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2010年 23卷 2期 刊出日期 2010-04-25 论文与报告 综述与评论 研究与应用   论文与报告 137 一种基于粒子对称分布多样性的PSO算法 孙越泓，魏建香，夏德深 粒子群算法(PSO)在演化的过程中种群多样性越来越差，容易陷于局部最优。为了克服这一缺点，提出一种基于粒子对称分布多样性的改进PSO算法(sdPSO)。对粒子在空间分布的研究发现，粒子在最优解周围更对称的分布可大大提高算法收敛到全局最优解的概率。提出一种种群多样性函数表示方法，并在标准粒子群算法中引入多样性调节算法。由于种群多样性被不断调整，粒子在空间中的分布在对称与非对称之间反复变换，使得改进算法能搜索到更广泛的区域。通过benchmark函数实验仿真，改进sdPSO算法与标准粒子群算法相比，能达到更高的收敛精度。 2010 Vol. 23 (2): 137-143 [摘要] ( 441 ) [HTML 1KB] [PDF 469KB] ( 736 ) 144 一一映射下区间二型模糊集合的语言动力学轨迹 莫红，王飞跃，赵亮 给出区间二型模糊扩展原理，并将常规的一一映射抽象成与之对应的区间二型模糊映射。介绍基于区间二型模糊扩展原理的词计算方法。最后分析区间二型模糊集合的语言动力学轨迹。 2010 Vol. 23 (2): 144-147 [摘要] ( 365 ) [HTML 1KB] [PDF 225KB] ( 668 ) 148 基于时序分析的微弱表情识别方法 王上飞，张锋，王煦法 依赖现有夸张的表情图像序列数据库，将微弱表情看成是整个夸张表情图像序列中的前面一段，提出基于时序分析的微弱表情识别方法。首先融合二值图像和灰度图像序列的光流运动场，提取眉毛、鼻子和嘴巴的动作方向及强度共5维特征序列。接着采用夸张表情特征序列训练隐马尔科夫模型(HMM)，分析特征序列与夸张表情的关系。通过HMM前向学习识别微弱表情序列。同时采用 Boosting算法提高识别精度。在Cohn Kanade表情数据库上进行实验验证，取得较好的实验效果。 2010 Vol. 23 (2): 148-153 [摘要] ( 341 ) [HTML 1KB] [PDF 454KB] ( 826 ) 154 基于Ising计算树的均值场区间传播算法 陈亚瑞，廖士中 基于不完全泛函迭代，设计一个均值场区间传播算法，可给出变量期望界。首先，定义Ising均值场计算树模型来表示Ising均值场迭代计算过程。然后，基于Ising计算树设计均值场区间传播算法，通过在计算树上进行消息区间传播，计算出根变量簇变量期望区间。同时证明在2层计算树上区间传播算法给出的变量期望区间包含期望精确值，即给出变量期望界。最后，通过对比实验验证该算法的有效性和期望界的紧致性。 2010 Vol. 23 (2): 154-159 [摘要] ( 335 ) [HTML 1KB] [PDF 361KB] ( 535 ) 160 圆球标定中相机外参数的几何解释和应用 贾静，姜光，吴成柯 利用圆球进行相机标定的方法近年来得到深入研究。文中重新解释利用圆球进行相机标定时圆球投影与绝对二次曲线投影之间的几何关系，给出圆球与相机外参数之间关系的几何意义。提出一种利用矩阵正交分解求解球心参数的算法。与已有算法相比，该算法简洁、直观。进一步提出利用3个圆球求解相机外参数的算法。实验说明该算法精度高，可广泛应用于视觉平台中相机运动参数的求解。 2010 Vol. 23 (2): 160-164 [摘要] ( 419 ) [HTML 1KB] [PDF 294KB] ( 928 ) 165 基于超向量子空间分析的自动语种识别方法 宋彦，戴礼荣，王仁华 在针对电话语音的自动语种识别系统中，由不同信道、说话内容及说话人等所引起的干扰是影响系统识别性能的一个重要因素。针对此，文中提出一种基于超向量子空间分析的自动语种识别方法。首先构造表征各训练语句的超向量空间并利用SVM模型进行区分性训练，然后利用子空间分析方法估计出噪声子空间，并在距离度量中去除这部分影响。在NIST 07 语种识别测试30s和10s任务中，该方法与基线系统相比，性能有明显提高，等错误率相对降低约20％。 2010 Vol. 23 (2): 165-170 [摘要] ( 320 ) [HTML 1KB] [PDF 425KB] ( 645 ) 171 一种改进的分数阶微分掩模算子 王卫星，于鑫，赖均 分数阶微分理论用于图像处理是近期一个新的研究课题。文中从分数阶微分对图像细微细节的增强能力出发，对分数阶微分的机理进行分析，且根据分数阶微分Tiansi算子的作用特点，提出一种可大幅增强边缘信息值的改进Tiansi算子方法。具体的做法是将Tiansi模板分解为8个不同方向的小模板，得到像素点周围8个方向的加权求和值。然后将8个值进行不同的分组，得到增强幅度不同的3种改进方法。最后通过增强的实验表明，对于岩石节理裂隙图像而言，改进方法可有效增强边缘并且比传统算子得到更丰富的细节信息。 2010 Vol. 23 (2): 171-177 [摘要] ( 527 ) [HTML 1KB] [PDF 417KB] ( 1314 ) 178 基于局部保持投影的鉴别最大间距准则 林克正，王慧鑫，卜雪娜，林晟 提出一种基于流形学习的特征提取方法——鉴别最大间距准则。该方法采用线性投影，保留最优的局部和全局信息数据集。试图找到具有最好鉴别能力的原始信息，使类间离散度最大的同时类内离散尽可能的小。该方法在识别率上比其它方法都有较大提高，通过在YALE和JAFFE人脸库上的实验验证该方法的有效性。 2010 Vol. 23 (2): 178-185 [摘要] ( 358 ) [HTML 1KB] [PDF 492KB] ( 652 ) 186 基于几何活动轮廓模型的图像分割 陈波，代秋平 为降低噪声对图像分割的影响，提出一个几何活动轮廓模型，并应用变分方法求解出模型对应的水平集曲线演化的偏微分方程。该模型考虑到图像区域和边缘的先验信息，并充分考虑图像的统计信息。引入一个惩罚项作为内部能量项，以避免耗时的重新初始化过程。为了验证模型的有效性，文中基于简单的高斯型概率密度函数建立分割实例，结合应用高效且无条件稳定的AOS算法进行分割实验。实验结果表明，模型准确性较高，具有良好的抗噪性、高效性。 2010 Vol. 23 (2): 186-190 [摘要] ( 448 ) [HTML 1KB] [PDF 363KB] ( 692 ) 综述与评论 191 图像语义分析与理解综述 高隽，谢昭，张骏，吴克伟 语义分析是图像理解中高层认知的重点和难点，存在图像文本之间的语义鸿沟和文本描述多义性两大关键问题。以图像本体的语义化为核心，在归纳图像语义特征及上下文表示的基础上，全面阐述生成法、判别法和句法描述法3种图像语义处理策略。总结语义词汇的客观基准和评价方法。最后指出图像语义理解的发展方向。 2010 Vol. 23 (2): 191-202 [摘要] ( 1034 ) [HTML 1KB] [PDF 999KB] ( 2444 ) 研究与应用 203 基于特征融合的脱机中文笔迹鉴别 鄢煜尘，陈庆虎，袁凤，邓伟 提出一种基于文本依存笔迹特征融合的文本独立特征构造方法。建立基于方向指数直方图法笔迹特征(文本依存特征)的两因子分解模型。笔迹特征可分解成字符因子和书写因子两部分。通过两因子方差分析与数据挖掘，分离出与字符无关的书写因子，得到基于文本依存方法的文本独立特征。该方法对检材与样本笔迹的字符数量较少，特别是相同字很少或是根本没有相同字的情况下，能取得较理想的笔迹鉴别准确率，为少量字笔迹鉴别提供解决问题的思路。 2010 Vol. 23 (2): 203-209 [摘要] ( 520 ) [HTML 1KB] [PDF 443KB] ( 683 ) 210 基于核相似性差异最大化的支持向量机参数选择算法 唐耀华，郭为民，高静怀 针对支持向量机(SVM)参数选择问题，通过分析SVM近似网络模型及分类原理，提出一种基于核相似性差异最大化的高斯核参数快速选择算法(MSD)。同时，将MSD算法与基于交叉验证的参数搜索算法相结合，构成一种复合SVM参数选择算法(MSD-GS)，实现核参数与正则化参数的快速优选。UCI数据的仿真实验表明该算法具有参数选择准确、简便快速、无需数据先验知识等优点，参数选择效果甚至优于遍历式指数网格搜索算法。优选出的参数组合能够使SVM具有较高的泛化性能。 2010 Vol. 23 (2): 210-215 [摘要] ( 375 ) [HTML 1KB] [PDF 470KB] ( 865 ) 216 一种基于彩色边缘综合特征的图像检索算法 王向阳，陈景伟，于永健 图像特征的提取与表达是基于内容的图像检索技术基础。边缘是重要的视觉感知信息，也是图像最基本的特征之一，其在图像分析和理解中有重要价值。文中以视觉重要的图像边缘轮廓为基础，提出一种基于彩色边缘综合特征的图像检索算法。该算法首先利用Canny检测算子提取出原始图像的彩色边缘轮廓。然后构造出能全面反映边缘轮廓内容的3种直方图，即加权颜色直方图、角度直方图和梯度方向直方图。最后综合利用上述3种彩色边缘直方图计算图像间的内容相似度，并进行彩色图像检索。仿真实验表明，该算法能够准确和高效地查找出用户所需内容的彩色图像，并且具有较好的查准率和查全率。 2010 Vol. 23 (2): 216-221 [摘要] ( 328 ) [HTML 1KB] [PDF 416KB] ( 850 ) 222 耦合配准与分割的水平集演化模型 白小晶，张洁玉，孙权森，夏德深，孙怀江 提出一种配准与分割耦合模型。配准项采用基于抽象匹配流的非参数配准模型，解决基于B样条的参数化配准方法与非参数活动轮廓模型在定义形式和求解方法上不一致的问题。分割项采用基于边缘的活动轮廓模型实现对感兴趣区域的分割，对分割模型的改进解决原有模型对初始化敏感的问题。整个模型直接定义在水平集函数上，定义直观，数值求解简单。对单模态及多模态大脑图像的实验，验证该模型的有效性。 2010 Vol. 23 (2): 222-227 [摘要] ( 308 ) [HTML 1KB] [PDF 433KB] ( 538 ) 228 基于Cascade结构的代价敏感的医学图像ROI检测方法 李宁，郭乔进，谢俊元，陈世福 医学图像中感兴趣区域(ROI)通常包含重要的信息，对医生分析和诊断具有重大意义。文中结合医学图像特点，运用机器学习方法和图像处理技术，提出一种基于Cascade结构的代价敏感的医学图像的ROI检测方法。该方法将代价敏感的分类算法和Cascade结构有效结合，具有高敏感性和高效率。对数字乳腺图像中的肿块ROI进行实际检测的实验结果表明，与基于像素的方法相比计算量小、效率高;与基于区域的方法相比避免了直接使用传统的图像分割和滤波技术难以有效检测ROI的问题。 2010 Vol. 23 (2): 228-234 [摘要] ( 297 ) [HTML 1KB] [PDF 548KB] ( 725 ) 235 基于核空间距离测度的特征选择 蔡哲元，余建国，李先鹏，金震东 提出核空间距离测度这一可分性判据。在核空间中计算两类样本点之间的距离，并以距离的大小评价子集的分类性能。使用顺序前进法作为搜索算法，在人造和真实的数据集上进行测试，文中的核空间距离测度可分性判据明显优于传统非核的可分性判据，优于或接近于Wang提出的核散布矩阵测度，并在运行时间上快一个数量级。将文中方法应用于胰腺内镜超声图像分类，取得较好分类结果。 2010 Vol. 23 (2): 235-240 [摘要] ( 435 ) [HTML 1KB] [PDF 381KB] ( 805 ) 241 基于假设检验及异常点剔除的稳健LS-SVM回归 温雯，郝志峰，杨晓伟，战荫伟 提出一种稳健的LS-SVM回归算法。该算法建立在异常样本逐步剔除的框架上，每次循环中选择误差最大的样本加以考察，然后使用统计假设检验方法对其进行诊断。若样本被诊断为异常样本，则将其剔除，并重新训练LS-SVM，为下一轮的异常点诊断和剔除提供更准确的信息。同时为了减少运算复杂度，我们还将减量学习引入到算法的重新训练过程中，从而保证算法的附加复杂度不超过O(N3)。仿真数据集和实际数据集上的详细实验证实该算法的优越性，并提供一种使用该算法建立异常样本检测器的思路。 2010 Vol. 23 (2): 241-249 [摘要] ( 326 ) [HTML 1KB] [PDF 623KB] ( 1098 ) 250 一种基于线性判别空间增量更新的跟踪方法 钱诚，徐舒畅，张引，张三元 为了在视频中稳定地跟踪目标物，提出一种基于增量型线性判别分析的目标跟踪方法。该方法利用一组仿射参数描述目标物在视频中的空间位置及姿态，根据状态转移模型预测得到下一帧视频中目标物的候选图像样本集合。计算各样本在线性判别空间中为目标图像的似然度，以具有最大似然度的样本作为目标图像区域。最后由类间散度矩阵与类内散度矩阵的充分生成集作旋转变换完成投影矩阵的增量更新，以保持判别空间的判别能力。实验结果表明，该方法对目标物及其周围背景的外观变化具有较强的自适应性，能够有效地对运动目标进行仿射不变的跟踪。 2010 Vol. 23 (2): 250-255 [摘要] ( 298 ) [HTML 1KB] [PDF 475KB] ( 593 ) 256 基于遗传算法的顾客购买行为特征提取 张志宏，寇纪淞，陈富赞，李敏强 提出一种基于遗传算法的顾客行为特征提取算法。首先，采用Tanimoto 相似度来度量顾客间购买行为，并设计遗传聚类算法对顾客群体进行划分，把具有相似购买行为顾客聚集为一类。然后，针对不同顾客群体的购买行为特征，设计一种基于遗传算法的多种群特征提取方法，从各个子群体中发现顾客的购买行为的知识。为了增强种群内部协同进化能力和规则质量，我们采用最近邻替代遗传策略和局部搜索策略。使用实际零售数据集对整个算法进行验证，并与经典的Apriori算法进行比较。实验结果表明该算法在不需要产生频繁项集的情况下，可较高效生成精简规则集，在规则形式方面也更加灵活。最后，对实验结果进行详细分析。 2010 Vol. 23 (2): 256-266 [摘要] ( 291 ) [HTML 1KB] [PDF 760KB] ( 819 ) 267 基于改进动态纹理模型的人体运动分析 陈昌红，赵恒，胡海虹，梁继民 人体运动分析是计算机视觉领域最活跃的研究课题之一。文中提出2种描述人体运动序列的改进动态纹理模型:二值动态纹理模型和张量子空间动态纹理模型。假设二值图像服从Bernoulli分布，二值动态纹理模型使用二值主成分分析来学习训练模型的参数。张量子空间动态纹理模型将图像看作张量， 引入张量子空间分析的方法分别对其行向量和列向量进行降维，将其转化为低维灰度图像，然后用动态纹理模型描述灰度图像序列。在人体行为和步态数据库上的实验结果验证2种改进动态纹理模型的有效性。 2010 Vol. 23 (2): 267-272 [摘要] ( 334 ) [HTML 1KB] [PDF 427KB] ( 690 ) 273 针对边计算法的语义相似度计算优化算法 王志晓，张大陆 概念语义相似度计算是诸多应用普遍面临的问题。文中以简化单本体内概念语义相似度计算为出发点，提出针对边计算法的相似度计算优化算法。利用本体概念间的层次关系优化相似度计算过程。优化算法依据本体内一对概念间的语义相似度求出本体内所有概念间的语义相似度。仿真实验表明，优化算法能有效降低语义相似度计算复杂度，计算速度提高约一倍。 2010 Vol. 23 (2): 273-277 [摘要] ( 306 ) [HTML 1KB] [PDF 285KB] ( 754 ) 278 基于表情加权距离SLLE的人脸表情识别 应自炉，李景文，张有为 局部线性嵌入(LLE)算法没有考虑训练样本的类别信息，而有监督LLE(SLLE)算法等同处理类别之间的差异性。根据人脸表情的特点，各个表情类别之间的差异性是有区别的，据此，文中构造一种基于表情加权距离的SLLE算法。在计算训练样本之间距离时，对来自不同表情类别的样本距离选择不同的加权值，从而使表情类别的先验信息得到更充分利用。在JAFFE库上进行人脸表情识别实验结果表明，相比LLE算法和SLLE算法，该算法在一定邻域范围内获得更好的人脸表情识别率，是一种有效算法。 2010 Vol. 23 (2): 278-283 [摘要] ( 305 ) [HTML 1KB] [PDF 416KB] ( 741 ) 284 一种基于随机化均匀设计点集的遗传算法用于求解MVCP 任哲，周本达，陈明华 基于理想浓度模型的机理分析，利用随机化均匀设计的理论和方法，对遗传算法中的交叉操作进行重新设计，并在分析图最小顶点覆盖问题特点的基础上，结合扫描-修正和局部改进策略，给出一个解决图最小顶点覆盖问题的遗传算法，称之为基于随机化均匀设计点集的遗传算法。通过将该算法与简单遗传算法和佳点集遗传算法进行求解图最小顶点覆盖问题的仿真模拟比较，可看出该算法提高求解的质量、速度和精度。 2010 Vol. 23 (2): 284-290 [摘要] ( 328 ) [HTML 1KB] [PDF 350KB] ( 541 )

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