化与党风廉政建设湖南师范大学走向权利时代的民工权益——来自深圳民工的调查中南大学三峡移民的文化差异与文化融合——以湖南岳阳地区新市、杨林两地三峡移民为样本分析的调查报告中南大学基于等离子体聚合膜技术的压电免疫传感器的研究及其在急性白血病免疫分型中的应用广州大学岭南城市广场与公园热环境研究华南理工大学新型高分子点阵发光显示屏华南农业大学园艺植物自然分类系统及其汉拉英名称对照广东商学院 21世纪中国人口老龄化与银色产业开发四川大学通过分子复合实现聚乙烯醇的吹塑成膜西南石油学院现代试井分析技术及软件系统第三军医大学以纳米金为报告系统的病原体快速检测基因芯片第三军医大学抑制胆固醇合成对乳腺癌细胞离子跨膜流动、细胞骨架形成及细胞通讯功能影响的研究重庆工学院一个非常值得关注的“三农”问题——重庆市农村养老问题调查研究云南师范大学微波加热技术在催化化学反应中的应用长安大学环保型野生植物杀虫剂的研究西安科技大学基于虚拟仪器技术的多种机械量测试系统西安交通大学透平叶片型线设计及优化软件西安交通大学金纳米棒状微粒的吸收光谱宁夏大学数字显微镜模拟目镜及病理远程诊断系统新疆大学新疆家蚕抗菌肽基因工程产品的开发与应用第九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛由复旦大学于2005年承办:复旦大学获得“挑战杯”复旦大学以总分420分的最高分夺得第九届“挑战杯”;北京大学、中国矿业大学、南京大学等20所高校捧得“优胜杯”;清华大学由于累计3次捧杯,获得“挑战杯‘永久纪念杯’”。

基于高效注意力模块的三阶段网络图像修复

基于高效注意力模块的三阶段网络图像修复

第 22卷第 8期2023年 8月Vol.22 No.8Aug.2023软件导刊Software Guide基于高效注意力模块的三阶段网络图像修复周遵富1,2,张乾1,2,李伟1,2,李筱玉1,2(1.贵州民族大学数据科学与信息工程学院;2.贵州省模式识别与智能系统重点实验室,贵州贵阳 550025)摘要:现存的人脸图像修复方法,在图像大比例缺损或分辨率高的条件下合成的图像会出现图像纹理结构不协调和上下文语义信息不一致的情况,不能准确合成清晰的图像结构,比如眼睛和眉毛等。

为解决此问题,提出一种基于归一化注意力模块(NAM)的三阶段网络(RLGNet)人脸图像修复方法,能加快模型收敛速度并降低计算成本。

其中,粗修复网络对残损图像进行初步修复后,局部修复网络对残损图像局部进行细致的修复,基于归一化注意力模块的全局细化修复网络对残损图像整体进行修复,以增加图像的语义连贯性和纹理结构的协调性。

该方法在CelebA-HQ数据集上进行实验,结果表明在掩码比例为20%~30%时PSNR达到30.35 dB,SSIM达到0.926 9,FID为2.55,能够合成相邻像素过渡自然和纹理结构合理的人脸图像。

关键词:人脸图像修复;归一化注意力模块;三阶段修复网络;激活函数DOI:10.11907/rjdk.231474开放科学(资源服务)标识码(OSID):中图分类号:TP391.41 文献标识码:A文章编号:1672-7800(2023)008-0196-07Three-stage Network Image Inpainting Based on Efficient Attention ModuleZHOU Zunfu1,2, ZHANG Qian1,2, LI Wei1,2, LI Xiaoyu1,2(1.School of Data Science and Information Engineering, Guizhou Minzu University;2.Key Laboratory of Pattern Recognition and Intelligent Systems of Guizhou, Guiyang 550025, China)Abstract:Existing face image inpainting methods, which synthesize face images under the conditions of large scale image deficiency or high resolution that will have inconsistent image texture structure and inconsistent contextual semantic information, and cannot accurately synthe⁃size clear image structures, such as eyes and eyebrows, etc. To solve this problem, This paper proposed a Rough-Local-Global Networks(RL⁃GNet) face image inpainting method based on a Normalization-based Attention Module(NAM), which can accelerate the convergence speed of the model and reduce the computational cost. Among them, the coarse inpainting network performs the initial repair of the residual image and then the local inpainting network performs the detailed repair of the residual image locally; the global refinement inpainting network based on the normalized attention mechanism performs the repair of the residual image as a whole to increase the semantic coherence and the coordi⁃nation of the texture structure of the image. The method proposed in this paper is tested on the CelebA-HQ dataset. The results show that the PSNR reaches 30.35 dB and the SSIM value reaches 0.926 9 and FID is 2.55 at the mask ratio of 20%~30%, which can synthesize face images with a natural transition of adjacent pixels and a reasonable texture structure.Key Words:face image inpainting; normalized attention module; three-stage inpainting network; activation function0 引言图像修复是指补全图像中不同比例的缺失区域。

精品文档-显示技术(肖运红)-第4章

精品文档-显示技术(肖运红)-第4章

第 4 章 液晶显示技术 3) 液晶除了上述的介电常数和折射系数两个重要特性之外, 还有许多其他特性。 如弹性常数(Elastic Constant), 它 包含了k11、k22、k33三个主要的常数,k11指的是斜展(splay) 的弹性常数, k22指的是扭曲(twist)的弹性常数, k33指的是 弯曲(bend)的弹性常数。 还有粘性系数η(Viscosity Coefficients),η影响液晶分子的转动速度与反应时间 (Response Time), 其值越小越好, 但是该特性受温度的影 响最大。
第 4 章 液晶显示技术 液晶显示材料主要用于电子表和各种显示板, 它的显示 原理是利用液晶的电光效应(液晶的电光效应是指它的干涉、 散射、 衍射、 旋光、 吸收等受电场调制的光学现象)把电 信号转换成字符、 图像等可见信号。 液晶在正常情况下, 其分子排列很有秩序, 显得清澈透明, 一旦加上直流电场后, 分子的排列就被打乱, 一部分液晶变得不透明, 颜色加深, 因而能显示数字和图像。
第 4 章 液晶显示技术 图4-4 液晶折射系数的异向性
第 4 章 液晶显示技术 此外, 对单光轴(Uniaxial)的晶体来说, 原本就有两 个不同折射系数的定义。 一个为寻常光(Ordinary Ray, 又 称平常光, 简称o光)的折射系数, 简称no, 其光波的电 场分量垂直于光轴。 另一个则是异常光(Extraordinary Ray, 又称非寻常光, 简称e光)的折射系数, 简称ne, 其光波的电场分量是平行于光轴的, 同时也定义了双折射率 (Birefrigence)Δn=ne-no为上述的两个折射率的差值。
第 4 章 液晶显示技术 根据液晶会变色的特点, 人们利用它来指示温度、 进行 毒气报警等。 例如, 液晶能随着温度的变化, 使颜色从红 变绿、 蓝, 这样可以指示出某个实验中的温度。 液晶遇上 氯化氢、 氢氰酸之类的有毒气体, 也会变色。 因此, 在 化工厂人们把液晶片挂在墙上, 一旦有微量毒气漏出, 液 晶片中的液晶就会立即变色, 提醒人们赶紧去检查、 补漏。

红外探测Ⅱ类超晶格技术概述(一)

红外探测Ⅱ类超晶格技术概述(一)

第51卷 第4期 激光与红外Vol.51,No.4 2021年4月 LASER & INFRAREDApril,2021 文章编号:1001 5078(2021)04 0404 11·综述与评论·红外探测II类超晶格技术概述(一)尚林涛,王 静,邢伟荣,刘 铭,申 晨,周 朋(华北光电技术研究所,北京100015)摘 要:本文简单归纳总结了红外探测II类超晶格材料的发展历史、基本理论、相比MCT材料的优势和材料的基本结构。

通过设计61?系超晶格材料适当的层厚和不同层间应力匹配的界面可以构筑灵活合理的能带结构,打开设计各种符合器件性能要求的新材料结构的可能性(如各种同质结p i n结构,双异质结DH、异质结W、M、N、BIRD、CBIRD、p π M N、pBiBn、nBn、XBp、pMp等结构),还可以在一个焦平面阵列(FPA)像元上集成吸收层堆栈实现集成多色/多带探测。

T2SL探测器可以满足实现大面阵、高温工作、高性能、多带/多色探测的第三代红外探测器需求,尤其在长波红外(LWIR)和甚长波红外(VLWIR)及双色/多带探测上可以替代MCT。

关键词:II类超晶格;Type II;T2SL;SLS;材料结构中图分类号:TN215 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1001 5078.2021.04.002Overviewofinfrareddetectiontype IIsuperlatticetechnology(I)SHANGLin tao,WANGJing,XINGWei rong,LIUMing,SHENChen,ZHOUPeng(NorthChinaResearchInstituteofElectro Optics,Beijing100015,China)Abstract:Thedevelopmenthistory,basictheory,advantagesoverMCTmaterialsandbasicstructureofinfrareddetec tiontype IIsuperlatticematerialsaresummarizedinthepaper Throughthedesign6 1?superlatticematerialssystemofappropriatelayerthicknessandmatchinginterfacestressbetweenlayerscanbuildflexiblereasonablebandstruc ture,openthepossibilityofdesigningnewmaterialstructurethatconformtotherequirementsofthedeviceperform ance(suchasavarietyofhomojunctionp i nstructure,doubleheterojunctionDH,heterojunctionW,M,N,BIRD,CBIRD,p π M N,pBiBn,nBn,XBp,pMp,etc),alsocanintegratemultilayerabsorptionlayerstackononefocalplanearray(FPA)pixeltorealizeintegratedmulticolor/multibanddetection T2SLdetectorcanmeettherequirementsofthethird generationinfrareddetectorwithlargearray,highoperatingtemperature,highperformance,multiband/multicolordetection,especiallycanreplaceMCTinthelongwaveinfrared(LWIR),theverylongwaveinfrared(VLWIR)andthetwo color/multi banddetectionKeywords:classIIsuperlattice;type II;T2SL;SLS;materialstructure作者简介:尚林涛(1985-),男,硕士,工程师,研究方向为红外探测器材料分子束外延技术研究。

复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维重建

复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维重建

第13卷㊀第8期Vol.13No.8㊀㊀智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用IntelligentComputerandApplications㊀㊀2023年8月㊀Aug.2023㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:2095-2163(2023)08-0140-05中图分类号:TP391文献标志码:A复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维重建王佳欣,窦小磊(河南工程学院计算机学院,郑州451191)摘㊀要:在复杂光场环境下图像采集和重建受到多重聚焦深度像素分布的随机性影响导致重建效果不好㊂提出基于亚像素特征偏移修正的复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维重建方法㊂采用深度引导滤波方法实现对图像的边缘保持修正和滤波处理,根据多重聚焦深度图像在空间域偏移特征分布,采用融合空间信息的端元特征提取方法提取图像的谱特征点,结合亚像素特征偏移修正方法实现对复杂光场环境采样图像的像素偏移特征点修正,考虑像素空间差异和强度差异,根据光强纠正结果实现对图像的三维重建和特征配准㊂仿真测试结果表明,采用该方法进行复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维重建有效解决了重建模糊的问题,得到较为精细的重建结果,光场偏移修正能力较好㊂关键词:复杂光场环境;多重聚焦;深度图像;三维重建3Dreconstructionofmulti-focusdepthimageincomplexlightfieldenvironmentWANGJiaxin,DOUXiaolei(CollegeofComputer,HenanUniversityofEngineering,Zhengzhou451191,China)ʌAbstractɔInthecomplexlightfieldenvironment,imageacquisitionandreconstructionareaffectedbytherandomnessofpixeldistributionofmultiplefocusdepths,whichleadstopoorreconstructioneffect.Athree-dimensionalreconstructionmethodofmulti-focusdepthimageincomplexlightfieldenvironmentbasedonsub-pixelfeatureoffsetcorrectionisproposed.Depth-guidedfilteringmethodisusedtoachieveedge-preservingcorrectionandfilteringprocessingoftheimage.Accordingtotheoffsetfeaturedistributionofmulti-focusdepthimagesinspatialdomain,endmemberfeatureextractionmethodwithspatialinformationisusedtoextractspectralfeaturepointsoftheimage.Combinedwithsub-pixelfeatureoffsetcorrectionmethod,pixeloffsetfeaturepointsofsampledimagesincomplexlightfieldenvironmentarecorrected.Consideringpixelspatialdifferencesandintensitydifferences,three-dimensionalreconstructionandfeatureregistrationoftheimagearerealizedaccordingtothelightintensitycorrectionresults.Thesimulationtestresultsshowthatthismethodcaneffectivelysolvetheproblemofblurredreconstructioninthethree-dimensionalreconstructionofmulti-focusdepthimagesincomplexlightfieldenvironment,andgetmorefinereconstructionresults.Therefore,thelightfieldoffsetcorrectionabilityisgood.ʌKeywordsɔcomplexlightfieldenvironment;multiplefocusing;depthimage;three-dimensionalreconstruction作者简介:王佳欣(1983-),男,硕士,副教授,主要研究方向:计算机应用;窦小磊(1980-),女,硕士,讲师,主要研究方向:计算机应用㊂收稿日期:2023-01-080㊀引㊀言随着计算机视觉成像技术的发展,通过对不同光场环境的视觉信息跟踪识别和图像重建实现对复杂光场环境下多重聚焦深度图像采集和三维重建,结合对多维光场的图像视觉融合处理和三维特征重构,提取图像的亚像素特征点,通过机器学习和图像滤波检测算法实现对复杂光场环境下多重聚焦图像重建识别,提高图像的成像精度,相关复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维重建方法研究在图像视觉跟踪识别㊁遥感监测等领域都具有很好的应用价值[1]㊂对图像的三维重建㊁特别是对复杂光场环境下成型的图像三维重建是建立在对图像的降噪滤波和特征提取基础上[2],结合对四维光场的极平面图像特征检测和自适应跟踪识别,采用Harris角点检测技术[3],通过视差线索跟踪识别,实现对深度图像检测和识别,文献[4]中提出基于LYTRO相机光场图像深度估计算法及重建技术,通过残差视觉跟踪方法,结合对子孔径图像亚像素偏移修正实现对图像的光场特征提取和滤波处理,提高图像的动态识别能力,但该方法对复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维重建的动态识别性能不好㊂文献[5]中提出基于空谱协同多尺度顶点成分分析的高光谱影像端元提取方法,通过2个端元间的光谱角,确定特征检测,结合集合约束的动态检测实现动态检测重建,但该方法对高光谱图像的点云数据重建效果不好㊂针对上述问题,本文提出基于亚像素特征偏移修正的复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维重建方法㊂首先采用深度引导滤波方法实现对图像的边缘保持修正和滤波处理,然后结合亚像素特征偏移修正方法实现对复杂光场环境采样图像的像素偏移特征点修正,考虑像素空间差异和强度差异,根据光强纠正结果实现对图像的三维重建和特征配准㊂最后进行实验测试分析,展示了本文方法在提高多重聚焦深度图像三维重建视觉效果方面的优越性能㊂1㊀图像边缘保持修正和滤波1.1㊀多重聚焦深度图像边缘保持修正为了实现对复杂光场环境下多重聚焦深度图像的三维重建,首先构建图像采集和融合模型,在不同的光场相机下通过构建复杂光场环境下多重聚焦深度图像的双边滤波降噪模型,采用深度置信度测量的方法实现对复杂光场环境下多重聚焦深度图像的三维深度立体匹配,给出面向对象影像分析特征辨识参数分布集,结合图像的结构信息和纹理信息分布,采用基于块的修复方法实现图模型参数匹配,通过传感器像素集特征分布式组合控制,采用几何校正和图像融合处理相结合的方法[6],结合深度引导滤波方法实现对图像的边缘保持修正和滤波处理,实现图像三维重建,实现流程如图1所示㊂图像三维重建图像特征聚类和分块匹配光场强度校正几何校正和数据融合图像边缘特征检测图1㊀图像三维重建实现流程Fig.1㊀Implementationflowofimage3Dreconstruction㊀㊀结合图1中的图像三维重建实现结构流程,根据多重聚焦深度图像在空间域偏移特征分布,采用融合空间信息的端元特征提取方法提取图像的谱特征点,采用低分辨视觉检测技术,得到原始的多重聚焦深度图像的像素分布函数:f(x)=ðni=1(αi-αi∗)K(xi,xj)+b(1)㊀㊀其中,αi和αi∗是表示复杂光场环境下多重聚焦的深度项及卷积特征;K(xi,xj)是成像设备采集到的深度图像的边缘分布核函数;b表示暗通道先验边缘像素分布区域y中的视觉连通度水平㊂通过结构模板图像和较大搜索区域的连续块匹配处理,得到复杂光场环境下多重聚焦深度图像的时序逻辑分量表示为P=1, ,P{}㊂提取复杂光场环境下多重聚焦深度图像的边缘特征分布集,通过空谱得模糊集函数为:Pi(t)=ðNn=1Are-jkrRin1re-ikr(2)㊀㊀其中,r为已知像素值的平均值;A是多重聚焦深度图像模糊降噪聚合参数;Rin为特征图分离系数;e-ikr为已知像素的位置相对应指数增益㊂采用全局特性和局部细节特征重组,得到图像的边界模糊集分配函数为:Pi(t)=Ar2ðNn=1e-j2krainejψin(3)㊀㊀式(3)表示结构连续块的聚合度,基于光照-反射模型分析,采用高光谱与多光谱图像组合控制,结合SV色彩组合,建立多重聚焦深度图像边缘保持修正模型[7]㊂1.2㊀图像引导滤波采用场景深度估计方法,得到复杂光场环境下多重聚焦深度图像图片各元素的特征匹配集为B0,根据场景深度检测[8],得到图像的边缘信息熵平均值表示为:AVm(r)=1N-(m-1)τðN-(m-1)τi=1lnRmr,i()(4)其中,Rmr,i()为qj处像素的深度值,i下标为边缘模糊和纹理特征点㊂在采样深度图和给定的低分辨率分布集中:Ω=xңɪs|gj(xң)ɤ0,j=1, ,l;hj(xң)=0,j=l+1, ,pìîíïïïüþýïïï(5)其中,xң表示弥补像素级损失的动态参数;s表示综合半方差分布邻域;gj(xң)表示第j个像素点中复杂光场环境下多重聚焦深度图像虚拟细节信息;l表示属性空间分割特征值;hj(xң)表示最佳属性参数跳变值;p为子图像的子空间降噪特征分配系数㊂通过灰度动态调节的方法进行多重聚焦深度图像的141第8期王佳欣,等:复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维重建滤波处理,得到滤波函数为:tBERæèçöø÷=xk-f(xk-1)yk-h(xk)æèçöø÷(6)㊀㊀其中,t为图像的特征匹配权重;BER为图像降噪滤波的特征分辨率;xk表示目标图像采集时间间隔;yk为模糊隶属度㊂由此,采用融合空间信息的端元特征提取方法提取图像的谱特征点,结合亚像素特征偏移修正方法进行图像三维重建处理㊂2㊀图像三维重建优化2.1㊀图像亚像素特征偏移修正采用自相似性数据立方体的提取方法,得到复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维虚拟重建的拟合梯度函数,采用目标分块特征匹配和模板匹配方法[9],得到先验样本块的优先权分布函数为:ntf(k,N)=1+ln(1+tf(k,N))(7)ndl=(1-s)+s∗dlavgdl(8)idfk=ln(|D|+1dfk+1)(9)㊀㊀其中,t为图像的空间映射时间点;f(k,N)为所有格点的系数;s为复杂光场环境下多重聚焦深度图像的干扰因子;avg为复杂光场环境下多重聚焦深度图像干扰噪声的均值㊂设计联合双边滤波器,表示为:w^kj=sign(wkj)|wkj|-β㊃Tj()㊀if|wkj|ȡTj0㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀else{㊀㊀㊀㊀j=1,2, ,J+1(10)㊀㊀其中,wkj为三维拟合重建后图像方向信息特征点的加权映射序列;β=e-mˑ|wkj|2-T2jTj为高置信度像素的边界频点;Tj为波段图像合成的伪彩色频偏因子㊂通过复杂光场环境下多重聚焦融合处理,得到深度学习的动态分配模糊度函数H(f):H(f)=ut-τ0()expjωdt-τ0()[](11)㊀㊀其中,τ0为场景深度估计的门限因子,ωd为门限因子㊂采用图像亚像素特征偏移修正的方法,得到全局对比度融合图像输出:tf(search,p1)=1ndl=0.8+0.2ˑ6/avgdl(12)idfsearch=ln((6+1)/(3+1))(13)M(search,p1)=tf(search,p1)ndl∗idfsearch(14)㊀㊀其中,avgdl表示颜色和亮度信息的均值;fsearch表示预测图与参考图之间的动态辨识寻优参数;n为前置门限;d为第i个滤波器窗口的加权函数;l为分虚拟重建的特征滤波参数㊂根据图像亚像素特征偏移修正结果,实现对复杂光场环境采样图像的像素偏移特征点修正,考虑像素空间差异和强度差异,构建图像的三维立体重建模型[10]㊂2.2㊀图像的特征配准及三维重建考虑像素空间差异和强度差异,根据光强纠正结果实现对图像的三维重建和特征配准处理,通过灰度动态调节的方法构造不同种类图像的自动增强和三维重构模型,得到qj处像素的深度值为:ESnake=ðN-10[Eint(vi)+Eext(vi)](15)㊀㊀其中,Eint(vi)表示复杂光场环境下多重聚焦深度图像的边缘模糊度寻优参数;Eext(vi)表示图像的像素增强目标匹配系数;N表示分割斑块的样本数㊂采用采样深度图融合的方法,结合波段图像合成的伪彩色图像重构结果,通过增强辐射度的方法进行复杂光场环境下多重聚焦深度图像的视觉传达跟踪拟合,得到图像三维重建的边缘细节特征检测结果为:Wu=cosa-sina0sinacosa0001éëêêêùûúúú(16)㊀㊀其中,a表示线性增强的图像景深维度,照明不足或亮度分布不均下,提取深度修复的局部采样放大图,得到图像三维重建输出为:f^(x,y)=g(x,y)-1㊀ifg(x,y)-f^Lee(x,y)ȡtg(x,y)+1㊀ifg(x,y)-f^Lee(x,y)<tg(x,y)㊀㊀㊀elseìîíïïïï(17)其中,g(x,y)为空间信息约束的光谱波段;f^Lee(x,y)为图像的线性混合模板参数;t为采样点㊂综上分析,结合像元集合特征重组的方法,根据光强纠正结果实现对图像的三维重建和特征配准㊂3㊀仿真测试与结果分析为了验证本文方法在实现多重聚焦深度图像三维重建上的性能,采用USGS图像作为学习训练库,结合Matlab仿真工具进行仿真实验,图像采集中干扰为零均值高斯噪声,噪声强度为-12dB,图像的标准训练集个数为1200,测试集为500,特征动态分辨率为32m,模板匹配系数为0.72,各个波段的图像模型分布参数见表1㊂241智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第13卷㊀表1㊀各个波段的图像模型分布参数Tab.1㊀Imagemodeldistributionparametersofeachband类别边缘尺度匹配度水准残差波段10.2654.9273.629波段20.2765.0253.875波段30.2745.0643.978波段40.2664.8493.820波段50.2744.9243.757波段60.2654.9273.629㊀㊀根据上述仿真参数设定,进行图像三维重建的仿真实验,给出原始图像如图2所示㊂㊀㊀图2的图像受到采集环境的光场环境突变等因素影响,导致图像的成像效果不好,采用本文方法对图像进行多重融合和重建,对目标图像进行深度渲染和映射处理,得到网格映射结果如图3所示㊂图2㊀原始图像Fig.2㊀Originalimage图3㊀图像网格映射结果Fig.3㊀Imagegridmappingresults㊀㊀根据图3对图像的网格映射结果,进行图像的边缘校正处理,得到校正结果如图4所示㊂图4㊀图像校正Fig.4㊀Imagecorrection㊀㊀在对图像校正的基础上,根据光强纠正结果实现对图像的三维重建和特征配准,得到目标深度图像如图5所示㊂图5㊀目标深度图像Fig.5㊀Targetdepthimage㊀㊀基于VC++的OpenGL,考虑像素空间差异和强度差异,根据光强纠正结果实现对图像的三维重建和特征配准,得到三维重建输出如图6所示㊂图6㊀图像三维重建输出Fig.6㊀Three-dimensionalreconstructionoutputoftheimage㊀㊀分析上述仿真结果得知,本文方法能有效实现对复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维重建,得到较为精细的重建结果,光场偏移修正能力较好㊂测试重建精度,得到对比结果如图7所示㊂分析图7得知,本文方法对图像重建的精度更高㊂1009080706050403020102030405060708090100P C A 方法H a r i s s 方法本文方法迭代次数重建精度/%图7㊀重建精度对比测试Fig.7㊀Comparisontestofreconstructionaccuracy(下转第149页)341第8期王佳欣,等:复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维重建3㊀结束语本文提出了一种基于车载点云数据,具有一定实时性的多轨道提取算法㊂利用原始数据特征使用LPR快速提取出路基区域,而后利用铁轨在路基上连续的高程差异特征提取铁轨点云,并利用PCA过滤掉离散的假阳性非线性点簇,利用点簇距离及角度阈值实现同一轨迹点簇的连接,进一步简化提取流程,有效提高检测准确性㊂在多轨道测试数据集中进行实验验证,结果显示检测的平均召回率及准确率分别为94%㊁93.7%㊂此外,统计算法运行各主要步骤运行时间及对应处理点数,其每帧数据平均总处理时间小于80ms,实际运行可达10Hz,说明本算法具有良好实时性㊂参考文献[1]STEIND,LAUERM,SPINDLERM.Ananalysisofdifferentsensorsforturnoutdetectionfortrain-bornelocalizationsystems[J].WITTransactionsonTheBuiltEnvironment,2014,135:827-838.[2]LOUYidong,ZHANGTian,TANGJian,etal.Afastalgorithmforrailextractionusingmobilelaserscanningdata[J].RemoteSensing,2018,10(12):1998.[3]HACKELT,STEIND,MAINDORFERI,etal.Trackdetectionin3Dlaserscanningdataofrailwaycastructure[C]//2015IEEEInternationalInstrumentationandMeasurementTechnologyConference(I2MTC)Proceedings.Pisa,Italy:IEEE,2015:693-698.[4]YANGBisheng,DONGZhen.Ashape-basedsegmentationmethodformobilelaserscanningpointclouds[J].ISPRSJournalofPhotogrammetryandRemoteSensing,2013,81(7):19-30.[5]ZHULingli,HYYPPAJ.Theuseofairborneandmobilelaserscanningformodelingrailwayenvironmentsin3D[J].RemoteSensing,2014,6(4):3075-3100.[6]DEMJAᶄNA.ObjectextractionofrailtrackfromVLSLiDARdata[D].Budapest:EötvösLor ndUniversity,2020.[7]李维刚,梅洋,樊响,等.基于车载激光点云的铁路轨道检测[J].中国激光,2022,49(04):12.[8]ELBERINKSO,KHOSHELHAMK.Automaticextractionofrailroadcenterlinesfrommobilelaserscanningdata[J].RemoteSensing,2015,7(5):5565-5583.[9]MOSTAFAA.AutomatedrecognitionofrailroadinfrastructureinruralareasfromLIDARdata[J].RemoteSensing,2015:916-938.(上接第143页)4㊀结束语通过机器学习和图像滤波检测算法实现对复杂光场环境下多重聚焦图像重建识别,提高图像的成像精度,本文提出基于亚像素特征偏移修正的复杂光场环境下多重聚焦深度图像三维重建方法㊂采用基于块的修复方法实现图模型参数匹配,考虑像素空间差异和强度差异,根据光强纠正结果实现对图像的三维重建和特征配准处理㊂分析得知,本文方法对多重聚焦深度图像三维重建的精度更高,特征匹配能力较强,重建视觉效果较好㊂参考文献[1]刘佶鑫,魏嫚.可见光-近红外HSV图像融合的场景类字典稀疏识别方法[J].计算机应用,2018,38(12):3355-3359,3366.[2]赖星锦,郑致远,杜晓颜,等.基于超像素锚图二重降维的高光谱聚类算法[J].计算机应用,2022,42(07):2088-2093.[3]李蒙蒙,邵良志,崔文超,等.Fisher-Tippet分布拟合的超声图像联合双边滤波方法[J].计算机工程与应用,2020,56(09):221-227.[4]孙福盛,韩燮,丁江华,等.LYTRO相机光场图像深度估计算法及重建的研究[J].计算机工程与应用,2018,54(13):175-180.[5]孙伟伟,常明会,孟祥超,等.空谱协同多尺度顶点成分分析的高光谱影像端元提取[J].测绘学报,2022,51(04):587-598.[6]GAOPeichao,WANGJicheng,ZHANGHong,etal.Boltzmannentropy-basedunsupervisedbandselectionforhyperspectralimageclassification[J].IEEEGeoscienceandRemoteSensingLetters,2019,16(3):462-466.[7]CASAR,UPRETID,PALOMBOA,etal.EvaluationandexploitationofretrievalalgorithmsforestimatingbiophysicalcropvariablesusingSentinel-2,Venus,andPRISMAsatellitedata[J].JournalofGeodesyandGeoinformationScience,2020,3(4):79-88.[8]常家顺,孙力帆,杨哲,等.融合暗通道先验的去雾目标跟踪算法[J].计算机工程与应用,2023,59(08):239-246.[9]卢鹏,卢奇,邹国良,等.基于改进SIFT的时间序列图像拼接方法研究[J].计算机工程与应用,2020,56(01):196-202.[10]WANGJinbao,LUKe,XUEJian,etal.SingleimagedehazingbasedonthephysicalmodelandMSRCRalgorithm[J].IEEETransactionsonCircuitsandSystemsforVideoTechnology,2018,28(9):2190-2199.941第8期胡智豪,等:基于激光雷达的实时铁路轨道提取方法。

液晶显示器颜色特征化的S模型算法

液晶显示器颜色特征化的S模型算法

液晶显示器颜色特征化的S模型算法
王勇;徐海松
【期刊名称】《中国图象图形学报》
【年(卷),期】2007(012)003
【摘要】基于对液晶显示器的呈色机理的分析,提出了一种新颖的S-shape模型,并用其代替GOG(增益-偏置-伽马)模型来实现液晶显示器阶调复现曲线的精确拟合及液晶显示器颜色特征化精度的提高.为了检验改进算法的精度,分别用GOG模型和S模型来建立同一台液晶显示器的颜色空间变换,作为LCD颜色特征化的参照,GOG模型被用于来建立阴极射线管显示器的颜色特征化模型,并在设备的相关颜色空间,通过均匀取样选取7×7×7组颜色数据来检验这3种颜色空间映射实例的精度.实验结果表明,对于液晶显示器而言,基于S模型的颜色映射精度比GOG模型有明显提高,其平均色差/最大色差分别为1.825/4.731个CIEDE2000色差单位,与GOG模型应用于阴极射线管显示器的颜色特征化的精度相当.
【总页数】4页(P491-494)
【作者】王勇;徐海松
【作者单位】浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,杭州,310027;浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TN873.938.01
【相关文献】
1.数字图像设备颜色特征化反向变换算法 [J], 徐海松;张显斗
2.基于胞元搜索的显示器颜色特征化模型 [J], 聂鹏;孔玲君
3.按波长分区的LCD颜色特征化模型 [J], 刘浩学;崔桂华;黄敏;武兵;徐艳芳;罗明
4.基于通用比较模型的t-可诊断系统的特征化及并行诊断算法 [J], 彭宇;洪炳熔;乔永强
5.基于RBF神经网络的扫描仪颜色特征化模型研究 [J], 姜中敏;周颖梅
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基于颜色和纹理特征的遥感图像检索

基于颜色和纹理特征的遥感图像检索

基于颜色和纹理特征的遥感图像检索肖秦琨;刘米娜;高嵩【摘要】Remote sensing image retrieval based on texture features and color features is proposed,for meeting the limitations of single features of remote sensing image retrieval and the computational cost of traditional retrieval methods. After the analysis of the existing re-mote sensing image retrieval,the general frame of remote sensing image retrieval which is based on the color and Gabor wavelet texture features are established. Design a group of multi-scale and multi-directional filters,optimize and select the filter parameters. First of all, do image filtering,then conduct the texture feature extraction,finally extract color feature with color histogram for remote sensing image, eventually in fusion of these two kinds of image features,design and implement a image retrieval prototype system based on color feature and Gabor wavelet texture feature. The obtained color and texture features are used to retrieve image database. The experimental results show that the proposed method is efficient.% 针对单一特征遥感图像检索的局限性和传统综合特征检索方法计算复杂度高的问题,提出了一种基于纹理特征和颜色特征的遥感图像的检索。

三维模型检索中的特征提取技术综述_崔晨旸

三维模型检索中的特征提取技术综述_崔晨旸

第16卷第7期2004年7月计算机辅助设计与图形学学报JOURNAL OF COMPU TER 2AIDED DESIGN &COMPU TER GRAPHICSVol 116,No 17J uly ,2004原稿收到日期:2003206205;修改稿收到日期:20032122011本课题得到国家自然科学基金重点项目(60033010)和国家创新群体科学基金(20021201)资助1崔晨 ,女,1970年生,博士研究生,主要研究方向为计算机视觉、模式识别、科学计算可视化1石教英,男,1937年生,教授,博士生导师,主要研究方向为分布图形计算、科学计算可视化、虚拟现实、多媒体等1三维模型检索中的特征提取技术综述崔晨 石教英(浙江大学CAD &CG 国家重点实验室 杭州 310027)摘要 介绍了三维模型检索的主要研究内容,综述了三维模型检索中的关键技术———特征提取的研究现状,通过对基于统计特征、骨架几何学的特征提取方法的综合比较与分析,对各种特征提取技术进行了评价1关键词 三维模型;检索;特征提取中图法分类号 TP391Analysis of Feature Extraction in 3D Model R etrievalCui Chenyang Shi Jiaoying(S tate Key L aboratory of CA D &CG ,Zhejiang U niversity ,Hangz hou 310027)Abstract The main contents of 3D model retrieval are analysed and a survey on the key technology of feature extraction in 3D model retrieval based on statistic characteristics ,skeleton ,and geometry of object images is presented with a comparative evaluation of various approaches 1K ey w ords 3D model ;retrieval ;feature extraction1 引 言随着三维扫描技术和计算机图形学的发展以及计算机性能的提高,三维模型已成为继声音、图像和视频之后的第4种多媒体数据类型1对三维模型的使用与研究在娱乐、医学、机械工程、工业应用等领域得到了认同,日益发达的互联网技术为人们对三维模型的共享和处理提供了条件,使创建一个三维模型数据库变为可能,这些都导致对三维模型应用需求的增长1面对庞大的三维模型数据库,如何迅速查找到所需的模型正在成为继图像、视频检索之后的又一个热门课题,它涉及了人工智能、计算机视觉、模式识别等领域1对三维模型的标准化描述和检索已被纳入MPEG 7的发展框架中1目前,虽然已经有针对专用模型(如蛋白质分子结构的分类和查询问题)的研究,但绝大多数三维模型检索的研究都是针对通用模型进行的1同时三维模型的描述方法多样,如体素表示法、多边形网格表示、点集合表示等,这也使得对三维模型特征提取的研究更加复杂1通常,一个完整的模型检索系统包括如下几个方面:(1)三维模型的特征提取1由于绝大多数的三维模型是用于可视化,因此表达三维模型的文件中往往只包含模型的几何属性(顶点坐标、法向矢量、拓扑连接等)和外观属性(顶点颜色、纹理等),很少有适合自动匹配的高级语义特征的描述1如何合理地描述三维模型(即特征提取)成为三维模型检索课题首先要解决的问题,它也是三维模型检索的难点1一个理想的特征描述符SD (Shape Descriptor )必须满足:易于表达和计算;不占用太多的存储空间;适合进行相似性匹配;具有几何不变性,即对模型的平移、旋转、缩放等具有不变性;具有拓扑不变性,即当相同模型有多个拓扑表示时,SD应是稳定的;SD对模型的绝大多数处理,如子分、模型简化、噪声增减、变形等是鲁棒的;SD必须具有惟一性,即不同类型的模型对应的特征表示应该不相同1(2)相似性度量1检索的目的是找出与所给模型相似的模型集合,因而对提取得到的特征如何进行相似性匹配是检索课题中要解决的第二个问题,选择的度量方法必须适合匹配计算1(3)模型分类1由于三维模型资源庞大,因此需要建立一个分类数据库以便提高模型查找效率,该分类数据库必须适合用高级语义描述1当然,对这个问题与相似性度量方法的研究有交叉的地方1(4)搜索方法的研究1尽管有了分类作基础,但面对仍然庞大的数据库,如何快速、有效地查找出相似的模型,在人工智能和数据库领域中仍然是一个值得探讨的问题1(5)查询接口的设计1作为一个成熟的检索系统,应该拥有良好的交互性能,提供给用户方便的查询手段1通常,查询输入可以通过文本与模型相结合的方法[122]进行1对于查询模型的输入主要有两种途径:文献[1]将已知的模型作为查询输入,通知系统检索出相似的模型,该方法的检索结果比较理想,但是要求用户必须预先拥有某种模型的范例,因此实际使用中不够灵活,有一定的局限性;文献[2]提供给用户一个绘图接口,允许用户绘制所需查询模型的二维视图,由系统根据视图自动生成三维模型1对于普通用户而言,准确地绘制一个拓扑复杂、有洞或有许多分支的模型是比较困难的1实验表明,目前该系统在这方面的性能不是非常理想1显然,查询接口的设计也直接影响了系统的检索性能,因此设计一个理想的查询接口在检索系统中非常重要1(6)检索性能的判断1对于三维模型的检索性能的判断,主要从查全、查准、时间、资源消费等几个方面来衡量1目前的研究主要是用查全率和查准率两个参数来对检索性能进行评判1总之,如何提取模型的特征是三维模型检索首先需要解决的关键技术,也是目前研究比较多的一个方面12 特征提取方法描述从计算机图形学发展的初期开始,多边形网格就是通用的三维模型的表示方法1尽管后来出现了更多的描述方法,但由于多边形具有形状简单、便于计算和处理等特点,使得三维模型检索的研究者们更多的以多边形网格模型作为研究对象1文献[325]在20世纪80年代初就对三维模型形状特征的描述进行了研究,但由于相关应用领域发展的滞后,当时并未引起更多的关注,直至20世纪末,随着硬件条件的成熟和应用需求的发展,关于三维模型特征提取方法的研究开始受到了人们的重视1目前,三维模型特征提取方法主要分为三大类:统计特征提取方法;骨架提取方法;基于几何学的提取方法1211 统计特征提取方法对一个三维模型进行参数化本身就是一个很复杂的问题,同时由于三维表面有任意的拓扑,使得一些在二维图像被使用的方法(如傅里叶变换)无法直接应用在三维领域1很多模型虽然满足了视觉效果,但是大多数是退化的、不完整的,最经典的如U2 tah teapot,是一个无底的茶壶;又如Stanford Bunny 是一个带有几个洞的兔子1对这些模型进行有意义的几何特征和形状信号的计算是很困难的,因此从统计学的观点出发,寻找出有意义的统计特征成了研究人员首先考虑的方法1目前的研究中主要使用了如下统计特征:模型顶点间的几何关系(距离、角度、法线方向关系等),模型顶点的曲率分布特征,模型顶点的各阶统计矩以及各类变换特征系数等1 21111 形状分布方法形状分布方法主要描述了模型表面随机顶点间的特征关系,相关特征如模型表面顶点的曲率分布、两个随机顶点间距离的概率分布等1不同的统计特征有着不同的特点,但经过预处理之后大多数可以满足几何不变性[6213],由于形状分布方法用模型表面的特征替代了模型几何体的特征,因此大多数情况下更适合用于对模型进行粗分类1下面对一些有代表性的特征提取进行简单描述1Osada等[6]根据不同几何形体表面顶点间的相互关系呈现出不同的分布特征,试图将一个任意的、可能退化的三维模型中复杂的特征提取转换成相对简单的形状概率分布问题1图1a~1d分别表示直线、圆、三角形、立方体上任意两点间的欧氏距离D2的概率分布曲线1显然,不同的形状呈现出不同的关于D2的曲线特性,以此作为模型的特征描述1文献[6]中还建议了其他特征,如A3(模型表面三个随机顶点间的角度)、D1(模型质心至表面任意顶点间的距离)等1该方法计算简单,对模型的平移、旋转、缩放等具有不变性,对模型边界一些小的扰动具有较好的鲁棒性13887期崔晨 等:三维模型检索中的特征提取技术综述图1 欧氏距离D 2的概率分布曲线文献[729]首先对模型进行规则分割(图2所示为对蛋白质分子进行的网状分割),将不同模型在相同的分割下可能呈现出关于某种特征的不同的分布特性(图3所示为蛋白质在各个区域中的顶点密度的直方图)作为模型的特征描述符1该方法没有对模型进行预处理,因此提取的特征仅具有平移、缩放不变性,但对模型边界小的扰动有较好的鲁棒性1图2 网状模型图3 形状直方图文献[10212]将模型的一些几何参数(如面积、体积以及构造一些特殊的矢量)作为特征向量1文献[12]用一个中心在模型质心的规则多面体(如十二面体)作为参考系,由质心至十二面体的顶点的方向作为特征矢量方向,沿着该矢量方向与模型的三角面片相交,取该方向截交长度最长的那个矢量进行归一化后作为模型的特征矢量;因此,描述一个模型仅需20个特征矢量1尽管该方法比较简单,计算量小,存储量少,但显然对模型特征的描述不够准确,同时对一些小的扰动很敏感,因此实验结果并不理想1Epaquet 等[13]的思想与上述方法类似,将模型顶点与模型的某些特征轴间的关系作为特征描述,提出了一种cord 2based 的方法1该方法首先用主元分析方法(Principle Component Analysis ,PCA )[14]对模型进行规范化得到模型的三个主轴,cord 则由模型的质心与模型顶点的连线定义1模型的特征描述由三部分组成:cord 与模型的第一主轴之间的角度的分布直方图;cord 与模型的第二主轴之间的角度的分布直方图;cord 的长度分布直方图1显然,该方法的计算量比文献[7212]大,但对模型描述的信息更丰富1文献[15217]将顶点的曲率作为特征提取研究的对象1Mahmoudi 等[16]尝试将三维模型的特征提取转换到二维平面上进行,提取二维视图上的边界点的曲率分布特征1为了减少由于模型在坐标系统中的方向、位置、尺寸给模型的特征提取带来的影响,对模型用PCA 进行规范化的预处理1Mahmoudi 等[16]计算了模型的7个二维投影特征视图上顶点的曲率空间分布,其中3个为主要视图,另外4个视图为从属于三个主要视图的次要特征视图1视图投影的方向和数目直接影响了模型特征描述的精确程度,虽然原文中选择7个视图对比较规则的模型特征描述效果不错,但对拓扑复杂的模型效果并不理想1由于模型最终的特征表达是经过两次特征提取得到的,因此特征描述的精确度受到一定的影响;同时,该方法对模型噪声比较敏感1尽管该方法存在诸多需要解决的问题,但仍不失为一个好的思路1Z aharia 等[17]提出用3D SSD (3D Shape Spectrum Descriptor )方法对三维模型进行描述,该方法避免了文献[16]中的二次特征提取,其主要思想是根据物体表面的一些局部几何属性(如某点的曲率)提供物体内在的形状索引(Shape Index ,SI )描述1SI 被定义为某点关于两个主要曲率的函数,则3D SSD 被定义为SI 在整个模型网格上的分布,用直方图表示13D SSD 对几何转换和比例缩放具有不变性,对一些易见的、显著的、有突起的特征,如convexity ,concavity ,rut ,ridge ,saddle 描述准确1但该方法对模型的拓扑很敏感,对任意网格描述之前需进行规范化的预处理,预处理的过程较复杂且涉及到很多方面(如拓扑表示的不惟一性、网格的不规则采样,非定向网格,退化网格等均需经过预处理),因此该方法并不通用1但该方法的实验效果好,并被建议使用在未来的MPEG 7中121112 基于各种数学变换和矩的统计特征提取方法在二维图像中,常用各种数学变换(如傅里叶变换、Hough 变换)或各阶矩对图像进行描述,因而很多研究人员尝试着将这种思想应用到三维模型的特征描述上1488计算机辅助设计与图形学学报2004年为了克服文献[12]中特征提取过于粗糙的缺点,文献[18219]对模型首先进行球面参数化;然后沿着经、纬两个方向均匀采样,得到的球面傅里叶系数作为模型的特征描述符1这种方法可以实现多分辨率的特征表达,对模型表面小的扰动具有鲁棒性1在文献[18]中,还采用了矩作为模型的特征1从实验结果可以看出,球面傅里叶系数具有更好的检索性能1尽管这种基于射线的矩(ray2based)[18]比文献[20]中的统计矩检索性能要强,但是参数化的过程中,存在不同的点映射在同一个球面点上的问题,对模型的表示不惟一1另外,高阶矩对模型表面小的扰动异常敏感1文献[21229]与文献[18]思想类似,采用基于傅里叶变换与矩的思想对模型进行特征描述,在应用时傅里叶变换对边界的变化很敏感,矩则对物体的质量分布较为敏感,这些都影响了检索的效果1文献[30]在假设三维模型可以用三维等高线描述的前提下,用傅里叶系数作为特征描述符1显然,这种方法无法从理论和实验上证明等高线就是三维模型的理想特征描述符,因此还需进一步研究1 Ohbuchi等[31]在假设模型的质量分布是均匀的前提下,计算了模型相对三个主轴的惯量矩和模型表面顶点对三个主轴的距离分布1由于模型对轴会有一些小的变形,为了减少由此带来的影响,文献[31]采用了一种叠盖分析窗口的方法,增加算法对这种变形的鲁棒性1这种方法计算不复杂,对一些退化的模型也适用,但实验表明其对于具有旋转对称特征的模型效果更好些,而对其他特征的模型实验结果并不理想,因此该方法局限性比较大1为了解决文献[17]中的3DSSD对拓扑敏感的问题,文献[32233]给出了一种新的三维模型的特征描述符———O3DHTD(Optimal3D Hough Transform Descriptor)1O3DHTD是基于Hough变换的思想而定义的,该思想在二维图像中已得到应用1文献[33]针对三角面片描述的三维网格模型,将三角形质心作为原始点集映射到某参数空间,通过Hough 变换确定参数集合,以此作为模型的特征描述3DHTD(Hough Transform Descriptor)13DHTD从本质上满足了拓扑不变性的要求,但并没有很好地解决几何不变性1为此,文献[33]采用了PCA方法对模型进行规范化处理,并对由于PCA方法所引起的新坐标系统出现的48种可能情况都做了计算,保证了特征O3DHTD的几何不变性,获得最终的优化后的O3DHTD1由于文献[33]采用了一些优化处理,导致特征提取的计算量较大;同时,该方法是对模型全局特征的描述,适合做全局匹配1图4a所示为基于O3DHTD对飞机模型的检索结果,图4b所示为基于3DSSD对飞机模型的检索结果1可以看出, O3DHTD比3DSSD检索性能好1212 骨架提取方法由于用统计方法提取的特征无法对模型进行直观形象的可视化描述,因此骨架提取成为研究人员关注的第二类方法1骨架是对模型的主要特征的一种可视化描述,它符合人类的视觉特征1在医学的虚拟内窥镜手术中,人们致力于研究如何提取管状器官的中轴线,并以此作为手术的导航1Amenta等[34235]首先计算出模型的Voronoi图,在此基础上计算出模型的骨架,它描述了模型的全局特征,但是Voronoi图的计算开销和存储量非常庞大,更适合实体模型,对于有孔、洞的模型还需特殊处理;同时,Voronoi图的构造对噪声非常敏感,边界上小的噪声常会导致密集的Voronoi图,增加了计算量,影响对模型特征的精确描述1因此,这种方法的实用性有待进一步研究1与中轴变换[36237]的思想相似,文献[38239]采用基于参数控制的瘦化算法对模型进行骨架提取,适合任何以体素描述的三维模型1该算法首先计算出模型的骨架节点,然后通过各节点构造出相应的骨架图形,即一个有向的非循环图1以此作为模型的特征描述,不仅适合全局匹配,也可进行局部匹配,如图5所示1该算法中骨架节点为模型局部的中心点,通过瘦化参数控制节点的密度,因此参数直接影响了模型骨架的提取质量1瘦化算法对噪声异常敏感,小的扰动会导致错误的骨架提取1同时,由于需要对每个体素的距离转换值进行递归计算和比较,因此这种算法的计算量很大1而关于如何选择瘦化参数文献[38239]中没有给出理论的描述,这也是该算法的一个遗憾15887期崔晨 等:三维模型检索中的特征提取技术综述 文献[40242]采用了建立网格模型多分辨率R G (Reeb Graph )的骨架提取方法1一个定义在模型表面的连续标量函数为三维模型构造了一个二维的R G 描述符,R G 不仅可以描述模型的特征,同时还描述了模型的空间拓扑关系,如图6所示1 不同分辨率节点图之间的节点具有父子关系,直线表示了节点间的拓扑1匹配策略由粗到精,当父节点匹配时,再进行子节点的匹配1这种方法无论对模型的全局匹配和局部匹配都适用,而且通过选择合适的连续函数构造出的R G 具有平移、旋转不变性,对由于模型简化、子分、网格重构等引起的连通改变是鲁棒的,对模型变形引起的变化、噪声带来的影响不敏感1该方法不仅能识别拓扑不同的模型(如一个面包圈和球),而且对于几何不同而拓扑相似的模型也能识别,如弯曲的手指或伸直的手指1由于R G 的构造是基于连续标量函数进行的,因此当模型存在两个分离的部分时(如模型中包括两个分离的球),该方法无法正确识别,并且对边界敏感1不同类型的模型必须采用适合的连续函数才能得到正确的R G ,如文献[42]中所用的geodesic 距离函数并不适合于体素模型,可能密度函数更适合1图6 多分辨率R G 的构造213 基于几何学的特征提取方法人类的相似判断是基于对物体在整体几何形体上的一种比较,Novotni 等[43244]据此对三维模型直接进行几何相似判断1其基本思想是将一物体A (如图7a 中的香蕉)与另一物体B (如图7a 中的苹果)重叠放置,计算出物体B 位于物体A 之外的点到物体A 的边界的距离分布特征,构造出包含这些距离的直方图,最后基于这些直方图计算一个量化的相似度量1该方法适用于严格定义的封闭的多边形网格模型,对刚度较大或变形较小的物体效果较好1进行相似判断之前,对模型需进行精确的重新定位和对准的预处理,然后对模型进行边界提取1如图7所示,图7a 中的香蕉和苹果质心重合,图7b 中香蕉和香蕉虽然质心重合,但应如图7c 所示,两者的方向也需一致1该方法适合进行模型的全局匹配,如文献[44]中对客户的脚进行三维扫描后进行模型重构,然后将重构后的模型与鞋楦模型进行相似比较,为客户制造更为符合个人的鞋子1由于绝大多数的模型是不严格的,如Internet 上的模型通常是退化的、松散的多边形集合,所以该方法的应用受到很大的限制1图7 两个模型的预处理3 各类方法比较与分析无论是基于统计特征的方法还是骨架提取,或基于几何学的方法,都无法从理论上验证它们对模型特征描述的精确度,更多的是从实验的结果来判断其优劣1图8所示为对同一飞机模型用同一种度量方法在不同的统计特征描述下得到的查准率2查全率图1三种特征描述符分别为:ray 2based 的用球面调和函数提取的特征矢量(rays 2sh )[18],ray 2based688计算机辅助设计与图形学学报2004年的矩(ray 2moments )[18],统计矩(moments )[20]1图中的数字66,83,31代表该特征矢量的维数1从图8中可看出:rays 2sh 的检索效果较好,ray 2moments 次之,moments 较差1本文主要从各类方法自身的优点和局限性出发,对它们进行分析,分析结果如表1所示1图8 飞机的三种特征描述方法的查准率2查全率图目前的统计方法都是针对多边形网格描述的三维模型,大多数统计特征的计算不复杂,易于理解,适合进行模型的全局匹配1但是,大多数统计特征带有随机性,检索性能有时不稳定,计算出的模型特征无法可视化,不适合局部匹配,对原模型中丢失的特征信息也无法提取1从实验结果看,大多数统计特征比较适合对模型进行粗分类,建立分类数据库1同时,为了保证方法本身对几何变换(如平移、旋转、缩放等)的不变性,大多数统计方法对模型进行预处理时都采用PCA (如Karhunen 2Loeve 变换),但由此会带来如下问题:(1)通过对相关特征值降序排列的方法标注出的主轴并不能总是保证理想的空间对应(例如,对于同样放置在水平桌面上的一个高的玻璃杯和一个平坦的玻璃杯,根据PCA ,前者的主轴应是在垂直方向,而后者应是水平方向,而PCA 重新定义新的坐标系统后,将无法找到两者的相似性);(2)将模型缩放到一个单位边界盒对局部变形十分敏感;(3)PCA 用模型表面特征替代了模型的体积特征,丢失了很多信息;(4)由于定义了新的坐标系统,无法对原模型直接处理,降低了特征描述的精确度1表1 各类方法分析特征描述方法适用模型优 点局限性统计特征 任意网格模型(对松散的、退化的模型也适用)对模型要求不高、计算不复杂、易理解、大多数满足几何不变性、大多数对边界噪声鲁棒、适合全局匹配部分特征不稳定、表面特性替代了几何体特性,丢失了一些特征,部分特征对拓扑敏感,大多数特征适合粗分类骨架提取 体素模型、封闭的网格模型直观(可视化)满足几何不变性,适合全局和局部匹配对模型要求较高、适合有关节或分支的模型、计算量大、对边界噪声敏感基于几何学刚度较大、变形较小、封闭的网格模型原理简单,符合人类的相似判断准则、适合全局匹配对模型要求很高、不通用、计算量大、对预处理要求非常严格 因此,尽管很多研究都采用PCA 方法进行预处理,但大多数研究对上述问题并没有给出解决方法,因此对这种方法的缺陷必须有充分认识,寻找出相应的解决措施才能进一步提高模型特征提取的精度1骨架是对模型的主要特征的一种直观描述,它符合人类的视觉特征,由于匹配时采用的是节点属性和拓扑匹配,因此适合全局和局部匹配;对模型的几何变换(如旋转、缩放、平移等)是鲁棒的1但进行骨架提取时对原始模型的信息要求比较严格(模型需是封闭的多边形网格或严格的体素描述),例如,对一个由松散的多边形组成的模型进行骨架提取是无意义的,对一些退化的模型进行骨架提取则可能会导致不正确的结果;同时,由于骨架提取方法的不同,有时对模型的一些噪声会异常敏感1实验结果表明,骨架更适合用来描述有关节或分支的模型1基于几何学的方法是目前研究的比较少的一类方法,仅适用严格定义的、具有一定刚度或变形较小的网格模型,因此该方法的应用受到很大的限制1由于采用的是模型边界的比较,因此对模型预处理的要求较高,要求模型的质心和方向完全一致,同时边界提取也极大地增加了该方法的计算量1每种方法都有各自的优缺点,如何将它们综合考虑,甚至引入文本注解的方法,以进一步提高特征提取的精确程度,或发现更新的特征描述方法,是今后研究的方向1同时,每种特征的检索效果还与所采用的相似性度量方法有着极大的关系,因此,针对特征描述符的特性,采用合适的相似性度量方法才能取得更好的检索效果14 总结和展望三维模型的检索是近年来随着三维模型获取手7887期崔晨 等:三维模型检索中的特征提取技术综述。

基于最大类可分离性新颜色空间的肤色检测

基于最大类可分离性新颜色空间的肤色检测

基 于 最 大 类 可 分 离性 新颜 色 空 间 的肤 色 检 测
王 聪, 周激流 , 晓华 , 李 郎方年 , 付翔 飞
( 四川 大学 计算机 ( 软件) 学院 , 成都 6 0 6 ) 10 4
( agog 18 @ 16 cm w n cn _9 4 2 .o )

要: 针对肤 色检 测 , 于 B a ah r a距 离构 建 了 4个新 空 间模 型 , 基 ht cay t y 并通 过 计 算新 空间模 型 中各 特 征 的
Ke r s o o p c ; B a tc ay a d sa c ; ca s s p r b l y fau e s lc in k n d tc in y wo d :c lr s a e h t h ry it n e l s e a a i t; e t r e e t ;s i e e t a i o o
合 模 型 的有 效 性 。
关键词 : 色空间; ht eaya 离; 彩 B a ahry 距 t 类可分 离性 ; 特征 选择 ; 色检测 肤
中 图分 类 号 : P 9 T 31 文 献 ma i lca ssp r b l y i e c 1rs a e kn d tcin b s d 0 xma ls e a a it n n w 6o p c i
第2 8卷 第 1 2期
20 0 8年 1 2月
文章编号 :0 1 0 1 20 ) 2— 05— 3 10 —9 8 (0 8 1 3 9 0
计 算机 应 用
Co utrAp lc to mp e p i ains
Vo . 1 28 No. 2 1 De . 2 0 e 08
s g e tto n c l ri a e lo v rfe h fe tv n s e fb t e c lrs c d 1a d a s mbld mo e . e m n ain i oo m g sas e i st e ef ei e e s so oh n w oo pa e mo e n s e i e d1

人脸识别的毕业论文

人脸识别的毕业论文

学号:3081818211题目类型:论文(设计、论文、报告)西安电子科技大学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本科毕业设计(论文)题目:人脸检测技术研究及MATLAB实现学院:信息科学与工程学院专业(方向):电子信息工程班级:电信08-2班学生:许文强指导教师:蒋中正2012 年 5 月 20 日摘要人脸检测是当今视觉领域里非常重要和实用的研究课题,它应用于现实生活中的各个领域,如公安、金融、网络安全、物业管理以及考勤等。

基于视频的人脸检测属于动态检测,方法是先提取视频文件的帧,然后再对帧(图像)进行人脸检测,利用肤色特征的检测算法先对图像(帧)进行处理,然后建模,运用适当的算法把人脸检测出来,运用该方法完成了视频之中的的人脸检测。

本文采用MATLAB软件进行仿真,包括实现提取视频文件的帧,对输入图像检测有人脸(如果存在)的位置,大小和位姿,程序运行结果基本实现了上述功能。

关键词:人脸检测;视频检测;肤色特征Research of Face Detection and Implementation of Matlab Student: xu wenqiang Teacher:jiang zhong zhengAbstract:Face detection is very important and practical research topic in the visual field,it is applied to many areas in our lives Such as public security, finance, network security, property management and attendance, Based on the video's face detection is dynamic detection ,The idea is to extract video file frame, then as the image face to detectionUse the skin color characteristics of the detection algorithm , first to do processing testing, Then e appropriate algorithm, the face detection out.By using this method the video to finish face detection. this paper, we also use Matlab software simulationIncluding realize The input image for face detection, Video file frame extraction then That is to make sure that there is an image input face (if present) of location, size and posture of the process.To run the program results basically achieved the functionKey Words:Face Detection;Video Detection;Skin color characteristics目次摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1论文的研究历史背景及目的 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3论文的主要内容安排 (3)2 人脸检测及其算法简介 (5)2.1人脸检测介绍 (5)2.2人脸检测的常用方法 (5)2.2.1基于特征的人脸检测方法 (5)2.2.2模块匹配法的人脸检测 (6)2.2.3基于adaboost算法的人脸检测方法 (7)3 基于视频的人脸检测研究及其实现 (8)3.1 MATLAB图像处理工具箱中的视频操作 (8)3.2提取AVI视频文件的帧 (9)3.3对图像进行肤色特征的人脸检测 (11)3.3.1色彩空间及其内容介绍 (11)3.3.2对图像进行预处理 (11)3.3.3对人脸肤色进行建模 (13)3.3.4 检测人脸区域的选定 (14)3.4图像向AVI视频文件的转换 (16)4 人脸检测在MATLAB软件下仿真实现 (18)4.1设计条件 (18)4.2设计流程 (18)4.4.1基于视频的人脸检测的总设计模块图 (18)4.4.2对图像进行人脸检测具体框图 (19)4.3人脸检测的MATLAB实现 (19)4.3.1人脸检测运行结果 (19)4.3.2人脸检测结果分析 (21)5 结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (25)1 绪论当前,人脸检测越来越受到大家的关注,它作为生物特征识别中一个非常重要的一个分支,已成为计算机视觉与模式识别领域中非常活跃的一个研究领域。

基于局部分块和模型更新的视觉跟踪算法

基于局部分块和模型更新的视觉跟踪算法

基于局部分块和模型更新的视觉跟踪算法侯志强;黄安奇;余旺盛;刘翔【摘要】In order to solve the problems of appearance change, background distraction and occlusion in the object tracking, an efficient algorithm for visual tracking based on the local patch model and model update is proposed. This paper combines rough-search and precise-search to enhance the tracking precision. Firstly, it constructs the local patch model according to the initialized tracking area which includes some background areas. Secondly, the target is preliminarily located through the local exhaustive search algorithm based on the integral histogram, then the final position of the target is calculated through the local patches learning. Finally, the local patch model is updated with the retained sequence during the tracking process. This paper mainly studies the search strategy, background restraining and model update, and the experimental results show that the proposed method obtains a distinct improvement in coping with appearance change, background distraction and occlusion.%针对目标跟踪过程中的目标表观变化、背景干扰及发生遮挡等问题,该文提出一种基于局部分块和模型更新的视觉跟踪算法.该文采用粗搜索与精搜索相结合的双层搜索方法来提高目标的定位精度.首先,在包含部分背景区域的初始跟踪区域内构建目标模型.然后,利用基于积分直方图的局部穷搜索算法初步确定目标的位置,接着在当前跟踪区域内通过分块学习来精确搜索目标的最终位置.最后,利用创建的模型更新域对目标模型进行更新.该文主要针对分块跟踪中的背景抑制、模型更新等方面进行了研究,实验结果表明该算法对目标表观变化、背景干扰及遮挡情况的处理能力都有所增强.【期刊名称】《电子与信息学报》【年(卷),期】2015(037)006【总页数】8页(P1357-1364)【关键词】视觉跟踪;局部分块模型;穷搜索;局部分块学习;模型更新【作者】侯志强;黄安奇;余旺盛;刘翔【作者单位】空军工程大学信息与导航学院西安 710077;空军工程大学信息与导航学院西安 710077;空军工程大学信息与导航学院西安 710077;空军工程大学信息与导航学院西安 710077【正文语种】中文【中图分类】TP391.4视觉跟踪作为计算机视觉领域中最困难和最为核心的问题之一,近年来一直是国内外研究的热点[1−4]。

基于ColorMax模型的拟视皮层图像识别

基于ColorMax模型的拟视皮层图像识别

基于ColorMax模型的拟视皮层图像识别
朱庆生;张敏;柳锋
【期刊名称】《计算机应用研究》
【年(卷),期】2008(25)5
【摘要】受生物学研究启发,模拟视皮层组织结构提出了ColorMax层次模型用于彩色图像识别问题.利用ColorMax模型进行学习能得到较高层次的复杂仿真视觉特征,这些特征具有较好的识别可分性和不变性.利用该模型实现基于对象颜色、纹理和形状的综合特征识别与比较.实验结果表明,提出的模型能够在学习样本数量少的情况下进行学习,提高了识别的速度,能达到与当前先进算法相当识别效果.
【总页数】4页(P1563-1565,1568)
【作者】朱庆生;张敏;柳锋
【作者单位】重庆大学,计算机学院,重庆,400030;重庆大学,计算机学院,重
庆,400030;重庆大学,计算机学院,重庆,400030
【正文语种】中文
【中图分类】TP242.6
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运用自适应球体模型实现肤色动态分割

运用自适应球体模型实现肤色动态分割

运用自适应球体模型实现肤色动态分割李薇;李明东;刘万钱【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2012(048)022【摘要】This paper presents a skin region segmentation algorithm for face recognition in conditions of varying illumination, multiple pose and complex background. This algorithm preprocesses the color facial input image to correct the color cast and adjust the brightness, then it builds an adaptive sphere skin model, based on which it calculates the adaptive skin similarity, finally it segments and extracts the skin region object using the skin similarity and adaptive dynamic threshold. Experimental results show that the algorithm has good segmentation precision and adaptability.%提出一种用于变化光照、多姿态和复杂背景条件下人脸识别的肤色区域动态分割算法.对彩色人脸输入图进行色偏校正和亮度调节预处理,利用肤色聚类特性构建一种自适应球体肤色模型,并基于该模型计算自适应肤色相似度,利用肤色相似度,采用自适应的动态阈值进行肤色区域目标的分割和提取.实验结果表明,对于变化光照、多姿态和复杂背景的彩色人脸图像,该算法有良好的分割精度和自适应性.【总页数】5页(P179-183)【作者】李薇;李明东;刘万钱【作者单位】西华师范大学计算机学院,四川南充637000;西华师范大学计算机学院,四川南充637000;重庆大学生物流变科学与技术教育部重点实验室,重庆400044【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.一种DCT压缩域中基于三维椭圆模型的自适应肤色分割算法 [J], 李晓光;李晓华;沈兰荪2.一种DCT压缩域中基于三维椭圆模型的自适应肤色分割算法 [J], 李晓光;李晓华;沈兰荪3.人体肤色区域的自适应模型分割方法 [J], 方晶晶;李振波;姜宇4.结合自适应肤色模型和区域生长的掌纹分割 [J], 张情;黎明;冷璐5.自适应模型和固定模型结合的肤色分割算法 [J], 江国来;林耀荣因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于多核支持向量机集成的智能玻璃制品检测算法

基于多核支持向量机集成的智能玻璃制品检测算法

基于多核支持向量机集成的智能玻璃制品检测算法刘焕军【摘要】This paper proposes a novel intelligent system and method to inspect glass products. According to requirements of glass products inspection, the inspection system based on machine vision is designed, and the prototype is developed. After capturing the images of glass product, the possible defect regions are segmented by the characteristics of defects, and then the features are extracted in these possible defect regions. The support vector machines ensemble using multi kernel function is put forward as the classifier for classifying the features.The genetic algorithm is used to optimize cooperatively the parameters of the support vector machine in ensemble. This method can make the classifying performance of the SVMs in ensemble is good and the variance of the SVMs in ensemble is big. The selective ensemble method based GA is adopted to ensemble the SVMs. The experiments show that using this method to inspect glass products on the prototype, the accuracy rates reach above 97 %.%研究提出了新的玻璃制品智能检测系统和算法;根据玻璃制品检测的需要,设计了一个机器视觉检测系统,并开发了实验样机;在获取玻璃制品图像后,根据缺陷的特点来分割出可能缺陷区域,然后在可能缺陷区域内提取缺陷特征;提出采用一种多核函数支持向量机集成方法来对特征进行分类;此多核函数支持向量机集成采用遗传算法来协同优化集成中支持向量机的各项参数,使得各支持向量机在拥有较高分类性能的同时保持差异性;而在最后集成各支持向量机时采用了遗传选择集成方法;实验表明采用文中提出的检测算法在实验样机上检测玻璃制品质量,准确率可达97%以上.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2011(019)002【总页数】4页(P359-362)【关键词】智能检测;机器视觉;支持向量机集成;遗传算法【作者】刘焕军【作者单位】广东工业大学自动化学院,广东广州,510006【正文语种】中文【中图分类】TP391.410 引言在日常的生产生活中,大量使用了各种玻璃制品,如玻璃瓶、玻璃杯等。

多级纹理细节的立方体全景纹理再现

多级纹理细节的立方体全景纹理再现

多级纹理细节的立方体全景纹理再现宋颖丽;牛保宁;宋春花【期刊名称】《计算机科学与探索》【年(卷),期】2017(011)009【摘要】Texture rendering is the key to the scene reality in urban visualization, and it limits the development of urban visualization, as excessive quantities of texture data are needed, which means network traffic and power consump-tion on mobile terminal. This paper proposes a multilevel of details among same layer texture techniques used in cubic texture rendering, named LOD-in-IBR. Because the information selection strategy of the human visual system is different when facing vary areas, the texture data with lower resolution are used to reappear low concerned area, so as to reduce the texture data and the resource consumption of the mobile terminal. The scene area is distinguished by information entropy of image texture, the multi-resolution is used to reappear different areas in order to achieve the multilevel of details among the same layer. This paper puts forward iterated bi-cubic interpolation algorithm to eliminate the block effect of which image scaling rate is less than 0.5. Using the proposed method, the texture data needed are reduced by 30% and the time of rendering panorama is reduced by 30% with no visual perception change when texture rendering.%城市可视化中的纹理再现,是场景真实性的关键.纹理再现通常需要大量的纹理数据,对于资源受限的移动终端,意味着巨大的网络流量和电量消耗,成为制约城市可视化技术在移动终端应用的瓶颈.提出一种多级纹理细节的立方体全景纹理再现技术(LOD-in-IBR).根据人眼视觉系统信息选择策略中对场景各区域关注度存在的差异,用较低分辨率的纹理数据再现关注度较低的区域,从而减少所需的纹理数据,降低移动终端的资源消耗.场景各区域用图像纹理的信息熵进行区分,按照信息熵的大小对场景各区域分类,不同类别的纹理采用不同的分辨率进行再现,使之达到全景图像的同层次多级细节.对于缩小(分辨率降低)比例小于0.5以上的部分所产生的块效应,用双三次迭代插值算法进行优化.实验证明该方法在不引起视觉感知变化的条件下,再现所需的纹理数据减少30%,全景平均渲染时间减少30%.【总页数】9页(P1496-1504)【作者】宋颖丽;牛保宁;宋春花【作者单位】太原理工大学计算机科学与技术学院,太原 030600;太原理工大学计算机科学与技术学院,太原 030600;太原理工大学计算机科学与技术学院,太原030600【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.车载3D全景模型及纹理映射算法 [J], 刘志;张常年;黄冬2.动态立方体纹理生成算法 [J], 陈茂;顾大权;王忠超;李冠林3.基于图像纹理的板材纹理模拟再现方法研究 [J], 任洪娥;常春媛;杜建波4.基于纹理特性的全景视频快速帧内编码算法 [J], 钱鹏飞;王甯琪;张冬冬;5.基于纹理特性的全景视频快速帧内编码算法 [J], 钱鹏飞; 王甯琪; 张冬冬因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

勾画式局部颜色迁移

勾画式局部颜色迁移

勾画式局部颜色迁移
孟敏;刘利刚
【期刊名称】《计算机辅助设计与图形学学报》
【年(卷),期】2008(020)007
【摘要】图像之间的颜色传输有效地利用了图像的基本统计信息.提出一种基于图像的简单统计信息和梯度域信息的局部颜色迁移算法,其中提供了简单易用的操作界面,在迁移过程中能够保持源图像的颜色细节;将其推广到灰度图上色问题,可有效地提高上色速度.实验结果表明,该箅法较好地实现了源图像和目标图像的局部区域颜色对应,生成具有较好视觉效果的真实自然的新图像.
【总页数】6页(P838-842,849)
【作者】孟敏;刘利刚
【作者单位】浙江大学数学系计算机图象图形研究所,杭州,310027;浙江大学数学系计算机图象图形研究所,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于交互式分割和勾画匹配的颜色迁移 [J], 马平平;肖亮;王力谦
2.基于交互式分割和勾画匹配的颜色迁移 [J], 马平平;肖亮;王力谦;
3.保持细节的局部颜色迁移改进算法 [J], 陈海;冯国灿
4.局部颜色模型的交互式Graph-Cut分割算法 [J], 郑加明;陈昭炯
5.面向双目立体视觉的迭代式局部颜色校正 [J], Yuan Xuejiao;Ran Qing;Zhao Wenjing;Feng Jieqing
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基于低尺度词袋模型的图像快速分类方法

基于低尺度词袋模型的图像快速分类方法

基于低尺度词袋模型的图像快速分类方法肖哲;秦志光;丁熠;蓝天;于跃【摘要】This paper proposes a new framework to improve the efficiency of visual bag-of-words model in large scale image classification. The method is based on the low scale image representation obtained by wavelet transform, and the low scale visual dictionary is built by extracting the SIFT features on the low scale image. Since the feature dimension is reduced, the method can quickly generate the visual dictionary and minimize the time of image classification process. The results of comparison experiments on the 8 677 images of Caltech 101 show that the proposed method can effectively improve the classification performance and efficiency of the traditional visual bag-of-words model and the Pyramid-BOW model.%提出一种新的框架用于改进传统词袋模型效率较低的问题。

该方法建立在通过小波变换获取的低尺度图像表示上,利用在低尺度图像上提取单尺度的SIFT特征,建立低尺度视觉词典。

颜色相似系数的目标提取与颜色替换

颜色相似系数的目标提取与颜色替换

颜色相似系数的目标提取与颜色替换
陶胜
【期刊名称】《电脑编程技巧与维护》
【年(卷),期】2013(0)7
【摘要】探讨利用区域生长进行目标提取,提出一种基于颜色相似系数的区域生长算法,该算法以待判别点与种子点的颜色相似系数大于给定阈值作为生长准则,给出颜色相似系数的定义及计算公式,对提取的目标进行颜色替换,并应用Matlab软件编程实现.运行结果表明效果不错.
【总页数】3页(P71-72,90)
【作者】陶胜
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于颜色相似系数的彩色图像分割方法 [J], 韩晓微;杨喆;李彦平;徐心和
2.基于颜色相似系数的舌象图像舌质舌苔分离 [J], 李胜旭
3.基于HSV颜色空间的水下运动目标提取 [J], 周建平
4.基于颜色相似系数的虚拟人股肌分割 [J], 刘斌
5.胶囊内窥图像出血检测中颜色向量相似系数分类器的设计 [J], 潘国兵;颜国正;宋昕帅;邱祥玲
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利用多层视觉网络模型进行图像局部特征表征的方法

利用多层视觉网络模型进行图像局部特征表征的方法

利用多层视觉网络模型进行图像局部特征表征的方法郎波;黄静;危辉【期刊名称】《计算机辅助设计与图形学学报》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】为了寻求代价更小、效率更高、适应性更强的图像局部特征表征方法,提出一种基于视觉机制的多层网络计算模型。

首先对初级视皮层中的简单细胞和复杂细胞等神经元进行建模;然后对腹侧视通路上的V4区神经元和下颞叶皮层区神经元的响应模式进行研究,并利用该计算模型对输入图像进行局部特征的表征。

实验结果表明,与传统的图像特征描述方法相比,该模型所提取的图像局部特征具有足够的区分度;此外,利用生物视觉模型提取出的图像局部特征在具有复杂背景的场景中显示出了更加优秀的泛化能力。

%For representing local image features, minor price, more efficient and more flexible, a hierarchical network model based on human vision physiological mechanism was put forward. Firstly, simple cell and com-plex cell in primary visual cortex are modeled, then studied the response pattern of V4 area and inferior temporal cortex on ventral side channel and representing the local features of input image utilized the computational model. The experiment results show that local image features extracted by computational model have sufficient dis-crimination; furthermore, the local image features extracted using biological visual model demonstrated much more excellent generalization ability in natural scene with complicated background.【总页数】10页(P703-712)【作者】郎波;黄静;危辉【作者单位】北京师范大学珠海分校信息技术学院珠海 519087;北京师范大学珠海分校信息技术学院珠海 519087;复旦大学计算机科学技术学院上海 201203【正文语种】中文【中图分类】TP391【相关文献】1.利用地球化学方法进行油藏表征 [J], 赵红静;梅博文;张春明;孙玮琳2.利用立体视觉交汇测量方法进行靶场弹落点探测的误差分析 [J], 庞羽佳;王向军3.利用视觉伺服技术进行车辆尺寸测量的方法 [J], 卞晓东;张为公;郭占军4.利用视觉敏锐度公式进行自适应渲染的方法研究 [J], 纪庆革;洪炳熔;王东木;蔡继红5.大家都能品尝视觉饕餮——试探如何使大众利用自身的视觉经验对视觉艺术作品进行解读 [J], 肖志雄因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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基于最佳立方体细分的显示器颜色再现模型刘攀1,刘真1,朱明2(1.上海理工大学,上海200093;2.河南工程学院,郑州450007)摘要:目的建立一个显示器颜色再现模型,模型以NEC 显示器为实例,实现Lab 到RGB 的转换。

方方法模型以修正的立方体细分算法为基础,通过对色域外的点进行处理,并且选定一个最佳细分等级,来平衡转换精度和算法计算量,从而实现显示器的颜色再现。

结果结果采用CIELab 色差公式[1]分析实验数据,模型转换过程平均色差为1.8068,在人的视觉可接受范围内,最大色差仅有4.6051,模型的颜色再现精度高。

结论结论文中建立的模型可以实现显示器从Lab 到RGB 的准确转换。

关键词:颜色再现;立方体细分;最佳细分等级中图分类号:TS801.3文献标识码:A文章编号:1001-3563(2014)13-0128-05Monitor Color Reproduction Model Based on Optimal Cube SubdivisionLIU Pan 1,LIU Zhen 1,ZHU Ming 2(1.University of Shanghai for Science and Technology ,Shanghai 200093,China ;2.Henan Institute of Engineering ,Zhengzhou 450007,China )ABSTRACT :Objective A monitor color reproduction model was established to realize the conversion from Lab to RGB,using a NEC monitor as example.Methods The model was based on the modified cube subdivision algorithm,which processed the points outside the color gamut.Through choosing an optimal subdivision level,the model could balance between the conversion calculation precision and algorithm efficiency,in this way,the color reproduction of the monitor was realized.Results The accuracy of the model was analyzed with the CIELab color difference formula,the average color difference during the model conversion was 1.8068,which was in the acceptable range of human vision.The largest color difference was only 4.6051.The model had high conversion precision.Conclusion The model established in this paper could realize the accurate conversion of the monitor from Lab to RGB.KEY WORDS :color reproduction ;cube subdivision ;optimal subdivision level收稿日期:2014-02-11基金项目:上海市研究生创新基金(JWCXSL1402)作者简介:刘攀(1990—),男,湖南张家界人,上海理工大学硕士生,主攻色彩管理/颜色科学。

对于显示器颜色准确再现的研究,主要包括正向转换和反向转换2个过程。

当前国内外对显示器色空间转换的研究主要集中在正向转换方面,即实现RGB 到Lab 的转化,代表性研究有三维查表法[2—3]、BP 神经网络法[4]、PLCC 模型[5]、GOG 模型[6—7]、S-shape 模型[8—9]、多项式回归模型[10]、分段分空间模型[11]等。

反向转换由于是从不规则空间到规则空间的转换,过程较复杂,所以研究较少。

Hung [12]提出了基于四面体插值的反向变换算法,但这种算法的计算量大;徐海松、张显斗等人[13—14]提出了基于立方体细分的查表插值匹配算法,但这种算法需要进行多次迭代,计算量受到一些因素的影响,高精度需要以比较大的运算量为代价,而且对色域外的颜色预测精度不高。

文中对立方体细分的插值匹配算法进行修正,从而建立一个显示器颜色再现模型,实现显示器的颜色反向转换过程。

该模型对色域外的颜色进行处理,使包装工程PACKAGING ENGINEERING第35卷第13期2014年07月128第35卷第13期对色域外的颜色预测更加准确,修正后的算法不需要进行多次迭代,而改为选择最优细分等级以平衡计算量和预测精度。

新模型以查找表为基础,所以可以被运用于各种显示设备。

1色域描述1.1创建查找表色域描述以查找表的数据为基础,所以查找表的创建是一个重要过程。

文中将NEC显示器源色空间进行11级均匀分割,即在R/G/B3个坐标方向分别取坐标点0,16,32,64,96,128,160,192,224,240,255,共得到1331个样本点的RGB值。

在暗室环境下用NEC显示器依次显示这些样本集,用eyeone测量对应的Lab值,形成一张样本集的RGB-Lab查找表。

1.2描述色域以查找表的Lab数据为基础,采用基于分区最大化的色域边界描述方法[15]描述显示器的色域范围。

为了让色域范围描述精度和算法运行效率达到平衡,将色域的θ角划分为12等份,α角的划分与θ角相同,划分后的球状色域可以分成12×12=144个分区。

因为查找表数据的有限性,所以不是所有的分区都有样本颜色分布。

对于这样的分区需要做特殊处理来确定其边界,这里相邻几个分区半径的平均值来作为没有颜色点的分区的半径r的取值。

将查找表进行处理后写入ICC特性文件,然后利用“Profile Editor”软件的“gamut view”功能模块显示NEC显示器色域,见图1,黄线范围是NEC显示器的色域范围。

2创建颜色再现模型颜色再现模型以立方体细分的插值匹配算法为基础,该算法的原理是通过增加迭代次数来使预测值小于一个设定的阈值,从而提高预测精度。

但是过多的迭代次数会影响计算量,迭代次数越多,计算量越大,而且对于一些色域外的颜色,迭代次数的增多并不能使预测值小于设定阈值,即算法对于色域外的颜色预测精度不高。

为降低计算量,提高运行效率,改善色域外颜色的预测精度,文中对立方体细分的插值匹配算法进行了修正,以建立更加完善的反向转换模型。

文中反向转换模型的创建有3个部分:对色域外的点进行映射、修正立方体细分算法以及最佳细分等级的选择等。

2.1色域映射对于一个待预测的Lab数据,首先需要判断该颜色是否位于显示器色域内,如果在色域内则直接对该颜色用反向模型进行预测,如果不在色域内则需要进行色域映射处理。

判断颜色在色域内还是色域外的步骤为[16]:根据待测颜色色相角计算等色相面,然后结合色域范围计算相应的Lgb线色域边界;以横坐标为彩度值,纵坐标为亮度值在等色相面内可以形成2维坐标系,见图2,图2中L max和L min分别为最大和最小亮度值,故亮度轴中心点值为(L max+L min)/2,连接待测颜色点和亮度轴中心点得到一条直线,该直线与Lgb线相交于一点,定义该点坐标值为(C′,L′);待测颜色已知Lab值,并且通过a和b值可以得到彩度值C=(a2+b2)1/2;设定条件C<C′且L min<C′<L max,如图1NEC显示器色域Fig.1Gamut of NEC monitor图2色域映射原理Fig.2Principle of the gamut mapping刘攀等:基于最佳立方体细分的显示器颜色再现模型129包装工程2014年07月果满足该条件则说明待测颜色位于色域内,不满足则位于色域外。

如果判断得出颜色是在色域外,色域映射的处理方法为:在Lgb 线上找到与待测颜色点距离最近的点,具体操作见图2,过待测颜色点作Lgb 线的垂线,垂足的Lab 值即为色域映射后的色度值。

2.2算法修正对立方体细分的插值匹配算法进行修正,修正后的算法流程见图3。

具体的步骤如下所述。

搜索查找表,找到与待测颜色A 色差最小的样本颜色点,记该色差为ΔE ,该颜色样本点为Q 0(R 0,G 0,B 0)。

判断ΔE 与设定阈值E _th 的大小,如果ΔE ≤E _th,则将R 0,G 0,B 0认定为待测颜色的RGB;如果ΔE >E _th,再次搜索查找表,找到最临近Q 0的2个点Q 1(R 1,G 1,B 1),Q 2(R 2,G 2,B 2),满足R 1<R 0,G 1<G 0,B 1<B 0,R 2>R 0,G 2>G 0,B 2>B 0,由R 1,G 1,B 1,R 2,G 2,B 2可以组成一个立方体,绝大多数情况下都可以认为待测点A 的RGB 值就在这个立方体内,如不在立方体内该方法实际求得RGB 值对应的Lab 值也会与目标Lab 值非常接近。

对立方体进行N 级细分,令:R i =Round (R 1+(R 2-R 1)/N ·(i -1))G i =Round (G 1+(G 2-G 1)/N ·(i -1))B i =Round (B 1+(B 2-B 1)/N ·(i -1))细分完之后R 1=R 1,R (N +1)=R 2,R i 表示红通道里第i 个R ,绿、蓝通道同理,Round 为取整函数。

细分后的R /G /B 值组合可产生许多新节点,它们的Lab 值可以运用正向转换模型(文中运用基于四面体插值的三维查找表算法)预测得到,这样新节点的RGB 对应其Lab 可产生新的查找表。

搜索新的查找表,找到与待测颜色A 色差最小的点,将该点的RGB 值认定为A 的RGB 值。

2.3最佳细分等级的选择为平衡算法计算量和预测精度,将细分等级N 依次取3,4,5,6等多个级别,通过实验找到最佳细分等级。

实验用的测试色块为matlab 制作的343个色块,实验结果见表1。

由表1可知,细分等级越高,预测越准确,但是考虑到7级细分以后的转换精度差别不大,且7级运行效率明显高于更高等级的运行效率,所以反向转换模型将采用7级细分等级。

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