西安理工大学电气工程学院，陕西 西安 710048
ViBe算法检测首帧中的运动目标时，常因运动目标在初始位置停留时间过长而产生伪前景，从而导致检测结果准确性降低。针对这一问题，对ViBe算法进行了改进。通过选择颜色和空间位置相近的像素点作为样本集初始化背景模型，并使用熵值法判断颜色和空间位置在相似程度函数中的权重；在分类时基于迭代法确定自适应阈值，以增强不同条件下的分割精度；结合帧差法的判定结果在二元指数分布模型中确定背景模型的更新概率。实验结果表明，该算法在噪声、光照以及背景变化的情况下仍然能保证检测结果的准确度，对比传统ViBe算法，本文算法的精密度提高了21.56%，有效地消除了鬼影的影响。
图像处理 目标检测 ViBe算法 帧差法 熵值法 动态阈值 激光与光电子学进展
2022, 59(2): 0210007
1 中国科学院生物物理研究所交叉科学实验室, 北京 100101
2 广东中科奥辉科技有限公司, 广东 中山 528400
3 中国科学院大学, 北京 100049
本文对荧光自相关光谱(FACS)技术作为免疫分析技术的具体实现和潜在应用进行探究。实验分别以Alexa Fluor647荧光分子和绿色荧光蛋白抗原与抗体相互作用为模型,利用一款桌面式荧光相关光谱仪分别采集荧光分子抗原与不同浓度抗体混合液的荧光自相关数据。将传统FACS技术与最大熵值法相结合,我们可以对抗原-抗体结合程度进行定量和定性评估。使用自主开发的数据分析软件对采集的荧光自相关数据进行分析以获取抗原-抗体解离常数。实验结果表明,FACS技术应用于抗原-抗体亲和力检测,具有简便、快速、灵敏的特点;检测限在皮摩尔和纳摩尔之间;模块化的数据分析软件可标准化操作流程、提高数据分析准确性和可重复性。
光谱学 荧光自相关光谱 最大熵值法 荧光免疫分析技术 解离常数 Alexa Fluor647 绿色荧光蛋白 光学学报
2021, 41(17): 1730004
河北科技大学 信息科学与工程学院，河北 石家庄 050000
提出一种基于熵值加权支持向量机(SVM)的火焰检测方法。采用三帧差分算法对视频前景提取(VIBE)算法进行改进，并提出TH-VIBE前景检测算法，提升疑似火焰区域获取的准确率与完整性；利用熵值加权降低纹理特征、面积变化特征、圆形度特征、灰度特征等特征数据的冗余程度并建立熵值加权火焰识别模型，提升火焰识别速率与准确率；最后依据韩国启明大学和土耳其比尔肯大学SPG工作组火焰数据进行实验，火焰检测准确率可达97%，具有较高的鲁棒性。
火焰检测 TH-VIBE算法 熵值加权支持向量机 多特征融合 flame detection TH-VIBE algorithm entropy weighted Support Vector Machine multi-feature fusion 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(3): 458
1 西安财经大学 信息学院, 陕西 西安 710010
2 西北大学 信息科学与技术学院, 陕西 西安 710127
三维激光扫描设备获取的初始点云模型中含有较多的噪声点, 不利于后期的点云处理, 需要将其进行剔除。为了有效地保持点云的尖锐几何特征, 本文提出一种由粗到精的层次化点云去噪算法。首先构造点及其邻域点的张量投票矩阵, 通过计算该矩阵的特征值和特征向量构造扩散张量, 并基于该扩散张量利用各向异性扩散方程进行循环滤波, 从而实现点云初始粗去噪; 然后计算滤波后点云的曲率特征, 并根据曲率值进一步删除点云中的噪声点, 从而实现点云精确去噪; 最后通过计算点云熵值对去噪算法进行定量评价。实验结果表明, 本文提出的点云去噪算法具有较大的熵值、较小的去噪误差和较高的执行效率。因此说, 该层次化点云去噪算法在保持尖锐几何特征的同时, 可以快速精确剔除噪声点, 是一种有效的点云去噪算法。
点云去噪 张量投票 各向异性滤波 曲率 熵值 point cloud denoising tensor voting anisotropic filtering curvature entropy
1 安徽理工大学 测绘学院, 安徽 淮南 232001
2 安徽理工大学 地球与环境学院, 安徽 淮南 232001
探讨组合模型在土壤重金属含量高光谱估算中的可行性, 以四川古蔺工矿废弃地复垦土壤为研究对象, 采集样品并测得重金属含量(Cd、Cr、Ni、As和Hg)和光谱信息; 对土壤光谱进行预处理, 探索响应波段; 利用PLS、ANN和RF构建单一估测模型; 利用熵值法进行较优模型组合。结果表明, 4种光谱预处理技术对光谱与重金属含量之间的相关性均有不同程度的提升; 单一预测模型MSC-RF模型效果最优, 可最大程度对重金属含量进行预测; 通过熵值法构建的组合预测模型较单一预测模型效果有所提升, 验证集R2最高达到0.91; 表明组合模型能够较大限度利用多种单个模型的样本信息, 减少单个模型中随机因素的影响, 增强模型的稳定性, 对矿业废弃地复垦土壤重金属含量的预测具有更好的发挥作用。
矿业废弃地 土壤重金属 高光谱 熵值法 组合模型 mining wastelands soil heavy metals hyperspectral entropy method combination model
1 南通理工学院, 计算机与信息工程学院, 江苏 南通 226002
2 山西财经大学, 信息工程学院, 山西 太原 030006
针对当前红外(IR)与可见光(VI)图像融合中细节保留能力不足及目标配准精度不高的问题, 设计了一种多尺度2D经验模态分解耦合非下采样方向滤波器组(NSDFB)的红外与可见光图像融合算法。分别计算红外与可见光图像的熵值, 并比较二者阈值的大小, 计算阈值较大图像的残差。通过2D经验模态分解(2D-EMD)和NSDFB机制, 构建了多尺度方向分解模型, 将熵值较大图像的残差和熵值较小的图像变换为高频方向系数与低频系数, 以获得源图像的细节和特征信息。对于低频系数, 引入加权平均作为低频系数的融合准则; 根据区域能量对比度与清晰度来定义融合规则, 完成高频系数的融合。利用2D-EMD多尺度分解逆变换将获取的低频与高频系数生成新图像。实验表明: 与当前常用红外与可见光图像融合对比, 所提算法具有更高的融合质量, 所输出的图像具有更好的对比度与丰富的细节信息。
图像融合 二维经验模态分解 非下采样方向滤波器组 图像残差 熵值 加权平均 image fusion 2D-empirical mode decomposition non-subsampled directional filter banks image residual entropy weighted mean
1 军械工程学院 光学与电子工程系, 河北 石家庄 050003
2 中国人民解放军73661部队, 福建 莆田 351251
在复合成像侦测系统中, 鱼眼成像系统的超大视场突破了“旋转扫描”和“多镜头拼接”的设计常规, 采用固定凝视的方式对整个半球空域的目标进行搜索。然而在车载环境下, 车体运动将导致输出的图像序列不稳定, 影响观察效果, 甚至会引起黄斑成像系统跟踪偏差。根据鱼眼成像系统的工作特点, 通过利用熵值理论确定出图像信息最为丰富的区域, 探讨了一种改进的适用于车载鱼眼成像系统运动矢量检测方法。通过实验表明, 改进算法在精度上与灰度投影算法相仿, 而且速度提高了一个数量级, 既保证了鱼眼成像系统搜索目标的实时性, 同时又提高了系统的稳定性。
电子稳像 灰度投影 运动矢量 车载 鱼眼 熵值 electronic image stability gray projection motion vector vehicle-borne fish-eye entropy
