基于CNN计算局部复杂度的可逆信息隐藏算法

在可逆信息隐藏领域,选择较小的预测误差有助于减少信息嵌入过程引起的失真.现有选择方法主要计算预测误差的局部复杂度,将信息嵌入到局部复杂度小的预测误差中.这些局部复杂度计算方法只使用部分相邻像素计算局部复杂度,且计算方法与预测部分使用的预测器无关,因此其选择性能有待提高.本文提出了一种基于CNN的局部复杂度计算方法LCCN,该方法与预测部分的预测器相关,可以使用更多的相邻像素计算局部复杂度,提高局部复杂度与预测误差的相似性.与现有的局部复杂度计算方法相比,所提LCCN利用了CNN的多感受野特性和深度学习的全局优化能力,能使用更多相邻像素计算局部复杂度,从而选择更多数值较小的预测误差,提高嵌入算法性能.此外,我们还提出了一种适用于LCCN的两阶段RDH方案,该方案可以将LCCN应用于多种嵌入方法.实验结果表明,与现有的几种局部复杂度计算方法相比,本文所提方法在标准测试图像和Kodak数据集上嵌入性能更好,在基于LPVO的嵌入技术中,本文所提LCCN模型嵌入10000bits后图像Lena的PSNR为62.09dB,分别高于LV、FV、EE和LAE算法1.05dB、1.02dB、0.78dB和0.90dB.与现有的先进RDH算法比较,本文所提LCCN模型在不同图像上均取得较好效果.

基于双层像素值排序的可逆信息隐藏

基于像素值排序(pixel-value-ordering,PVO)的可逆隐藏方法借助像素块内的最值关系进行有效预测和可逆嵌入,具有显著优势。然而,现有基于PVO的方法大多在单一序列中进行预测和修改,导致每个像素块内参与生成直方图的像素数量相对固定。为了解决这一问题,提出了一种基于双层像素值排序的可逆信息隐藏方法,它在像素块中分层得到两个有序序列,并在两个序列之间进行跨序列预测,因此能够自适应地确定生成直方图的像素数量。同时,为双层嵌入所生成的直方图设计了不同的修改规则,以减少嵌入失真。实验结果表明,本方法具有较好的可逆嵌入性能。

基于多层显著性模型的SAR图像舰船目标检测

针对合成孔径雷达图像舰船目标检测问题,提出了一种结合选择机制与轮廓信息的多层显著性目标检测方法。首先,利用非下采样剪切波和频谱残差法进行全局显著性区域提取。其次,提出了一种基于动态恒虚警率的活动轮廓显著性模型,逐步滤除候选区域的虚警,提取目标轮廓,从而实现目标的精确检测。所提方法能够由粗到细地快速捕获目标区域,从而实现高效、高分辨率合成孔径雷达图像舰船检测。最后,在真实SAR数据集进行了测试,与其他经典的舰船检测方法相比,所提算法不仅有效地抑制了海杂波的影响,而且在检测精度上有较大提高。

一种基于上下文语义信息的图像块视觉单词生成算法

基于视觉单词的词包模型表示(Bag-of-Words)算法是目前场景分类中的主流方法.传统的视觉单词是通过无监督聚类图像块的特征向量得到的.针对传统视觉单词生成算法中没有考虑任何语义信息的缺点,本论文提出一种基于上下文语义信息的图像块视觉单词生成算法:首先,本文中使用的上下文语义信息是视觉单词之间的语义共生概率,它是由概率潜在语义分析模型(probabilistic Latent Semantic Analysis)自动分析得到,无需任何人工标注.其次,我们引入Markov随机场理论中类别标记的伪似然度近似的策略,将图像块在特征域的相似性同空间域的上下文语义共生关系有机地结合起来,从而更准确地为图像块定义视觉单词.最后统计视觉单词的出现频率作为图像的场景表示,利用支持向量机分类器完成图像的场景分类任务.实验结果表明,本算法能有效地提高视觉单词的语义准确性,并在此基础上改善场景分类的性能.

基于伪标签正则化损失的无监督行人重识别

无监督行人重识别旨在不需要行人身份标签的情况下,将查询的行人图像与候选集中的行人图像相匹配.目前主流的无监督行人重识别方法通常先利用聚类算法生成伪标签,然后利用伪标签训练深度神经网络.然而由于模型初始表征能力不足和聚类算法的局限性等,伪标签中会引入大量噪声,严重误导模型优化过程,导致模型性能退化.为了减轻伪标签噪声的影响,本文提出了一种新的伪标签正则化损失函数,用伪标签的置信度分数和样本相似度对伪标签噪声进行约束.具体来说,本文首先提出了一种聚类引导的注意力机制,根据伪标签与聚类中心的语义相关程度来估计伪标签的置信度,以此来识别噪声标签并给正确标签分配更多的权重,有效降低伪标签噪声在总体损失函数中的作用.同时,为了充分利用伪标签的判别能力,本文利用伪标签进行在线软样本挖掘,构建mini-batch中的正负样本对并为每个正负样本对计算一个连续的权重分数.通过将以上两种权重引入到对比损失中,本文提出的伪标签正则化损失函数可以有效抑制伪标签噪声的影响,减轻标签噪声对训练过程的影响,提高模型的准确性和鲁棒性.在多个公开行人数据集上的实验结果验证了本文方法的有效性,在Market1501、DukeMTMC-reID和MSMT17数据集上mAP分别达到了85.9%、75.1%和29.3%.

JPEG量化步长估计综述

随着JPEG(Joint Photographic Experts Group)格式的图片在网络存储和传输中的广泛应用,基于JPEG格式的篡改、拼接等恶意操作也层出不穷,利用JPEG图像特性的研究受到越来越多的关注。其中,JPEG图像特性与量化步长息息相关。如果,JPEG压缩后的图像以位图的形式进行保存,研究者无法直接获取到量化步长,从而无法有效地分析JPEG图像特性。因此,对于量化步长的估计在数字图像取证领域越来越受到关注。本文首先介绍了量化步长估计的研究背景,并将量化步长估计问题分成两类问题:单压缩图像的量化步长估计和重压缩图像的首次量化步长估计。其次,在经典的JPEG压缩模型基础上分别了给出了这两类问题的量化步长估计模型,并对每类问题的各种现有方法进行了详细介绍和梳理。随后,在相同实验环境下对经典算法进行了实验,并对经典算法进行了相应的分析与评价。实验结果表明:在单压缩图像的量化步长估计任务中,现有技术相对成熟并且部分算法估计准确率高于90%;但是,在对齐重压缩图像的首次量化步长估计任务中,现有方法仅能估计低频、中频的量化步长,并且当首次与第二次的压缩质量因子相近时,估计准确率较低;在非对齐重压缩图像的首次量化步长估计任务中,由于网格偏移会增加估计量化步长的困难,导致算法在非对齐重压缩上性能较差。最后,指出了量化步长估计中有待进一步解决的问题和发展趋势。

重加权的对抗变分自编码器及其在工业因果效应估计中的应用

反事实预测和选择偏差是因果效应估计中的重大挑战。为对潜在协变量的复杂混杂分布进行有效表征,同时增强反事实预测泛化能力,提出一种面向工业因果效应估计应用的重加权对抗变分自编码器网络(RVAENet)模型。针对混杂分布去偏问题,借鉴域适应思想,采用对抗学习机制对由变分自编码器(VAE)获得的隐含变量进行表示学习的分布平衡;在此基础上,通过学习样本倾向性权重对样本进行重加权,进一步缩小实验组(Treatment)与对照组(Control)样本间的分布差异。实验结果表明,在工业真实场景数据集的两个场景下,所提模型的提升曲线下的面积(AUUC)比TEDVAE(Treatment Effect with Disentangled VAE)分别提升了15.02%、16.02%;在公开数据集上,所提模型的平均干预效果(ATE)和异构估计精度(PEHE)普遍取得最优结果。

基于Android平台的汇集团购信息业务描述

提出了一种基于Android平台的汇集团购信息的业务模型。该模型首先基于Linux的平台建立一个小型的抓取各团购网站信息的服务器,并且设置一个守护线程等待移动客户端的连接,然后基于Android系统开发技术开发浏览团购信息的移动客户端,该客户端可从服务器上获得相关团购信息。测试表明该模型运行稳定,具有较好的市场推广前景。

基于六元组的混合式QoS信息聚合算法

针对层次路由中的QoS信息表述问题,首先提出了一种均匀折线的几何聚合方法,采用均匀折线来表示两个边界路由器间多条路径的QoS支持区域。为进一步提高聚合性能,将均匀折线法与线段聚合法相结合,提出了一种基于六元组的混合式QoS信息几何聚合算法。该算法可根据聚合精确度适应性地从直线模型和均匀多折线模型中选择最佳的模型进行聚合,聚合后的信息仅用六元组数据便可表示。定义了聚合误差率,以此作为准则来精确衡量几何聚合算法性能的优劣。实验结果表明,文中所提混合式聚合算法的性能优于现有算法,可以实现更低的聚合误差率。

双层约束下基于局部和全局信息的图像插值新模型

该文提出一种双层约束的图像插值模型,模型在原始未插值图像梯度模约束下同时基于局部和全局信息处理。使用偏微分方程处理边缘像素,锐化边缘同时平滑边缘块状效应;平滑区域像素点的插值操作使用非局部均值模型,非局部均值模型通过对原始图像全局信息加权平均得到待处理图像像素值,图像平滑。使用双层约束模型处理纹理图像可以保持纹理特征,平滑纹理部分线形特征位置的块状效应。最后理论和实验结果证明使用双层控制模型可以直接将噪声图像插值放大。

城市交通中结点约束的动态最短路径查询算法

城市交通中道路拥堵情况多变,在车辆行进过程中两点间最短路径会发生改变。文章提出基于Dijkstra的动态更新算法,同时考虑必经结点对算法的影响,计算复杂度大大降低。文中给出了算法的理论依据,处理过程及最终效果图。

宽带单模空芯反谐振光纤结构设计及虚拟制备研究

从制备可行性出发,在六管嵌套空芯反谐振光纤(hollow-core anti-resonant fiber,HC-ARF)包层管外添加连接管,提出一种单模、宽带且弯曲特性好的新型HC-ARF,并基于所构建的虚拟制备模型完成制备。在对六管嵌套HC-ARF包层结构改进的基础上,建立起虚拟制备模型,完成制备工艺的优化探索,并讨论制备工艺参数的控制偏差对成纤工作特性的影响。所制光纤在1.40~1.65μm波长范围250 nm带宽内高阶模抑制比(high-order mode extinction ratio,HOMER)大于100,可保持单模传输,总损耗小于0.2 dB/km。最小损耗0.01 dB/km在1.50μm波长处且HOMER高达2626,弯曲半径不小于10 cm条件下损耗低于0.4 d B/km。制备分析结果表明,所提出的HC-ARF具有良好的宽带单模工作特性,并对制备工艺参数影响具有很好的鲁棒性。研究结果对于HC-ARF结构创新设计及制备技术发展,均具有重要的借鉴意义。

智能交通系统蓝牙车载电话的嵌入式实现

完善的智能交通系统应具备与公交车无线通信的能力,以灵活掌握公交车的运营情况,进行合理的调度。给出智能交通系统蓝牙车载电话(HandsFreeSet)在嵌入式系统下的解决方案,包括HFP PAP的工作原理、工作流程,软件结构,硬件设计与设计实例。

基于二维小波变换的智能交通系统数据压缩

为解决智能系统海量数据的存储与传输问题 ,研究了基于二维空时小波变换的交通数据去噪压缩与解压缩技术 ,建立了交通数据的空 -时模型 ,空时小波变换去噪压缩与解压缩算法 ,利用交通数据的二维空 -时特征 ,去除传感器噪声 ,得到的数据压缩比为 2 0 - 4 0。采用北京市三环路检测断面测得的交通数据 。

基于纹理信息与深度图空时梯度的深度图上采样算法

针对基于"2D+深度"数据表示格式的3D视频数据,在编码前对深度图进行降采样编码能够有效地降低码率,然而引入的降采样失真将会影响合成图像的质量。因此,如何有效地在解码端进行上采样以降低降采样失真的影响成为了当前研究的关键问题。本文提出了基于纹理信息与深度图空时梯度的深度图上采样算法,基于深度序列中图像间的时间梯度,图像像素点的水平梯度和垂直梯度,确定深度图像素间的时空相关性,对采样参考点进行决策,从而利用相关的参考点对深度图进行上采样。实验表明,本文方法提高了深度序列的编码性能和最终合成的虚拟视点图像的质量。

分布式智能交通系统数据管理与处理平台设计

随着智能交通系统的发展,运用ITS动态检测交通数据大大提高了交通管理水平,因此交通数据的管理与处理系统成为交通管理的重要工具。本文提出了基于主从模式的两级服务器结构的数据管理系统,并采用了一种空时处理交通数据的方法,通过对远程探测器获得的数据及时间序列提取特征参数的方法实现数据处理。

低误码率时短信息帧的CRC漏检率定量对比分析

北京S1线车地通信的信息帧仅有128 bit,需在消耗尽量少校验位的同时,拥有较高的信息检错能力。首先介绍了CRC漏检原理;其次基于BSC信道,针对包含数据位、校验位在内的128 bit信息帧,采用概率方法,对CRC-24(0x1974f0b)与IEEE 802.3中CRC-32(0x104c11db7)的检错能力,进行了定量对比;最后使用误码率的离散点进行分析计算,用极限运算证明了分析结论在低误码率时均成立。理论分析和实验均表明:在128 bit信息帧场景下,若BSC信道误码率低于2.83841×10-5,CRC-24(0x1974f0b)不但比CRC-32(0x104c11db7)少消耗8 bit校验位,同时还能提供更优的检错能力,且误码率越低优势越显著。因此,在实践中选择CRC生成多项式时,应综合考虑信道误码率、数据位bit数、以及对检错能力的要求等。

基于WOA优化神经网络的BOTDA传感信息提取

人工神经网络(ANN)已被应用于获取布里渊光时域分析仪(BOTDA)所测的布里渊频移信息(BFS),然而其存在易陷入局部最优和收敛速度慢等缺点。为了克服上述缺点,本文提出一种基于WOA优化人工神经网络(WOA-NN)快速获取布里渊光纤传感器BFS的方法;随后通过设计非线性收敛因子α,进一步构建基于非线性WOA优化的神经网络(NWOA-NN)用来提取BFS。将提出的2种网络与经典ANN、粒子群优化神经网络(PSO-NN)、遗传算法优化神经网络(GA-NN)等模型进行比较,实验结果表明,本文所提出的WOA-NN模型在提取BOTDA中的温度信息时的性能优于其他3个网络,其所获取的温度的平均RMSE分别低于ANN、PSO-NN和GA-NN约42.66%、52.51%以及45.93%,NWOA-NN模型所获取的平均RMSE进一步优于WOA-NN 19.08%。同时,使用ANN、PSO-NN、GA-NN、WOA-NN和NWOA-NN进行训练所花费的平均时间分别为929.71 s、889.49 s、699.36 s、580.06 s和549.12 s,所提出的2个网络训练时间表现亦较好。

信息高速公路技术问题亟待解决

信息高速公路实质上是高速信息电子网络,它是一个能给用户随时提供大量信息的,由通信网络、计算机、数据库以及日用电子产品组成的完备网络。开发和实施信息高速网络,不仅可促进信息科学技术的进步,而且还有助于改变人们的生活、工作和相互交往的方式。随着信息科学技术的发展,人们对获取信息的方法,尤其是从各类设备、系统中获取信息的方法,提出了更高的要求。传统的各种设备、网络和通信系统,越来越不能满足人们的要求,因此解决这些问题,已成为发展信息产业,建立和实施信息高速公路的主要任务。

物理学与信息科学技术专题 第三讲 图像信息处理

图像是人类传递信息的重要媒体,图像信息处理又是信息科学的重要研究分支.目前,起源于 20世纪20年代的数学图像处理技术已成为工程学、计算机科学、信息科学、统计学、物理、化学、生物学、医学甚至社会科学等领域中各学科之间学习和研究的对象.文章全面综述了图像处理理论与技术的起源、涵盖的内容、对人类的重要意义及发展趋势.以期读者对图像信息处理有一个全面的理解.