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    2019年第3期目录
    2019, 40(3): 0. 
    摘要 ( 72 )   PDF(147KB) ( 50 )  
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    专论:第12届中国计算机图形学大会 (CHINAGRAPH 2018 广州)
    基于三维卷积神经网络的肺结节假阳性筛查
    尤 堃 1,3, 郝鹏翼 1,3, 吴福理 1,3, 张 繁 1, 吴 健 2,3
    2019, 40(3): 423-428.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030423
    摘要 ( 152 )   PDF(834KB) ( 157 )  
    从 CT 影像中检测肺结节在肺癌的早期诊断中至关重要,而肺结节假阳性的筛查 是提高肺结节检测准确度的重要一步。为了从大量候选结节中快速准确地区分出真正的肺结节, 设计了一个 3D 卷积神经网络(CNN)筛查肺结节假阳性。提出了网络模型,通过恒等映射和残差 单元来加速模型训练,采用单连接路径重复利用特征并重组新特征。基于该模型的肺结节假阳 性筛查方法,与基于 2D CNN 的方法相比,不仅可以省略数据切片步骤,而且能够充分利用 CT 影像的空间信息; 与其他基于 3D CNN 的方法相比,具有参数量小、模型训练快的优点。该方 法在 LUNA16 数据集中的假阳性筛查中取得了较高的敏感度。
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    插值区间型数据的鲁棒均匀 B-样条模型
    杨 璟 1,2, 韩旭里 1
    2019, 40(3): 429-434.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030429
    摘要 ( 66 )   PDF(487KB) ( 106 )  
    研究采用均匀 B-样条建立了插值区间型数据的鲁棒优化模型,与以传统多项式样 条为样条函数的鲁棒优化模型相比,存在表达式更为简单、计算过程更加容易等优势。该模型 是易解的有限凸优化问题,而传统多项式模型需要通过复杂变化,才能将带有无限个约束的凸 优化问题转化为有限优化问题。为增加模型的自由度,即插值曲线的可调性,首先讨论如何基 于给定的区间型数据扩建出建模过程中需要的全部特征多边形顶点的方法,之后具体采用工程 中经常使用的二次和三次均匀 B-样条,建立了适用于现有优化算法和软件的鲁棒优化模型,数 值实验部分证明了以上模型的易解性和有效性。
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    一种基于图像结构特征的实时点画生成算法
    柳有权 1, 张彩荣 1, 马 雷 2,3, 石 剑 4, 孙 昭 1, 陈彦云 3
    2019, 40(3): 435-440.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030435
    摘要 ( 98 )   PDF(5397KB) ( 135 )  
    点画是一种经典的艺术技巧,其用点的形式模拟图像中色调的明暗变化,表现其 艺术特质。由图像自动生成点画是图像风格化和非真实感渲染的对象之一。为此,提出了一种 基于图像结构特征的实时点画生成算法。使用一个预计算的增量 Voronoi 序列快速生成点画所 需的采样点,通过输入图像和对应的结构特征图共同指导点画图中点的半径和色调,提高点画 图像在边缘及细节上的质量。实验结果表明,该算法生成的点画结果在视觉效果和数值误差 (SSIM)上均优于现有点画生成算法,并且在绘制速度上能够达到实时的性能,可应用于高帧率 的场景中。
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    基于双特征匹配层融合的步态识别方法
    李洪安 1, 杜卓明 2, 李占利 1, 惠巧娟 3, 白佳豪 1
    2019, 40(3): 441-446.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030441
    摘要 ( 55 )   PDF(495KB) ( 104 )  
    步态识别是根据人类走路的姿态来进行远距离的身份识别。针对轮廓不完整的图 像和关键帧容易造成部分信息丢失而引起的识别率下降问题,提出一种基于双特征匹配层融合 的步态识别方法。步态既有静态图像特征,又有动态速度变化特征,因此本文提出用匹配层融 合方法将静态的 Hu 矩 6 个不变矩特征和动态的帧差百分比特征融合后进行步态身份识别。首 先对一个周期内的归一化步态图像进行 Hu 矩特征以及帧差百分比的特征提取,将 Hu 矩 6 个不 变矩特征描述成一个特征向量,然后运用匹配层融合算法对 2 个特征进行融合;最后使用 K 近 邻分类器进行身份识别。实验表明,该方法较单一方法能够有效地提高步态识别正确率。
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    基于空间多边形三角剖分的曲面分割求交算法
    史永丰, 张育浩, 程 婷, 徐保文, 林岗山
    2019, 40(3): 447-451.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030447
    摘要 ( 60 )   PDF(888KB) ( 98 )  
    针对传统曲面分割求交方法存在的平面片的选取、遗漏部分交线段以及交线间断 的问题,提出一种基于空间多边形三角剖分的曲面分割求交算法。以等深度分割方法为基础, 避免了交线不连续的问题,当分割达到一定层次时以空间多边形近似曲面片,并对空间多边形 进行三角剖分,以三角形对的交线近似空间多边形之间的交线,进而以空间多边形的交线近似 曲面片的交线,最终得到相交曲面之间的交线。利用曲面片轮廓构造出的空间多边形更加接近 曲面片的真实形状,提高了逼近精度,同时对空间多边形进行三角剖分,提高了求交精度,进 而降低了丢失交线的可能性。实验验证了该算法比传统的分割法更加精确。
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    专论:第18届中国虚拟现实大会暨第8届国际虚拟现实与可视化会议(ChinaVR & ICVRV 2018 青岛 )
    头部旋转重定向的交互效率和眩晕感研究
    马明明 1,2, 业 全 2,3, 胡 杨 2,4, 薄 正 1,2, 孙东标 2,5, 王党校 6
    2019, 40(3): 452-459.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030452 文
    摘要 ( 104 )   PDF(897KB) ( 128 )  
    如何通过重定向方法实现 360°观察,同时保证用户的较高的舒适度和较低的眩晕 感,是虚拟现实研究的一个重要话题。对放大与引导头部旋转算法的交互效率和眩晕感进行定 量研究,使用户坐姿下,通过头戴显示器(Pico neo 基础版)旋转一个舒适的角度以观看 360°虚 拟范围,并在虚拟旅行中引导头部旋转使头部回到自然前向。设计了 2 种放大头部旋转算法, 并与 2 种现有方式进行对比实验,提出了一种对于引导头部旋转中感兴趣区的自动检测算法, 动态计算虚拟对象的角度阈值区实现感兴趣区的选取,在此基础上设计了一种基于正弦的引导 旋转算法。通过用户实验,得到各个算法的实验比对结果,实现在较为复杂的虚拟环境中引导 头部旋转重定向。
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    基于目标特征的植株深度图像修复
    陈国军, 程 琰, 曹 岳, 李 胜
    2019, 40(3): 460-465.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030460
    摘要 ( 60 )   PDF(748KB) ( 97 )  
    针对植株深度图像的像素错误和缺失、常见的滤波方法无法准确修复植株深度图 像的问题,提出一种基于目标特征的植株深度图像修复方法。首先基于颜色和空间信息的图像 分割算法对植株彩色图像进行目标分割,再检索每个目标的外轮廓,并对外轮廓进行多边形拟 合;其次,基于目标区域搜索深度图像中具有正确深度值的像素作为目标区域采样点,并对叶 片区域的图像进行归一化;最后,利用空间拟合法计算各目标区域的方程,修复区域内小面积 错误和缺失的深度值,同时采用支持向量机和空间变换运算对大面积错误和缺失深度值的叶片 区域进行修复。实验结果表明,该方法能够准确地修复植株深度图像中错误、缺失的深度数据, 且能够有效地保护目标区域的边缘信息。
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    基于计算机视觉的飞机燃油非接触式测量系统
    黄文锋 1, 于海玉 2, 薛均晓 2, 潘 俊 3, 郭毅博 4, 徐明亮 4
    2019, 40(3): 466-472.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030466
    摘要 ( 65 )   PDF(633KB) ( 103 )  
    为了实现飞机在任意飞行姿态下燃油量的测量,提出了一种新型的飞机燃油测量 系统。首先采用基于计算机视觉的非接触性液位感测技术,测得油箱中油位高度。然后采用 CAD 技术对油箱建模,实现了飞行姿态误差的修正。实现在油箱外对当前液面进行实时观测和 三维重建,无需对油箱内燃油通电,避免了传统测量方式的电磁干扰、电路磨损问题,提升了 燃油系统的安全性和可靠性。实时精确地测量剩余燃油量,对飞机的加输油控制、系统状态监 控、故障诊断隔离等功能具有重要意义。该油量测量方式与传统方式相比具有数字化、智能化 程度高、抗干扰能力强、可靠性高等优点。
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    基于个性化定制的交互式蒙版擦除动画 设计与实现
    王 华 1, 李绅绅 1, 何晓宇 1, 朱付保 1, 姚 妮 1, 徐明亮 2
    2019, 40(3): 473-480.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030473
    摘要 ( 44 )   PDF(2446KB) ( 100 )  
    随着虚拟现实技术和移动互联网技术的飞速发展,众多商家希望通过移动端实现 交互式蒙版擦除动画。然而目前在个性化实时定制、交互性等方面存在问题。为此,设计了一 种基于个性化定制的交互式蒙版擦除动画方法,包括个性化定制模块和交互式蒙版擦除动画可 视化模块,其中个性化定制模块实现了定制数据的初始化处理,交互式蒙版擦除动画可视化模 块实现了移动端甩动—可视化终端蒙版擦除—后台数据查询编辑的交互式蒙版擦除动画。搭建 了原型系统并进行了实验测试,测试结果表明,该系统可以实现移动端约 2 000 次甩动的实时 同步擦除动画可视化。
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    基于跑台的个性化运动强度自适应控制方法
    严 明 1, 吴新丽 1, 王锐锐 1, 张 文 1, 杨文珍 1, 潘志庚 2,3
    2019, 40(3): 481-488.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030481
    摘要 ( 60 )   PDF(735KB) ( 107 )  
    针对目前跑台运动强度控制方法存在个性化健身缺失、运动的安全性和有效性难 以兼顾等问题,提出一种基于跑台的个性化运动强度自适应控制方法。首先依据跑者的体质和 健身目标,获得个性化健身的运动强度,然后实时测量和反馈跑者的心率,全自动调整跑台的 坡度和速度,让跑者处在有效健身的运动强度区间。40 名测试对象实验获得的运动心率比平均 值在(0.678,0.834)范围内,心率标准差在(3.156,6.312)范围内,测试对象的运动心率稳定控制 在最佳健身心率区间内,而且其心率波动较小,不仅保证了运动的有效性,而且降低了跑步健 身危险发生的可能性。
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    面向智能交通系统的仿真路网快速建模方法
    石 敏 1, 孙 科 1,2, 毛天露 2, 郑 玲 1
    2019, 40(3): 489-496.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030489
    摘要 ( 65 )   PDF(1325KB) ( 310 )  
    提出了一种面向智能交通系统的仿真路网模型,与传统路网模型相比,增强了几 何表达和拓扑表达能力,同时其上可附着丰富的交通属性数据,能够满足精细化智能交通仿真 的需求。在此基础上,研究了一种路网数据迁移方法,从现有电子地图快速提取并构建面向智 能交通系统的道路路网。通过对几何精确性、拓扑完备性和建模高效性的测试表明,该路网模 型及其建模方法,提高了交通仿真基础路网建模的效率,降低了建模成本,为智能交通仿真的 广泛应用提供了高效、可靠的道路数据来源。
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    真实感固流交互动画的统一物质点法模拟
    邵绪强, 郑凯玄, 徐伟峰, 赵文清
    2019, 40(3): 497-502.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030497
    摘要 ( 77 )   PDF(7828KB) ( 42 )  
    固流交互模拟是基于物理的流体模拟技术的重要研究内容,其中如何解决非穿透 和滑移接触是难点。为此,提出一种真实感固流交互动画的统一物质点法模拟方法。首先,给 出一种基于物质点法的快速微可压缩流体模拟方法,并在统一背景欧拉网格上对固体和流体动 量方程进行求解;其次,检测固流接触区域并在其上构建局部多重背景网格,给出一种动量守 恒保持的速度修正方法对固体和流体各自网格结点进行速度修正,从而实现固流交互的非穿透 和滑移接触效果模拟。实验结果表明,该方法可以模拟稳定、真实的固流交互动画,适用于计 算机图形学和虚拟现实领域中的真实感模拟应用。
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    基于文本与视觉信息的细粒度图像分类
    袁建平 1, 陈晓龙 1, 陈显龙 1, 何恩杰 1, 张加其 2, 高宇豆 2
    2019, 40(3): 503-512.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030503
    摘要 ( 96 )   PDF(833KB) ( 166 )  
    一般细粒度图像分类只关注图像局部视觉信息,但在一些问题中图像局部的文本 信息对图像分类结果有直接帮助,通过提取图像文本语义信息可以进一步提升图像细分类效果。 我们综合考虑了图像视觉信息与图像局部文本信息,提出一个端到端的分类模型来解决细粒度 图像分类问题。一方面使用深度卷积神经网络获取图像视觉特征,另一方面依据提出的端到端 文本识别网络,提取图像的文本信息,再通过相关性计算模块合并视觉特征与文本特征,送入 分类网络。最终在公共数据集 Con-Text 上测试该方法在图像细分类中的结果,同时也在 SVT 数据集上验证端到端文本识别网络的能力,均较之前方法获得更好的效果。
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    基于多索引树的阴影光线遍历算法
    梁 晓 1, 黄 韵 2
    2019, 40(3): 513-518.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030513
    摘要 ( 74 )   PDF(333KB) ( 111 )  
    阴影光线求交计算是光线跟踪的重要计算瓶颈。然而,构造一棵能有效剔除阴影 光线冗余求交计算的标准树结构仍然十分困难。为区分遮挡和非遮挡的阴影光线,提出一种基 于多索引树的遍历方法,在节点中增加提升遍历速度的索引。首先,针对遮挡光线为尽快与图 元相交的遍历特征,选择性的将位于叶节点上、对光线遮挡概率高的图元索引到中间节点,促 使光线提前在树中层停止搜索。其次,针对非遮挡光线为尽快搜索最邻近节点的遍历特征,为 底层节点建立邻接索引,减少节点搜索空间。利用帧间相关性预测遮挡类型,采用相应遍历方 法进行针对性的加速。相比专有树结构的遍历算法,该算法将遍历时效率提升 20%以上,具有 更好的遍历性能,且预计算时间更少。
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    基于感知哈希和视觉词袋模型的图像检索方法
    杨文娟, 王文明, 王全玉, 汪俊杰
    2019, 40(3): 519-524.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030519
    摘要 ( 88 )   PDF(3102KB) ( 113 )  
    针对移动增强现实中图像检索技术耗时长导致的实时性不高的问题,提出了一种 基于感知哈希和视觉词袋模型结合的图像检索方法。图像检索过程中,在保证一定正确率的基 础上加快了检索速度。首先,对数据集图像使用改进的感知哈希技术处理,选取与查询相似的 图像集合,达到筛选图像数据集的作用;然后,对相似图像集使用视觉词袋模型进行图像检索, 选取和查询图像中目标一致的目标图像。实验结果表明,该方法相比较视觉词袋模型算法检索 的平均正确率提高了 3.2%,检索时间缩短了 102.9 ms,能够满足移动增强现实中图像检索的实 时性要求,为移动增强现实系统提供了有利的条件。
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    面向虚拟化身的人脸表情模拟技术
    姚世明 1, 李维浩 1, 李蔚清 2, 苏智勇 1
    2019, 40(3): 525-531.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030525
    摘要 ( 64 )   PDF(6805KB) ( 118 )  
    为了实现基于增强现实的电子沙盘环境中的异地可视化交互功能,提出了一种面 向虚拟化身的三维表情模拟技术。首先,使用 RGB 摄像头跟踪异地作业人员的表情,基于约 束局部模型(CLM)提取人脸特征点数据后传输到本地;然后,采用基于径向基函数的插值算法 计算虚拟化身面部网格点的坐标,驱动模型模拟出与异地作业人员相同的表情;最后,为了提 高变形算法的精度和效率,提出一种基于贪心算法与人脸肌群分布的插值控制点选取和分区域 插值方法。实验结果表明,该算法能够满足实际应用对实时性和真实感的需求。
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    基于少量关键序列帧的人体姿态识别方法
    蔡兴泉, 涂宇欣, 余雨婕, 高宇峰
    2019, 40(3): 532-538.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030532
    摘要 ( 66 )   PDF(555KB) ( 101 )  
    针对传统人体姿态识别数据采集易受环境干扰、难以解决人体运动姿态的相似性和 人体运动执行者的特征差异性等问题,提出一种基于少量关键序列帧的人体姿态识别方法。首先 对原有运动序列进行预选,通过运动轨迹取极值的方法构造初选关键帧序列,再利用帧消减算法 获取最终关键帧序列;然后对不同人体姿态分别建立隐马尔科夫模型,利用 Baum-Welch 算法计 算得到初始概率矩阵、混淆矩阵、状态转移矩阵,获得训练后模型;最后输入待测数据,应用前 向算法,得到对于每个模型的概率,比较并选取最大概率对应的姿态作为识别结果。实验结果表 明,该方法能够有效的选取原始运动序列的关键帧,提高人体姿态识别的准确性。
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    计算机图形学
    一种基于 RANSAC 的点云柱状化轴线特征表示法
    高春艳, 申紫铭, 张明路, 田 颖
    2019, 40(3): 539-544.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030539
    摘要 ( 65 )   PDF(1852KB) ( 113 )  
    现有的三维地图构建算法多强调对地图构建的精确性,导致成图效率低、成本高。 为了提高建立地图的效率,提出了一种对地标性物体进行圆柱体识别与提取并以其轴线特征作 为地标构建简化地图的改进算法。基于随机采样一致算法(RANSAC)对点云模型中的待提取 主体模型生成待估计圆柱模型并进行匹配,通过对单应性矩阵及其误差函数的计算得到迭代过 程中的最佳阈值,以得到最佳匹配圆柱模型并提高提取效率,然后用所提取的圆柱轴线描述地 标的空间位置,圆柱半径描述地标的空间几何信息。通过与传统 RANSAC 方法的仿真实验对比, 证明该方法可以有效的精简地图,为后续识别地标路径规划奠定基础。
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    四边形上一种线性双有理映射构造方法
    吴 梦, 陈 冲, 王旭辉, 钱毅加
    2019, 40(3): 545-548.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030545
    摘要 ( 67 )   PDF(346KB) ( 111 )  
    作为一种特殊的有理映射,双有理映射可应用于图像变形、等几何分析中区域参 数化中。针对文献[1]通过几何方法构造四边形上的双有理映射,需要先确定权值再构造的问题, 提出一种基于动直线的方法,可直接构造四边形上的双有理映射。此外,通过选择不同的参数, 可以得到四边形上不同的双有理映射。验证可知,该方法满足文献[1]提出的权值比例关系,并 通过实例说明了其有效性。
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    一类三角 Bézier 曲线的形状特征
    吴荣军
    2019, 40(3): 549-555.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030549
    摘要 ( 54 )   PDF(2787KB) ( 104 )  
    在几何造型的许多应用中,良好的曲线形状应该消除不必要的奇点和拐点,因此 往往需要预知与分析参数曲线的各种形状特征,以避免出现奇异形状的设计风险。为了快速确 定参数曲线的形状特征,利用锥面的齐次性简化了参数曲线的形状条件,得出了一类带 2 个形 状参数的二次三角 Bézier 曲线的尖点条件锥和 2 张重结点边界条件锥;3 张特征锥面及其切平 面将特征空间划分为不同的特征区域。曲线的形状特征完全由特征点在特征空间的分布区域决 定。用垂直于坐标轴的平面切割特征空间,可得到基于包络与拓扑映射方法的所有形状条件分 布图。进而讨论了形状参数变化对各特征区域的影响,相关结果可使设计者明确如何配置控制 顶点或者调节形状参数,使得生成曲线为全局凸或局部凸曲线,或具有所需要的奇点与拐点, 或将当前曲线形状调节为另一种所需的形状。
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    人机交互
    基于 Leap Motion 的三维手势交互系统研究
    刘瑜兴, 王淑侠, 徐光耀, 兰望桂, 何卫平
    2019, 40(3): 556-564.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030556
    摘要 ( 123 )   PDF(1324KB) ( 177 )  
    手势识别的快速发展及体感设备的不断更新为三维手势交互提供了灵感,基于Leap Motion 手势识别和最邻近算法,建立了一种三维手势交互系统。首先对手势设计理论和交互手 势设计原则进行研究,基于此设计手势功能和建立手势库,并将手势库分为 8 种手势;其次进 行手势特征提取,建立手指关键点模型,获取手势特征的角度特征;然后计算 KNN 算法和 SVM 算法的手势识别效率,KNN 改进算法取得较好的识别效率;最后,设计三维交互系统,手势分 类为 4 个模块,每个模块有 2 个手势任务;20 名测试者中提取 1 600 组手势数据,并进行总采 集样本关节点均值的数据分析;设计三维交互系统模块,在 Unity3D 中创建的三维交互系统中 导入 1 600 组手势数据,根据自定义的 8 种手势驱动虚拟手完成交互设计过程,完成用户体验 分析和手势识别效率统计。通过研究发现,基于 Leap Motion 手势识别具有较高的识别效率, 三维手势交互系统富有创新性。
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    虚拟显微白内障手术系统人机交互接口设计
    戴 莎 1,2, 司伟鑫 2,3, 钱银玲 2, 郑 睿 2, 王 琼 2, 徐东亮 1, 彭延军 4, 王平安 3,2
    2019, 40(3): 565-573.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030565
    摘要 ( 100 )   PDF(22009KB) ( 64 )  

    基于虚拟现实技术的显微白内障手术仿真训练系统对显微环境下眼科手术操作培 训具有重要的意义。为此,设计并搭建了一套具有高度沉浸感的虚拟显微白内障手术训练系统 的软硬件环境。硬件部分系统以 HTC Vive,Geomagic Touch X 为硬件基础,设计手术器械转换 接口以搭建高保真手术操作环境;软件部分采用基于位置动力学方法(position-based dynamics) 模拟手术过程中眼角膜软组织的变形、穿刺及缝合操作,并采用 GPU 并行计算对手术仿真过程 进行加速。最后,实验结果表明该系统可以实现自然的显微眼科手术人机交互环境,使年轻医 师获得高沉浸感的真实手术训练体验,从而达到一定的培训效果。

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    图像与视频处理
    基于 Laplace 逼近 Gaussian 过程的指节图像中层 偏移测度特征学习
    杨世强, 乔 丹, 弓逯琦, 李小莉, 李德信
    2019, 40(3): 574-582.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030574
    摘要 ( 51 )   PDF(1248KB) ( 102 )  
    在人机协调装配中,为了准确描述手部位姿,需要精确的指节图像特征提取与识 别。为了丰富手部信息,提出了基于 Laplace 逼近 Gaussian 过程的多分类算法,以实现基于手 部图像的指节识别。在类别信息无关联的假设基础上,将中层偏移测度特征的学习转化为对随 机量的学习;然后通过分析二值多分类高斯场上的后验计算,给出了基于 Laplace 逼近 Gaussian 过程的多分类高斯过程学习算法;通过构造中层随机信息的正定核函数,给出了基于 Laplace 的多分类高斯过程预测算法。最后,利用中层数据的分布学习与预测算法进行了指节图像训练 学习和固定阈值的图像识别。识别结果显示,该方法具有一定的指节识别能力。
    相关文章 | 计量指标
    面向工艺品个性化定制的图案构型提取与重用
    王伟祎 1, 吕 健 1, 潘伟杰 1, 赵慧亮 2, 田巧萍 1
    2019, 40(3): 583-590.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030583
    摘要 ( 76 )   PDF(9704KB) ( 67 )  
    针对工艺品个性化定制过程中知识重用性较低的问题,提出一种图案构型提取与 重用的方法,并以蜡染图案创新设计为例开展研究。首先,将蜡染知识按照工艺品个性化定制 的应用需求进行分类整理,建立蜡染知识库和案例库,并构建两者之间的语义关系,通过本体 语义检索,推荐出符合用户需求的蜡染案例。采用形状上下文法对蜡染图案的纹样进行提取, 结合拓扑学方法建立图案的构型规则。在构型重用过程中提出基于字符编码的改进形状文法, 用于表述纹样填充过程中形状的变换,从而完成了面向工艺品个性化定制的蜡染图案重用。开 发蜡染工艺品个性化定制系统,通过实例验证了该方法的可行性。
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    东巴象形文字特征曲线提取算法研究
    杨玉婷 1, 康厚良 2
    2019, 40(3): 591-599.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030591
    摘要 ( 69 )   PDF(1352KB) ( 228 )  
    东巴文是一种原始的图画象形文字,要提高东巴文字的识别率,准确提取字符的 特征曲线是关键。现阶段对东巴文字的检索和识别研究大多仍停留在使用已有的、通用的及成 熟的识别技术,对东巴文字本身的分析和讨论较少。因此,结合东巴象形文字的形态特征和结 构要素,给出了基于链码的连通域优先级标记算法(CDPM),该算法通过扩展 Freeman 链码在边 缘检测及曲线局部分割方面的功能,实现了使用一种算法完成轮廓型及结构型两种不同类型东 巴字素的特征曲线提取,通过大量实验及与其他经典边缘检测算法的比较表明,CDPM 算法具 有良好的通用性、可扩展性及健壮性,并且准确率达到了 98.2%,从而为东巴文字的检索和识 别奠定坚实的基础。
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    基于 Mask R-CNN 与改进 Criminisi 的沥青路面 车道线移除方法
    蓝章礼 1, 黄 涛 1, 王庆珍 2, 谭立云 2
    2019, 40(3): 600-607.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030600
    摘要 ( 86 )   PDF(15302KB) ( 64 )  
    在对沥青路面病害图像进行自动分类时,含车道线的图像数量较多易造成干扰。 为此,提出一种车道线移除方法以降低其对分类的影响,首先基于 Mask R-CNN 网络训练出复 杂背景下车道线区域的检测模型,通过该模型自动获取车道线区域 mask;然后利用 mask 将车 道线区域全部移除得到破损图像;最后用改进的 Criminisi 图像修复方法对破损图像进行样本块 填充。实验表明,采用 Mask R-CNN 方法对 400 张不同环境下的路面图像进行检测,其漏检率 和误检率分别为 0.50%和 7.87%。在保证图像修复质量的基础上,改进的 Criminisi 方法在修复 速度上比改进前提升约 4~5 倍。同等条件下,采用 VGG 分类模型对比验证,经该算法移除车 道线后的新数据集表现更优。
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    基于 Faster-RCNN 的结核杆菌自动检测方法 研究与应用
    卞景帅 1, 卢家品 1, 罗月童 1, 张 敏 2
    2019, 40(3): 608-615.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030608
    摘要 ( 167 )   PDF(5150KB) ( 151 )  
    染色处理可使结核杆菌在显微镜拍摄的医学图像中显现,医生通过检测图像中的 结核杆菌辅助诊断结核病。近年来卷积神经网络(CNN)在目标检测上取得了突破性进展,但结 核杆菌存在图像上尺度小,构造标注数据难,不适用迁移学习等问题,使得基于 CNN 的目标 检测方法在结核杆菌检测方面尚存在一定的困难。为此,以 Faster-RCNN 目标检测算法为基 础,研究在医学图像上的结核杆菌检测问题。针对结核杆菌尺度小,提出重叠子图划分策略; 针对标注数据构造难,提出分块、迭代标注策略。实践证明,该方法有较高的准确度以及可 接受的速度,已构建了 13 261 个结核杆菌的训练数据,应用于合作单位的医疗检测产品,能 满足实际应用需求。
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    电子笔记本:一种从会议、报告及讲演的手机照片 生成 PPT 的方法
    杜振龙, 周 飞, 沈海洋, 李晓丽
    2019, 40(3): 616-622.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030616
    摘要 ( 78 )   PDF(8756KB) ( 43 )  
    智能手机已成为人们生活的有力助手,将手机拍摄的会议、报告以及演讲图像生 成 PPT 具有迫切的现实需求,方便人们有效快捷地浏览会议、报告及演讲内容。为此,提出了 一种从会议、报告及演讲的手机照片生成 PPT 方法,包括有效区域提取、内容区域重投影和补 全内容区域。有效区域提取用大核形态学操作处理图像,突出内容区域和背景区域的差异,便 于准确提取有效内容区域。基于角点约束恢复相机参数,以虚拟视角方式将内容区进行正投影。 内容区域补全用 inpainting 方法去除内容区域的遮挡物。在多种会议、报告及演讲场所的多种 情景测试了该算法,能够将会议、报告及演讲的手机照片生成 PPT。
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    智能设计与数字化设计
    基于故障知识库的机械零部件故障管理支持系统
    吴康清 1,2, 黄利平 1,2, 李伯舒 3, 石金大 4
    2019, 40(3): 623-630.  DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2019030623
    摘要 ( 84 )   PDF(1231KB) ( 111 )  
     针对机械零部件故障知识表述困难,故障信息在不同设计人员间利用、分享和重 用效率低等问题,基于本体建模技术构建了故障知识库,设计开发了一个机械零部件故障管理 支持系统(FKMS)。通过机械零部件生命周期中不同角色对故障知识的需求分析,建立了系统的 功能结构模型,确定了故障知识的内容。利用本体建模技术构建了故障知识本体模型与实体关 系网络,保证了故障知识库结构的完备性。基于垂直模式建立了知识模型到数据库的映射,实 现了知识的高效存储与模型的可拓展。通过故障知识模型建立了故障原因关系网络,实现了故 障原因推理与置信度计算,解决了故障原因分析不全面的问题。基于 Django-Web 模块进行了 系统开发,并以直升机自由轮斜撑块涂层剥落故障为例验证了系统的知识管理和故障分析功能, 实现了对故障信息的分析与动态管理支持。
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