不同池化模型的卷积神经网络学习性能研究

目的 基于卷积神经网络的深度学习算法在图像处理领域正引起广泛关注。为了进一步提高卷积神经网络特征提取的准确度,加快参数收敛速度,优化网络学习性能,通过对比不同的池化模型对学习性能的影响提出一种动态自适应的改进池化算法。方法 构建卷积神经网络模型,使用不同的池化模型对网络进行训练,并检验在不同迭代次数下的学习结果。在现有算法准确率不高和收敛速度较慢的情况下,通过使用不同的池化模型对网络进行训练,从而构建一种新的动态自适应池化模型,并研究在不同迭代次数下其对识别准确率和收敛速度的影响。结果 通过对比实验发现,使用动态自适应池化算法的卷积神经网络学习性能最优,在手写数字集上的收敛速度最高可以提升18.55%,而模型对图像的误识率最多可以降低20%。结论 动态自适应池化算法不但使卷积神经网络对特征的提取更加精确,而且很大程度地提高了收敛速度和模型准确率,从而达到优化网络学习性能的目的。这种模型可以进一步拓展到其他与卷积神经网络相关的深度学习算法。     

基于结构组稀疏表示的遥感图像融合

目的 稀疏表示在遥感图像融合上取得引人注目的良好效果,但由于经典稀疏表示没有考虑图像块与块之间的相似性,导致求解出的稀疏系数不够准确及字典学习的计算复杂度高。为提高稀疏表示遥感图像融合算法的效果和快速性,提出一种基于结构组稀疏表示的遥感图像融合方法。方法 首先,将相似图像块组成结构组,再通过组稀疏表示算法分别计算亮度分量和全色图像的自适应组字典和组稀疏系数;然后,根据绝对值最大规则进行全色图像稀疏系数的部分替换得到新的稀疏系数,利用全色图像的组字典和新的稀疏系数重构出高空间分辨率亮度图像;最后,应用通用分量替换（GCOS）框架计算融合后的高分辨率多光谱图像。结果 针对3组不同类型遥感图像的全色图像和多光谱图像分别进行了退化和未退化遥感融合实验,实验结果表明：在退化融合实验中,本文方法的相关系数、均方根误差、相对全局融合误差、通用图像质量评价指标和光谱角等评价指标比传统的融合算法更优越,其中相对全局融合误差分别是2.326 1、1.888 5和1.816 8均远低于传统融合算法;在未退化融合实验中,除了在绿色植物融合效果上略差于AWLP（additive wavelet luminance proportional）方法外,其他融合结果仍占有优势。与经典稀疏表示方法相比,由于字典学习的优越性,计算复杂度上要远低于经典稀疏表示的遥感图像融合算法。结论 本文算法更能保持图像的光谱特性和空间信息,适用于不同类型遥感图像的全色图像和多光谱图像融合。     

基于邻域关系模糊粗糙集的医学图像分类研究

对医学图像进行分类时,特征选择是影响分类准确率的非常重要的因素。针对医学图像的特殊性,以及目前提出的特征选择算法在应用于医学图像分类时效果不够理想等问题,提出一种基于邻域关系的模糊粗糙集模型,基于该模型给出特征选择算法,并将其应用于乳腺X光图像。实验结果表明,同已有的算法相比,该方法能有效选择特征,分类精度有较大的提升。     

一种改进的各向异性扩散深度图像增强算法

深度图像受其测距原理所限,存在边缘不匹配、无效像素、噪声等问题,提出一种基于改进的各向异性扩散算法的深度图像增强方法。首先,校正深度图像和彩色图像的位置关系,并根据时间连续性选择多帧图像,进行多帧均值滤波预处理;其次,通过在彩色图像中引入权重的思想,构建具有4-邻域形式的深度图像模型,利用彩色图像引导的深度图像进行各向异性扩散,填补孔洞;最后,使用改进的自适应中值滤波平滑图像噪声。实验结果表明,该方法能够有效修复原始深度图像中存在的由无效像素组成的黑色孔洞,在抑制噪声的同时,仍能保持深度图像中物体边缘的细节信息。     

基于变差函数全局纹理增强的结构相似度图像质量评价

为解决结构相似度算法的图像质量评价缺陷,提出了一种基于变差函数全局纹理增强的结构相似度图像质量评价。该方法首先利用改进的对数变差函数模型提取原图像和失真图像在水平0°、垂直90°和对角45°、135°四个方向的纹理信息特征,然后分别求出对应的纹理增强图像,最后改进SSIM中的结构信息来确定纹理区域的明显失真,计算得到整幅图像的VSSIM值。目前大多数的全参考评价方法不能对数据库中的所有失真类型进行评价,只能对某一类固定的失真类型来评价。本方法对LIVE数据库中的五种失真类型都适用,仿真实验表明,该算法对五种不同失真类型的评价结果具有一定的合理性,并且与主观评价数据库较为一致,其性能也优于其他质量评价模型。     

由图像传感器逆向控制的图像采集系统设计

以CMOS图像传感器OV7670和USB2.0控制器芯片CY7C68013A为核心搭建图像采集系统,选择CY7C68013A的中断引脚添加按键作为控制按钮,使控制信号与视频数据经USB2.0接口传输至上位机.上位机端应用程序解析控制信号,据此对视频数据进行相应操作,实现图像采集系统的逆向控制.     

智能无线防盗报警系统设计

设计一种使用彩信发送现场图像到手机的智能无线防盗报警系统;采用单片机STM32做主控制器,当有人员入侵到布防区域时,红外热释电传感器感应到人体红外信号,触发控制器发送拍照指令,随后控制器通过无线通信模块以彩信的方式将抓拍到的图像发送给目标手机,同时将中间处理数据产生的信息以及进行的图像处理保存到SD卡中,实现防盗报警,具有性价比高、可靠性强、实时性高等特点;如搭载操作系统、网络接口等功能可向智能家居等方向实现拓展。     

阈值分割法在直升机驾驶舱模拟器中的应用研究

通过对直升机起降特点及视角转换的分析研究,建立模拟起降模型;以VC++为工具,采用双缓冲技术及光栅处理技术,解决了驾驶舱图片透明化过程中存在的闪烁问题;在完成驾驶舱透明化处理的基础上通过采用阈值分割方法,实现了驾驶舱与跑道在同一窗体不同区域中的显示,通过组件调用的方式完成驾驶舱按键对飞机起降的控制,并结合多线程技术完成了直升机模拟起降的仿真测试;该方法能直观清楚的反映直升机起降过程中驾驶舱内部及外部跑道的情况,对直升机起飞降落故障研究有一定的参考价值。