结构张量

摘要： 针对使用规则的正方形块去噪可能产生伪影,或图像受到仿射形变时使用正方形块寻找到的相似块数量将会减少的问题,提出一种基于仿射不变块相似度量的BM3D(block matching and 3D filtering)图像去噪算法.首先,在块匹配过程中,使用椭圆块代替规则的正方形块进行块匹配分组,形成三维椭圆块组;其次,使用仿射不变块相似度量计算两个椭圆块之间的距离判断其相似度,该度量通过自动调整块大小与形状进行块比较,能寻找到更多的相似块,将其用于图像去噪.实验结果表明,该算法可有效提高去噪效果,获得良好的视觉效果,与原始BM3 D算法相比,具有较好的峰值信噪比.

摘要： 图像的恰可察觉失真(just noticeable distortion,JND)阈值是指人眼能够察觉的最小失真,通常被用于去除图像/视频压缩中的视觉冗余.针对JND模型对颜色和结构特征利用不充分的问题,提出了一种基于颜色复杂度和结构张量的JND模型.首先,计算图像的颜色复杂度,将其转换为与视觉敏感度相关的权值,和对比掩蔽模型结合以提升模型的准确性;然后,利用结构张量对局部特征进行表示,建立基于局部结构特征的调制因子,估计结构不规则区域的视觉冗余程度;最后,将基于颜色复杂度的JND模型和基于结构张量的调制因子结合,建立基于颜色复杂度和结构张量的JND(complexity structure tensor based JND,CSJND)模型.实验结果表明,相比于已有的模型,该模型在主观感知质量相同的前提下,能使PSNR值明显降低;该模型更加符合人眼的视觉特性,能更准确地估计出JND阈值.

摘要： 针对图像纹理滤波需在保持结构的同时滤除多尺度纹理细节的问题,提出一种基于结构张量的加权最小二乘纹理滤波方法.该方法采用结构张量的各向异性和局部梯度提取图像中的结构信息,以此优化传统加权最小二乘滤波中每个像素点的平滑权重,这些权重决定了每个像素点的平滑程度.即在最小化全局优化框架中,结构处像素点的约束相对较小,因此赋予较小的权值;纹理区域内像素点的约束相对较大,因此赋予较大的权值.构造的多尺度保持结构边缘平滑算法框架,能将图像分解为分段平滑基础层和纹理细节层,得到自然图像的保持结构边缘平滑结果,以实现结构感知自适应纹理滤波的目的.与常用方法进行主客观对比的实验结果表明,该算法能有效保持结构边缘并平滑多尺度纹理,在结构相似度和视觉感知质量等方面均具有明显优势.

摘要： 传统的Image Quilting算法在进行块拼接时没有考虑到目标图像的方向场特征的变化,所以传输的纹理不具备方向性特征.针对传统算法的不足,本文提出了一种基于目标图像结构张量方向引导的改进的Image Quilting图像风格迁移算法,从而使得图像风格迁移时不仅保证了颜色及纹理特征能准确传输到目标图像中,同时通过方向场引导,确保了方向信息也能合理传输到目标图像中,同时本文运用图像内容融合技术确保目标图像的形状,边缘,内容等信息较好的留存于渲染图像中.实验表明,改进后的算法能够取得更好的图像风格迁移效果.

摘要： 本文设计的算法在Wei和Levoy的思想基础上首先采用结构张量计算出引导图像的方向场,其次在方向场的引导下对样本纹理进行旋转,最后采用基于K-D树加速的邻域相似性查找方法进行纹理合成,取得了良好的实验效果.本文设计的算法不仅可以应用于方向纹理合成领域,同时也可运用到铅笔画模拟绘制渲染等相关领域.

摘要： 文章设计的算法在Wei和Levoy的思想基础上首先采用结构张量计算出引导图像的方向场,其次在方向场的引导下对样本纹理进行旋转,最后采用邻域相似性查找方法进行纹理合成,为了提升合成效率,文章通过采用向量化树结构的量化方法进行加速,取得了良好的实验效果.文章设计的算法不仅可以应用于方向纹理合成领域,同时通过拓展相关技术也可运用到非真实感绘制与渲染方面.

摘要： 本文将张量互补问题由非负锥Rn+推广到更为一般的尖闭凸锥K上,并定义了新的结构张量.进一步证明了其相应的张量互补问题解集的唯一性、有界性以及紧性等性质.

摘要： 多模态图像之间存在显著的非线性强度差异,并且图像会因为噪声而退化,因此,多模态图像自动配准是一项具有挑战性的任务.为了解决这两个问题,本文提出一种多模态图像自动配准方法,该方法分为预配准和精配准两个阶段.在预配准阶段,通过改进SIFT算法来大致对齐多模态图像.在精配准阶段,首先,利用块Harri s检测器在预配准后的参考图上提取均匀分布的特征点.然后,通过各向异性结构张量捕捉多模态图像中的结构信息来构建特征描述符,该特征描述符对噪声具有稳健性.更进一步,本文结合张量方向平行度和梯度互信息提出了一种相似度准则(tensor orientation and mutual information,TOMI).最后,本文用多种模态图像(包括Optical,LiDAR,SAR和Map)来评估提出的方法.试验结果表明,本文提出的方法对非线性强度变化和噪声具有较好的稳健性,并且匹配效果优越.

摘要： 新一代视频编码标准H.266将帧内预测模式从35种扩展到67种,提高预测准确率的同时大大增加了编码的计算复杂度.本文根据视频内容纹理方向和帧内预测模式选择相关性强的特点提出了一种基于结构张量的H.266帧内预测模式快速选择算法,以编码单元CU为单位,计算其结构张量矩阵,再依据结构张量奇异值分解后得到的特征向量来确定当前CU的纹理方向,缩小候选模式的选择范围,减少进行代价计算的模式数量.实验结果表明,在全Ⅰ帧条件下,该算法相较于H.266 VTM-7.3标准平台在节省17.28％编码时间的同时只增加1.12％的码率,有效地降低了编码复杂度.

摘要： 针对仿射非局部均值(ANLM)算法对图像去噪过程中出现用时过长的问题,提出了一种快速仿射非局部均值去噪(F-ANLM)算法.通过对算法的研究和用时分析得知,仿射变换和关于仿射不变相似性度量的计算这2个模块占时最多,因此从这2个部分入手提出优化策略.算法首先使用仿射协变结构张量其特征向量的夹角代替尺寸不变特征变换(SIFT)算子的主方向,简化了仿射变换过程;然后将ANLM方法中的仿射不变相似性度量改写为离散卷积的形式,使用快速傅里叶变换减少卷积的运算量,加速仿射协变特征区域之间相似性度量的计算.实验证明,F-ANLM方法简化了仿射变换和仿射不变相似性度量的计算,与原来ANLM算法相比,速度得到很大的提升.

摘要： 场景变化检测涉及许多图像应用领域.本文结合多尺度结构张量与彩色光照不变模型,抑制光照变化的影响,提高检测结果的准确性.采用多尺度结构张量求取两幅图像的纹理欧氏距离,同时采用归一化rgb色彩模型提取两幅图像的色彩欧氏距离,设置自适应权值,将两者加权相加.将结果二值化后,再进行二值开启操作,去除噪声,检测发生变化的场景区域.实验结果显示,与其他方法相比,当光照发生缓慢变化时,由多尺度结构张量所提取的纹理距离受光照变化影响较小;进一步结合归一化rgb色彩信息后能有效抑制光照变化的影响,提高检测的准确性.结合多尺度结构张量与归一化rgb模型能有效检测场景的变化,且对光照的缓慢变化不敏感.

摘要： 该文引用Kronecker积的概念去找表征子群的结果结构张量。

摘要： 脑的精细解剖结构是理解脑功能和脑疾病的基础.扩散磁共振成像(dMRI)纤维示踪术为检测全脑神经纤维结构提供了活体、非侵入性的手段;但其分辨率低(大于数十微米),以水分子扩散特征间接推算出神经纤维结构.由于缺乏真实神经纤维结构作为参考依据,探究dMRI示踪术与其对应真实纤维结构基础的关系是国际公认难题.研究者团队发展的显微光学切片断层成像(MOST)技术能获取全脑真实精细神经纤维结构,被用来验证dMRI所获取的同源小鼠全脑“计算”纤维结构.当前,研究者发展了基于主成分分析的结构张量分析方法,该方法可用于小鼠全脑神经纤维从微观(1微米)到宏观(数十微米)的量化分析.该方法既适用于神经纤维定量分析及探索,同时也是一种潜在的dMRI验证方法.本研究将架起dMRI示踪术与真实神经纤维结构的桥梁,促进dMRI在基础和临床中的应用.

摘要： 针对高分辨遥感影像复杂场景中道路难以提取的问题，提出了一种基于纹理方向特征的道路分割方法。首先利用影像的象素力思想来构建结构张量以求取影像的方向场。然后根据道路纹理的强方向性以及道路纹理方向同道路切线方向的同一性,对影像方向场上的强方向性区域进行适度平滑和方向扩散。最后通过分析方向场结构张量的特征值对扩散后的方向矢量场进行分割便得到相应的道路区域。实验结果表明,经过提取后的道路纹理方向可以作为道路提取的重要证据,能有效提高道路提取过程对汽车、绿化带、阴影等地物的抗干扰性。

摘要： 现代战争中,红外图像获得了广泛的应用.由于其成像质量较差,为了实现红外图像与可见光图像的匹配,要求匹配算法具有较高的抗噪能力.Hausdorff距离用于度量两个点集之间的距离,它不要求点之间的一一对应,是一种模糊度量,因而在匹配来自不同传感器的图像时广泛使用.在分析了传统HD算法的基础上,提出了一种基于结构张量加权的HD,称为STWHD.红外与可见光图像匹配的仿真实验表明,其抗噪能力较传统的HD算法有较大的提高.

摘要： 本申请提供一种基于张量切分的张量处理方法和系统，该方法包括：确定用于对原始张量进行处理的多个操作算子中的目标算子；将相邻的至少两个目标算子组合为目标子图，其中所有目标算子与已组合的目标算子之差集为剩余目标算子；基于所述目标子图及其他算子，按原顺序对所述原始张量执行相应处理，所述其他算子为已组合的目标算子以外的其他操作算子。本申请能够明显提升对大尺寸张量进行复杂运算的效率。

摘要： 本发明提出一种对岩体天然裂隙结构的张量确定方法及设备，该方法利用张量描述岩体裂隙结构，突破了形态学和分形维数指标的维度限制，增加对裂隙结构的描述能力，同时与岩体本构模型可以无缝衔接，方便本构关系中表现裂隙场的性质；本发明裂隙张量理论是基于椭球体模型计算，可以描述岩体CT扫描获得的真实裂隙结构，而细观固体力学中裂隙张量理论则无法实现。本发明对岩体天然裂隙的张量表征方法对于深入认识岩体裂隙结构的性质，建立裂隙结构与岩石力学理论的关系奠定了重要的基础。

摘要： 本发明公开了一种基于特征交互神经张量网络的图结构数据相似度计算方法，即DeepSIM模型，属于深度学习领域，首先使用共享权值的图卷积层构建孪生图卷积模块用以获得两个图结构数据的一对节点级嵌入。然后将这一对节点级嵌入输入图注意力层以聚合节点级信息得到图级嵌入。针对图级嵌入，本发明提出的FINTN能够有效推理二者之间的关联并输出固定维度的关系向量。这一关系向量输入到由全连接层构成的结果输出模块得到预测输出。这一预测输出与实际的标签值进行比较，通过损失函数和反向传播算法对整体模型参数进行更新以达学习的目的。完成训练的DeepSIM模型能高效可靠地计算输入的两个图结构数据的相似度。

摘要： 本发明公开了一种基于最优结构化虚拟域张量填充的超分辨互质面阵空间谱估计方法，主要解决现有方法虚拟域张量中的成片缺失元素难以有效填充和空间谱分辨率性能受限问题，其实现步骤是：互质面阵的张量信号建模；基于互相关张量维度合并推导增广虚拟面阵；基于非连续虚拟面阵的镜像拓展构造虚拟域张量；通过虚拟域子张量叠加变换重构虚拟域张量；基于虚拟域子张量维度优化得到最优结构化虚拟域张量；基于交替方向乘子法填充结构化虚拟域张量；对填充后的结构化虚拟域张量进行分解实现超分辨空间谱估计。本发明实现了互质面阵虚拟域张量的最优化填充，充分利用互质面阵全部的非连续虚拟域统计量信息进行超分辨空间谱估计，可用于目标定位。

摘要： 本实用新型涉及一种辅助井中旋转张量仪长期监测磁梯度张量的校准结构，由旋转张量仪和一对麦克斯韦线圈构成，所述旋转张量仪和麦克斯韦线圈通过外壳进行固定；本实用新型采用麦克斯韦线圈每隔一段时间对张量仪进行一次重新标定，有效的避免了张量仪内磁通门传感器的时漂和温漂带来的误差问题，提高了井中长期监测磁梯度张量的准确度。所述麦克斯韦线圈与张量仪的外壳通过钻孔用螺钉直接固定的方式，保证了张量仪的旋转中心与麦克斯韦线圈的中心点一致；也保证了在校准过程中，两者的相对位置不会发生改变。

摘要： 本发明公开一种联合梯度结构张量和多窗分析的地层结构曲率估计方法，包括：步骤01：采集三维叠后地震数据并变换获得每道地震信号的复地震道；步骤02：计算得到三维瞬时相位数据体和瞬时相位的梯度向量；步骤03：每个样点附近选取相邻分析窗；步骤04：在每个相邻分析窗内，计算视倾角和相似度；步骤05：在所有相邻分析窗内选择相似度最大的分析窗，将其对应的视倾角指定为分析样点的视倾角；步骤06：判断所有样点是否都计算得到了视倾角；步骤07：计算三维视倾角数据体的偏导数；步骤08：计算地层的结构曲率。本发明解决了在三维低吼地震数据地层结构曲率估计的稳定性问题及抗断层干扰问题，且实现简单易于操作。

摘要： 这里涉及的是基于非线性结构张量的自适应类圆型结构元素构造形态学算子的方法。针对线性结构张量容易估计出不准确，甚至错误的梯度信息的缺点，首先采用非线性结构张量代替线性结构张量，计算非线性结构张量的特征值和特征向量，由此定义边缘强度测量和角点强度测量两个测量参数，明确区分边缘区域、光滑区域和拐角等图像特征，从而定义自适应椭圆型结构元素的长、短半轴及方向，然后为了使得到的自适应结构元素更加接近理想椭圆形状，对椭圆结构元素和原图像进行了插值处理，最后采用提出的自适应类圆形结构元素重新定义了自适应腐蚀、膨胀、开运算、闭运算和击中击不中变换等形态学算子。验证实验结果表明，本方法与其他方法在结构自适应、角点保护、滤波和目标提取等方面相比，都具有很好的效果。

摘要： 本发明公开一种联合梯度结构张量和多窗分析的地层结构曲率估计方法，包括：步骤01：采集三维叠后地震数据并变换获得每道地震信号的复地震道；步骤02：计算得到三维瞬时相位数据体和瞬时相位的梯度向量；步骤03：每个样点附近选取相邻分析窗；步骤04：在每个相邻分析窗内，计算视倾角和相似度；步骤05：在所有相邻分析窗内选择相似度最大的分析窗，将其对应的视倾角指定为分析样点的视倾角；步骤06：判断所有样点是否都计算得到了视倾角；步骤07：计算三维视倾角数据体的偏导数；步骤08：计算地层的结构曲率。本发明解决了在三维低吼地震数据地层结构曲率估计的稳定性问题及抗断层干扰问题，且实现简单易于操作。

摘要： 这里涉及的是基于非线性结构张量的自适应类圆型结构元素构造形态学算子的方法。针对线性结构张量容易估计出不准确，甚至错误的梯度信息的缺点，首先采用非线性结构张量代替线性结构张量，计算非线性结构张量的特征值和特征向量，由此定义边缘强度测量和角点强度测量两个测量参数，明确区分边缘区域、光滑区域和拐角等图像特征，从而定义自适应椭圆型结构元素的长、短半轴及方向，然后为了使得到的自适应结构元素更加接近理想椭圆形状，对椭圆结构元素和原图像进行了插值处理，最后采用提出的自适应类圆形结构元素重新定义了自适应腐蚀、膨胀、开运算、闭运算和击中击不中变换等形态学算子。验证实验结果表明，本方法与其他方法在结构自适应、角点保护、滤波和目标提取等方面相比，都具有很好的效果。

摘要： 本发明公开了一种基于非线性梯度结构张量算法的火山通道检测方法，首先对地震数据提取张量积，在各向异性扩散滤波函数的约束下构建系数扩散矩阵对调整后的张量积进行正则化后，再计算正则化后张量积的特征值和特征向量，通过特征向量计算得到非线性梯度结构张量属性，并利用已钻井的漏失数据对非线性梯度结构张量属性进行标定，确定属性门槛值，实现火山通道的定量刻画，最后利用该定量描述后的火山通道去指导其他设计井位中的火山通道预测。本发明公开的基于非线性梯度结构张量算法的火山通道检测方法，对后续井位设计和调整具有非常重要的指导意义。