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2014年 第32卷 第5期    刊出日期：2014-09-23

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RESEARCHNOTES

中文目次

2014, 32(5):  0. 

摘要 ( 724 )   PDF (424KB) ( 435 )  

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英文目次

2014, 32(5):  1. 

摘要 ( 695 )   PDF (36KB) ( 459 )  

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利用显著性的点云模型客观质量评价

张娟1,2， 张习民1,2， 万旺根1,2， 方志军1,2

2014, 32(5):  441-446.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.001

摘要 ( 1696 )   PDF (5584KB) ( 982 )  

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点云模型质量的客观评价是三维几何模型研究中不可或缺的工作. 根据显著性能够较好地反映人类视觉系统的特点，提出以点的法向量与其邻域点法向量的差异作为该点的显著性计算依据，利用原始点云模型和处理后点云模型在显著性上的差异判断点云模型质量的变化，实现点云模型的质量评价. 实验结果表明，所提出的客观评价模型和主观的人工评价得出的结果基本一致，且比信噪比方法更能体现人的视觉感知.

运用压缩感知理论的图像稀疏表示与重建

丰祥1,2， 万旺根1,2

2014, 32(5):  447-452.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.002

摘要 ( 2078 )   PDF (2893KB) ( 1484 )  

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讨论了压缩感知理论用于图像稀疏重建的基本流程. 采用正交匹配追踪重建算法和正交归一化的随机高斯测量矩阵，对离散余弦变换和离散小波变换两种稀疏表示算法进行分析比较，通过调节实验图像的分块大小和采样率大小、采样率和稀疏表示算法对重构效果和效率的影响. 在图像的稀疏表示方面，离散余弦变换整体上比离散小波变换性能更好. 为了在重构效果与效率之间取得平衡，需要合理选择分块大小和采样率.

结合肤色和头发检测的人头区域检测方法

朱秋煜1,2， 王国威1， 陈波1， 袁赛1， 徐建忠1

2014, 32(5):  453-457.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.003

摘要 ( 1910 )   PDF (4835KB) ( 1379 )  

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针对具有严重遮挡的密集人群检测，提出一种结合肤色检测和头发检测的人头区域检测方法. 首先采用多色彩空间肤色检测方法提取图像中的肤色区域；然后根据头发的发色和纹理边缘两个特征建立混合高斯模型，对发色区域进行分割和提取；最后融合以上两检测区域实现人头区域的检测. 实验结果表明，该方法可以得到比较准确而完整的目标区域，具有较高的实用性.

压缩感知点云数据压缩

张习民1,2,3, 余小清1,2， 万旺根1,2， 张娟1,2

2014, 32(5):  458-462.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.004

摘要 ( 1954 )   PDF (2177KB) ( 1213 )  

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在研究FARO 激光扫描点云数据特点的基础上，将压缩感知理论和算法应用于3D 点云数据的压缩. 通过对点云数据降维处理，直接对坐标数据进行采样压缩，应用正交匹配追踪算法进行恢复，并对恢复数据采用统计滤波的方法滤除边缘噪点. 仿真结果表明：该方法能有效地实现点云数据的压缩，且有较好的鲁棒性.

基于移动最小二乘与控制曲线的3D 点云变形

王瑞1,2， 肖任1,2， 陈俊丽1,2， 余宗鑫1,2， 万旺根1,2

2014, 32(5):  463-468.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.005

摘要 ( 1866 )   PDF (5279KB) ( 1194 )  

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将移动最小二乘法用于3D 点云模型变形，提出一种基于控制曲线的3D 点云模型变形方法. 该方法根据点云数据的形状信息或变形需要设置关键点，利用三维空间三次样条插值拟合生成控制曲线，通过改变曲线两端的偏导数来改变空间曲线的形状，从而更好地拟合物体的轮廓. 基于移动最小二乘法实现3D点云模型的刚性变
形，通过轮廓拟合准确定位变形后的物体轮廓，利用控制曲线可实现多个区域的准确变形. 实验表明，该方法可使3D 点云模型产生比较平滑而真实的变形效果.

过程式城市建模研究进展

朱晓强1,2， 万旺根1,2

2014, 32(5):  469-472.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.006

摘要 ( 1756 )   PDF (6100KB) ( 1079 )  

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总结了当前城市范围快速过程式三维建模技术. 该技术利用城市建筑物、道路等模型的相似性，定义模型的生成规则并作用于预设的基本模型元素，从而自动创建超大城区场景. 过程式三维建模技术建模效率较高，但与真实场景往往有不同程度的差异，所得模型可用于游戏、影视和城区规划等领域. 最后介绍了逆向过程式方法及其在城市建模中的重要应用和发展前景.

采用多任务稳健主成分分析的运动目标分割

王向阳1,2, 万旺根1,2

2014, 32(5):  473-480.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.007

摘要 ( 1716 )   PDF (6962KB) ( 1121 )  

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提出一种多任务稳健主成分分析方法，用以结合多视觉特征实现运动目标分割. 给定由多类型特征矩阵描述的视频数据，将它分解为低秩和稀疏部分，其中的稀疏部分对应于运动目标. 该矩阵分解过程是一个凸优化问题，通过用ALM方法最小化核范数和`2,1-范数的约束组合. 与仅利用单类型特征的方法相比，本文提出的方法能够结合多类型特征，因此可获得更加精确可靠的结果. 对HumanEva和Change Detection两个数据集的实验表明了该方法的有效性.

基于NSCT 和全变差模型的医学图像去噪

马秀丽1,2， 周峰1,2， 周小军1,2

2014, 32(5):  481-485.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.008

摘要 ( 1255 )   PDF (2053KB) ( 694 )  

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分析了非下采样Contourlet变换(nonsubsampled Contourlet transform, NSCT)和全变差模型的特点，提出将NSCT和全变差混合模型应用于医学图像去噪. 首先，通过NSCT变换将含噪图像分解，运用Visu萎缩阈值将NSCT系数进行处理，得到初次去噪图像. 然后，采用全变差模型对初次去噪图像进一步处理得到最终去噪图
像. 实验结果表明：该方法可以很好地保留图像细节，无论在客观上的峰值信噪比还是主观上的视觉效果都优于其他去噪方法.

通信工程

基于类Matern 点过程模型的异构蜂窝网建模

任承蒙， 张剑峰， 王聪， 谢威， 徐友云

2014, 32(5):  486-492.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.009

摘要 ( 1551 )   PDF (7284KB) ( 1251 )  

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在研究异构蜂窝网基站部署及网络性能时，经常使用随机点过程模型，其中泊松点过程模型是一种常用模型. 针对泊松点过程模型中存在多点聚合的现象，引入类Matern 点过程模型，对比分析了使用类Matern 点过程模型与泊松点过程模型时系统的接入概率和系统效能. 结果显示，所用模型能在使用较少资源的情况下显著提
升系统效能. 进一步针对类Matern 点过程模型与泊松点过程模型都存在用户更倾向于接入宏蜂窝的问题，引入一个偏好因子，使得选择毫微微蜂窝的用户更多，从而使网络负载得到均衡，网络性能得以提升.

基于干扰管理的宏基站与家庭基站联合资源分配

许悦， 朱琦

2014, 32(5):  493-498.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.010

摘要 ( 1725 )   PDF (1761KB) ( 925 )  

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提出了一种宏用户与家庭小区联合资源分配算法，该算法基于启发式动态分簇算法对宏用户和家庭基站进行联合信道分配，在对家庭基站进行分簇的同时有效降低了家庭基站系统与宏蜂窝系统之间的跨层干扰. 在保证宏用户和家庭用户QoS 的约束条件下，构建了以最小化家庭基站发射功率为目标的最优化问题，并推导了优化的家庭基站发射功率的闭合式，最后用次梯度法解优化问题. 仿真结果表明，该算法降低了家庭基站系统干扰，减小了家庭用户中断概率，并提高了家庭基站能量效率.

分布式发电并网建模

曹鑫晖1， 孙耀杰1， 林燕丹1， 张军军2

2014, 32(5):  499-507.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.011

摘要 ( 1003 )   PDF (8014KB) ( 640 )  

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分布式发电并网将对传统电力系统造成影响，带来安全和电能质量等问题，通常通过控制电压源逆变
器(voltage source inverters, VSI)使分布式发电满足并网要求. 为此，研究了VSI型逆变器并网系统的关键技术，
主要对其滤波器进行探讨并给出设计方案，同时在电网跌落情况下研究了并网系统的锁相环技术以及低电压穿越
技术. 最后，利用MATLAB/Simulink搭建VSI型逆变器并网模型，并进行仿真验证.

矿井超宽带无线中继传输的误码率性能

张国鹏， 刘鹏， 丁恩杰

2014, 32(5):  508-514.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.012

摘要 ( 1292 )   PDF (1370KB) ( 552 )  

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This paper applies wireless relay technology to improve bit error rate (BER) performance of ultrawideband
(UWB) system in coal mines, and studies optimal relay deployment strategies for the lowest BERs
in different coal mine environments. The multipath propagation environment in coal mines and the resultant
BER performance for single-hop UWB links are discussed. Without increasing the transmission energy, BER
performance for multi-hop relaying based UWB transmissions is analyzed. Using the multi-hop relaying, a
decoding-and-forwarding (DF) based UWB transmission scheme is proposed. Simulation results show that,
compared with traditional single-hop UWB transmissions, the proposed method can achieve 35 dB BER
performance gain in various coal mine environments without extra energy consumption.

信号与信息处理

一种基于层次结构深度信念网络的音素识别方法

王一1,2， 杨俊安1,2， 刘辉1,2， 柳林3， 卢高4

2014, 32(5):  515-522.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.013

摘要 ( 1597 )   PDF (4435KB) ( 2172 )  

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针对现有音素识别系统识别准确率不高、建模方法表征能力不强且易陷入局部最优解等问题，提出了一
种基于层次结构深度信念网络(deep belief network, DBN)的音素识别新方法. 该方法由基于层次结构DBN的瓶
颈特征以及基于DBN的音素分类器两部分组成：其中的瓶颈特征能够充分利用DBN能够处理长时段语音、监督
性的提取方法等特性；而基于DBN的音素分类器则具有更强的建模和表征能力. 因此，将两者结合在一起能够在
提取低维、监督性特征的同时，利用DBN更加有效地对音素后验概率进行识别. 在TIMIT数据库上进行的实验结
果表明，所提出的音素识别方法在识别正确率上相对于以往音素识别系统有较大提高.

用于MIMO-OFDM 的变换域盲信道估计算法

戴锡平， 彭华， 郑永军， 王琦峰

2014, 32(5):  523-529.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.014

摘要 ( 1376 )   PDF (1724KB) ( 710 )  

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为了克服确定性子空间算法对信道阶数过估计比较敏感的缺点，将变换域方法与子空间方法相结合，提
出了一种具有阶数误差鲁棒的子空间算法. 该算法利用频域子空间算法对信道进行估计，根据变换域算法进行降
噪处理，以改善估计精度. 为了进一步评估信道估计器的性能，推导了算法的最小约束克拉美罗界. 理论分析与仿
真结果表明，该算法对信道阶数的过估计具有很强的鲁棒性.

鲁棒的快速车道偏移警告

张百睿， 钟清华， 薛秀婷

2014, 32(5):  530-536.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.015

摘要 ( 1634 )   PDF (6107KB) ( 608 )  

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针对FPGA等片上资源较为缺乏的处理器，提出一种应用于辅助驾驶的快速车道线偏移警告方法. 方法
面向单目视觉识别应用；首先采用基于区域统计方式的二值化处理进行图像增强，并利用515车道线模板匹配方
法代替传统的边沿检测去除原图像中的大量干扰信息，最后采用压缩型霍夫变换对匹配结果进行车道线提取. 与
传统霍夫变换相比，大大降低了运算量，减小了内存使用量. 实验证明，该算法对车道线的识别非常有效，满足实
时性需求，并已成功移植到FPGA上.

利用边缘密度特征提取高分辨率遥感影像中的居民区

陈洪， 陶超， 邹峥嵘， 邵磊

2014, 32(5):  537-542.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.016

摘要 ( 1583 )   PDF (11400KB) ( 558 )  

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居民区相对于其他区域具有更明显更丰富的边缘特征. 根据这一特点，提出一种利用边缘密度特征差异
进行高分辨率遥感影像居民区自动提取的方法. 该方法首先利用Mean Shift 算法平滑原始影像，然后检测平滑影
像上的边缘并拟合成直线段，最后利用影像中的边缘密度分布构建空间投票矩阵，并结合Ostu 阈值分割方法提取
居民区. 实验表明：该方法可用于提取场景比较复杂的影像中的居民区，且具有较高的准确率和鲁棒性.

k均值聚类的混合异构图像隐写分析

谢凯， 张涛， 奚玲， 李文祥， 平西建

2014, 32(5):  543-550.  doi:10.3969/j.issn.0255-8297.2014.05.017

摘要 ( 1549 )   PDF (3882KB) ( 693 )  

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提出了一种基于k均值聚类的混合异构图像隐写分析算法. 在训练阶段，根据图像纹理复杂度对图像库
进行聚类，并针对每一类图像训练相应的分类器. 在测试阶段，根据测试图像的纹理复杂度对其进行类别判断，然
后送至相应类别的分类器中进行隐写检测，从而减弱了失配状态对现有隐写分析算法造成的影响. 实验结果表明，
该算法较好地提高了现有隐写分析算法的检测精度.