全信息图像质量评估研究的发展综述

随着图像技术的广泛应用,图像的质量评估问题,即信息的可靠性问题,在自动化系统中的地位日益重要。全信息图像质量评估是针对目标原始图像和被测图像都已知时的被测图像评估。从历史发展角度系统地回顾了20世纪60年代以来全信息图像质量评估研究的发展历程和现状,并从算法的构成角度对代表性的全信息图像质量评估算法进行了分类与分析。由于图像质量评估函数的性能测定在其研究中具有重要的地位,对于图像质量评估函数的性能测定方案给予了说明。最后,从研究的深入角度上讨论图像质量评估研究的未来发展趋势。     

基于面积比矩阵的加权特征向量点匹配算法

提出一种在仿射变换下点集关系描述算子--面积比矩阵,证明了其在仿射变换群下的不变性质;并由该性质推导得出特征向量(EA)匹配算法抗噪性能差的原因,在此基础上给出了基于面积比矩阵的加权特征向量算法.算法构造不同图像的面积比矩阵,对矩阵进行分解得到其特征值和特征向量,通过特征值进行加权获得图像中点的特征向量,比较图像点的特征向量获取匹配关系.因面积比矩阵的仿射不变性质,算法能实现仿射变换下点集精确匹配;采用的加权特征向量法改进了EA匹配法,具有更好的抗噪性能.实验表明算法切实可行.     

基于人眼视觉特性的盲图像质量评价

文中针对含噪图像的质量评价,提出一种基于人眼视觉特性的盲图像质量评价算法。利用人类视觉系统的对比度敏感函数对空间域的噪声检测结果进行加权,得到符合主观评价结果的盲图像质量评价值。利用L IVE图像库的评价图像和主观评价值对算法进行了仿真验证。仿真实验结果表明,该方法具有无参考、运算复杂度低、主客观评价较一致等特点。     

目标区域局部特征和局部图像质量相结合的激光干扰效果评估

为客观描述光电成像系统激光干扰效果,提出目标区域局部特征和图像质量相结合的干扰效果评估算法。图像的局部特征用特征点描述,图像质量用结构相似度指数描述。该算法利用特征点匹配算法确定场景图像中的目标区域,计算干扰前后目标区域内特征点数量的变化、干扰后目标区域内未饱和面积所占的比重以及目标区域内图像的结构相似度指数,并将上述各参数相乘得到最终的评价指标。利用该方法对典型激光干扰图像进行评估,结果表明:在不同入射功率和不同光斑位置情况下,所提评估指标比单独使用结构相似度的评估指标具有更大的取值范围和更明显的非线性变化特征。这说明:该指标能够反映光电成像系统激光干扰过程的丰富细节,更加适合激光干扰效果的评估。     

高性能互连网络中端口阻塞故障预测方法

随着系统规模、芯片功耗和链路速率的提升,高性能互连网络的整体故障率也不断上升,传统运维方式将难以为继,给高性能计算系统整体可靠性和可用性带来了巨大挑战。针对网络端口阻塞这类严重网络故障,提出无监督算法的预测模型。该模型从历史信息中挖掘征兆性规律并形成新的特征向量,应用K-means聚类算法对特征向量进行学习归类。在预测时,结合端口当前状态,利用二次指数平滑算法对未来状态进行预测,将得到的新特征向量使用K-means算法预判是否会发生阻塞故障。利用拓扑结构信息,分别对叶交换机和根交换机构建预测子模型,进而提升预测的精确率。结果表明,该预测模型能保持在召回率为88.2%的前提下,达到65.2%的准确率,可为运维人员提供有效的辅助。     

一种离焦模糊图像的约束复原方法

针对离焦模糊图像,提出了一种基于图像质量的约束复原算法.该算法基于平滑约束最小二秉,采用正则化技术以减少高频噪声的放大.使用人类视觉系统(HVS)特性中的对比敏感度函数(CSF)对图像功率谱加权来评价图像质量,通过搜索图像质量的最大值实现对正则参数的自适应选择,使复原结果更符合人的视觉感受.实验结果表明:该算法不需要估计降质图像的噪声水平,却能获得和平滑最小二秉复原方法相当甚至更好的复原结果.     

基于微光图像均匀区域非参数检测的噪声水平估计

为了精确地建立微光图像噪声模型,提出了一种从单幅微光图像中自动评估噪声水平函数的算法。该算法首先采用Kendall coefficient统计方法提取出微光图像均匀区域;然后,在分析微光ICCD成像机理基础上提出了微光ICCD噪声模型,并采用最小二乘方法进行了参数估计;最后,对实际微光图像进行了检测,获得了高精度的参数值,由此证明了该算法的可行性。     

数据挖掘在图像信息隐写分析中的应用

提出数据挖掘在图像信息隐写分析中的应用。首先计算原始图像和隐写图像在通用图像质量指标下的失真测度,然后利用数据挖掘技术建立一个预测模型,完成失真测度到已知隐写概率的映射,模型的输出即为预测隐写概率。实验结果表明,使用该方法得到的预测隐写概率和已知隐写概率的相关度,当使用训练样本时达到0.951以上,使用测试样本时达到0.943以上,达到了很好的预测效果。     

基于图像解译概率的SAR探测距离评估方法

SAR探测距离是评判SAR系统性能的关键指标,不同于普通雷达给出的针对点目标的探测数据,SAR系统给出的是面目标的雷达图像,因此对其探测距离的评估也要有别于普通雷达,因从其雷达图像质量入手进行考核其作用距离。提出了基于图像解译概率的SAR探测距离评估模型,并在此基础上分析研究了评估过程中相关参数的测量方法。SAR探测距离的评估技术研究成果已在外场试验中得到应用,具有一定的推广利用价值。     

卫星单-混信号识别研究

针对卫星通信中常用的调制信号和成对载波多址(PCMA)混叠信号的调制样式识别问题,提出了一种基于高阶累积量和信号瞬时特征统计量的识别算法。该算法对接收数据进行预处理,在此基础上提取高阶累积量和信号瞬时特征统计量构造4个特征参数,构造树形分类器进行调制识别。算法具有不需要知晓信号的定时等先验信息,对混合幅度比不敏感等特点。仿真结果表明,该算法在低信噪比下仍然能保持较高的识别性能。     

Gabor-CNN for object detection based on small samples

Object detection models based on convolutional neural networks (CNN) have achieved state-of-the-art performance by heavily rely on large-scale training samples. They are insufficient when used in specific applications, such as the detection of military objects, as in these instances, a large number of samples is hard to obtain. In order to solve this problem, this paper proposes the use of Gabor-CNN for object detection based on a small number of samples. First of all, a feature extraction convolution kernel library composed of multi-shape Gabor and color Gabor is constructed, and the optimal Gabor convolution kernel group is obtained by means of training and screening, which is convolved with the input image to obtain feature information of objects with strong auxiliary function. Then, the k-means clustering algorithm is adopted to construct several different sizes of anchor boxes, which improves the quality of the regional proposals. We call this regional proposal process the Gabor-assisted Region Proposal Network (Gabor-assisted RPN). Finally, the Deeply-Utilized Feature Pyramid Network (DU-FPN) method is proposed to strengthen the feature expression of objects in the image. A bottom-up and a top-down feature pyramid is constructed in ResNet-50 and feature information of objects is deeply utilized through the transverse connection and integration of features at various scales. Experimental results show that the method proposed in this paper achieves better results than the state-of-art contrast models on data sets with small samples in terms of accuracy and recall rate, and thus has a strong application prospect.     

粗集支持向量机的战斗机空战效能智能评估

根据现代空战特点,选取了战斗机的空战效能评估指标集,并采用粗糙集理论对指标体系进行约简,提取对空战效能影响起关键作用的特征参数,消除冗余信息,减少了支持向量的维数。支持向量机(SVM)具有结构简单、全局最优、泛化能力强的优点。根据所提取的特征参数,文中提出采用回归型支持向量机(SVR)建立空战效能智能评估模型。并通过实例与指数法和BP神经网络法计算结果进行了比较,验证了该模型的可行性和有效性。     

基于半监督FCM聚类算法的卫星云图分类

针对卫星云图的特点在分类特征集中采用了一种新的特征--差异化特征,该特征反映了云图的内部结构特点,并且具有良好的鲁棒性,能有效地避免云团位置变化对特征的影响.将半监督思想引入到模糊C均值聚类方法(FCM),克服了单纯的FCM方法未考虑领域知识导致的聚类结果的盲目性.半监督FCM方法在聚类过程中加入少量的由领域专家标记的样本,引入专家的领域知识,通过与这些带有类标记的样本进行相似性比较,引导FCM方法的聚类过程.试验结果表明,基于具有差异化特征的云图特征集,半监督FCM方法能有效地提高云图分类的准确率.     

雷达天线扫描方式的自动识别方法

为了对雷达天线扫描方式进行自动识别,改进开发了天线扫描方式模拟器,并分别研究了电子扫描和机械扫描的特征提取和识别方法。基于最大主瓣脉冲序列的特征参数实现电子扫描和机械扫描的区分,然后基于单个天线扫描周期脉冲序列的特征参数实现8种机械扫描方式的自动识别。仿真结果表明,本文方法能够区分一维电扫、二维电扫和机械扫描,并且采用支持向量机决策树对机械扫描方式的识别正确率高于决策树方法。     

面向像斑的高分辨率遥感影像自优化迭代分类方法

针对高分辨率遥感影像提出了一种面向像斑的自优化迭代分类算法,基于半监督聚类算法获取训练样本,以支持向量机为核心设计了自优化迭代分类器。使用分型网络演化算法获取像斑,并从中选取少量标记样本;结合标记样本,利用半监督模糊C均值算法对像斑进行聚类,并基于密集度筛选得到训练样本;设计了自优化迭代支持向量机分类算法,对所有像斑进行迭代分类直到满足分类要求,并在分类过程中对近邻分类结果进行统计得到高可信度样本以自主优化训练样本集。基于以上方法分别对武汉市QuickBird和WorldView影像进行分类实验,分类总精度分别达到94.67%与92%,与基于人工选取训练样本情况下进行分类的分类总精度（82%与82.67%）、常规支持向量机分类总精度（87.33%与88%）、最小二乘支持向量机分类总精度（88%与89.33%）相比,精度有明显提升,分类效果较好。     

基于时频原子分解的地雷目标特征提取及分类

利用车载超宽带地表穿透雷达进行大区域地雷探测在军事领域上有重要的应用价值,能否提取稳定一致的地雷特征是其实用化的关键.提出一种基于时频原子分解的地雷目标特征提取和分类方法,该方法以地雷目标的四维散射函数为基础获取二维时频图像,在对时频图像详细分析的基础上,通过时频原子对地雷目标一维距离向剖面进行分解,得到能够完整描述地雷时频域特征的多个原子,将这些原子作为特征向量送入分层分类器.通过实测数据验证,该方法适用于车载超宽带地表穿透雷达探测地雷.同传统基于时域或频域的特征提取算法相比,该方法提取的特征更加稳定,能有效改善地雷探测性能.     

基于结构相似度的SAR干扰效果评估方法

传统的合成孔径雷达(SAR)图像质量评价指标没有考虑像素点间的相关性和人眼视觉系统感知特性,导致主客观不一致的现象时有发生。提出了一种主客观相结合评估方法,该方法不仅巧妙地利用了结构相似度(SSIM)作为主客观评价的连接纽带,而且结合局部方差相似度与图像高频信息相对应的特点,通过非线性合并得到了结构相似度的修正模型。仿真结果表明,该方法较之传统评估手段具有明显的优势,不仅能够更好地反映出干扰对图像细节的影响,而且能够与人类视觉系统保持高度一致,进一步提升了整套评估系统的效率和准确率。     

基于小波分析的子带特征提取与选择方法

在研究了目标图像多尺度小波分解特性的基础上,提出了基于小波多尺度分解子带主成分的特征提取的算法。该算法利用图像在不同尺度的小波变换域中能量局部集中性,选择各子带能量较集中的局部小波系数构成图像目标特征向量。这种特征包含图像目标的主要边缘、纹理、灰度、结构等多种信息。由于对图像目标的特征信息的分布没有任何限制,因而适用于多种类型的图像的特征提取,可以解决单一特征提取方法中必须面对的所提取特征不明显的难点。这种特征向量对噪声有较好的鲁棒性。