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《西北大学》 2008年
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基于图像的昆虫识别关键技术研究

黄世国  
【摘要】: 昆虫识别是农林作物病虫害防治的基础。传统的昆虫识别方法是专家观察昆虫的外部特征并与模式标本对照鉴定识别,费时费力。现有的昆虫自动识别方法功能单一,性能有待提高。本文以国家自然科学基金“基于医学图像数据挖掘技术的研究”和陕西省自然科学基金项目“文物的语义标注和本体检索技术研究”为背景,针对图像的昆虫识别过程中预处理、特征提取、识别分类的不同阶段,研究几何模型的图像分割、基于内容图像检索、基于降维的识别、本体建立、基于本体的识别等关键技术,具有理论意义和应用价值。论文主要研究成果如下: (1)构建了昆虫识别两层次的新体系。将昆虫识别分为基于低层视觉特征的昆虫识别、基于高层语义的昆虫识别两个层次,通过建立低层视觉特征和昆虫高层语义的映射,缩小两个层次的“语义鸿沟”,实现了基于本体的昆虫识别。 (2)基于视觉特征的昆虫识别方法。从图像的纹理特征、局部特征、降维3种技术角度提取昆虫视觉特征,结合相应的分类算法,昆虫识别性能较好。 a)给出了昆虫彩色图像的分割预处理方法。鉴于现有几何可变形模型主要用于灰度图像分割,提出并实现了对彩色图像快速几何可变形模型的分割算法。 b)基于角度无关Gabor的SVM昆虫识别方法。应用角度无关的AIGabor提取昆虫纹理特征,形成纹理特征表示矩阵,利用SVM算法实现了昆虫识别。 c)基于SURF多分辨率直方图的昆虫识别方法。针对同种昆虫图像拍摄时其光照、尺度往往不同,利用局部特征具有光照、尺度等不变性,应用SURF描述子提取昆虫图像局部特征,由于其局部特征点数不确定,应用多分辨率直方图算法实现特征点匹配。 d)基于谱图回归LDA的KNN昆虫识别方法。针对昆虫高维数据空间 识别容易导致“维数灾难”问题,应用谱图回归LDA降维,将昆虫投影到特征子空间。利用KNN分类实现昆虫识别。 (3)基于本体的昆虫识别技术。利用基于视觉特征昆虫识别方法建立的视觉特征和昆虫种类之间的映射关系,引入本体技术途径实现昆虫识别。 a)建立昆虫形态学分类知识本体。针对昆虫分类知识体系复杂的问题,抽取昆虫分类知识元数据,采用本体建立方法,实现昆虫知识形式化和共享。 b)给出基于本体的昆虫识别新机制。分别建立昆虫图像视觉特征本体、介质特征本体、昆虫形态学分类知识本体,应用昆虫图像视觉特征和高层语义的映射关系,实现了基于本体指导下的昆虫识别。 (4)昆虫识别系统原型设计。应用Protégé建立本体,以Visual C++6.0和Matlab相结合,实现了本文相关算法,完成了原型系统的集成,验证了算法的正确性和准确性,效果良好。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 熊俊涛;孙宝霞;俞守华;;基于图像处理的蜻蜓自动识别系统研究[J];广东农业科学;2011年18期
2 竺乐庆;张真;张培毅;;基于颜色直方图及双树复小波变换(DTCWT)的昆虫图像识别[J];昆虫学报;2010年01期
3 王江宁;纪力强;;昆虫图像特征研究[J];山东大学学报(工学版);2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王江宁;纪力强;;昆虫图像特征研究[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 华喜彬;动物习性研究中数字标识符识别的研究[D];西北大学;2011年
2 谢明;昆虫图像语义标注技术的研究[D];内蒙古师范大学;2011年
3 郝欢;基于内容的蝴蝶图像检索的研究与实现[D];西北农林科技大学;2011年
4 林大辉;基于图像的栗属树种分类技术研究[D];福建农林大学;2009年
5 高锦;基于SVM的图像分类[D];西北大学;2010年
6 吴麦芳;基于领域本体的蚜虫天敌知识体系构建研究[D];西北农林科技大学;2010年
7 刘婷;棉蚜天敌图像的分类识别研究[D];西北农林科技大学;2010年
8 张滨;昆虫翅膀图像分类算法的设计与实现[D];北京邮电大学;2010年
9 桑茹;面向幼虫检测的图像处理技术研究[D];中国计量学院;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲍泓,舒小锋;面向文物鉴定本体的基础模型与建模环境[J];北京联合大学学报(自然科学版);2004年03期
2 ;《计算机研究与发展》各类参考文献的著录格式及示例[J];计算机研究与发展;2004年09期
3 邓志鸿,唐世渭,杨冬青,张铭;基于XML的本体表示和检索技术的研究[J];计算机工程与应用;2002年03期
4 张红梅,韩萍;仓储物害虫分类识别中纹理特征的提取[J];计算机工程与应用;2003年01期
5 唐素勤;一种面向领域本体的教学策略研究方法[J];计算机工程与应用;2004年02期
6 徐骏,刘志洪,顾宁;基于本体的论文管理系统[J];计算机工程;2004年06期
7 祝建飞,李明禄;一种基于本体论的照片注释技术[J];计算机工程;2004年13期
8 韦娜,耿国华,周明全;利用Gabor滤波器的基于内容的图像检索[J];计算机工程;2005年08期
9 范艳峰,甄彤;谷物害虫检测与分类识别技术的研究及应用[J];计算机工程;2005年12期
10 胡杨;周焰;;基于Gabor滤波器的遥感图像纹理查询方法[J];计算机工程;2007年07期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩强;;基于广义Hough变换的手写文档整词定位[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年05期
2 程一斌,汪松,任彬;利用弹簧模型提取物体轮廓[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年02期
3 张坤,罗立民,舒华忠,杨芳;基于Level Set方法的Visible Human Being虚拟人图像处理[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年04期
4 王忠群,谢晓东;基于本体的异构软件集成技术的研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年03期
5 樊金献;;主成分分析法在昆虫目级阶元分类上的应用[J];安徽农业科学;2007年34期
6 张红涛;胡玉霞;张恒源;顾波;;储粮害虫图像识别中的特征压缩研究[J];安徽农业科学;2008年27期
7 梁斌梅;;基于自组织特征映射神经网络的储粮害虫分类方法研究[J];安徽农业科学;2009年32期
8 张雪飞;;基于GVF模型的蔬果图像快速分割方法[J];安徽农业科学;2010年05期
9 程刚;郑小华;阳锋;徐祖舰;;三维全景视觉技术在农业机器人中的应用[J];安徽农业科学;2010年34期
10 任晓东;刘美琴;白慧慧;;基于GMM的黄瓜病害图像建模[J];安徽农业科学;2011年34期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谭守标;霍剑青;郝建;王晓蒲;赵永飞;谢行恕;;高分辨率软X射线显微成像下细胞的自动提取?[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 刘善磊;张亮;;基于相位相关和SURF算法的关键帧实时匹配研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 隋树林;孙立宏;姚文龙;袁健;;融合改进UKF/SIFT信息的自主光学导航方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 汪力;叶桦;夏良正;;利用特征点定位嘴巴[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 ;Loop-closing By Using SIFT Features for Mobile Robots[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 ;A Hardware-Accelerated Segmentation Algorithm for Moving Object Generation[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 周佳男;;一种拓扑纹理图像的相位场模型分割算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 ;Edge Detection of Wood Defects in X-ray Wood Image Using Neural Network and Mathematical Morphology[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 周凯;范瑞霞;李位星;;一种基于SIFT的MeanShift-粒子滤波融合跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 ;Rapid Target Recognition and Tracking under Large Scale Variation Using Semi-Naive Bayesian[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王玉全;基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 林颖;基于水平集方法的图像分割关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王作为;具有认知能力的智能机器人行为学习方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 肖洁;视觉注意模型及其在目标感知中的应用研究[D];华中科技大学;2010年
9 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
10 朱清波;序列图像三维重建方法研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙涛;基于DR骨密度分析系统的研究[D];南京医科大学;2010年
2 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
3 周雪梅;基于颜色和形状特征的图像检索技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
5 田冰;基于SOM网的多目标图像轮廓提取技术的研究[D];南昌航空大学;2010年
6 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
7 陈忠翔;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];南昌航空大学;2010年
8 刘涛;遥感图像分块分类技术的研究与应用[D];山东科技大学;2010年
9 雒燕飞;地质灾害应急地理信息数据库设计及其应用[D];山东科技大学;2010年
10 唐红梅;基于辐射与空间信息的遥感图像检索[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王芙蓉;吴薇;荣德福;;分子生物学技术在检疫性昆虫鉴定中的应用前景[J];安徽农业科学;2008年08期
2 张红涛;胡玉霞;张恒源;顾波;;储粮害虫图像识别中的特征压缩研究[J];安徽农业科学;2008年27期
3 齐丽英;;基于多特征综合的昆虫识别研究[J];安徽农业科学;2009年03期
4 赵晶莹;郭海;孙兴滨;;基于小波分析及改进KNN的红虫识别研究[J];安徽农业科学;2009年29期
5 邓志鸿,唐世渭,张铭,杨冬青,陈捷;Ontology研究综述[J];北京大学学报(自然科学版);2002年05期
6 王惠明;史萍;;图像纹理特征的提取方法[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2006年01期
7 王颖,张广军,陈大志;昆虫翅膀图像特征的亚像素级提取方法[J];北京航空航天大学学报;2005年08期
8 周震;马斌荣;;结合水平集和区域生长的脑MR图像分割[J];北京生物医学工程;2007年01期
9 周曼;周明全;;基于BP神经网络的水稻害虫自动识别[J];北京师范大学学报(自然科学版);2008年02期
10 杜培军;林卉;孙敦新;;基于支持向量机的高光谱遥感分类进展[J];测绘通报;2006年12期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李景;本体理论及在农业文献检索系统中的应用研究——以花卉学本体建模为例[D];中国科学院研究生院(文献情报中心);2004年
2 常春;Ontology在农业信息管理中的构建和转化[D];中国农业科学院;2004年
3 张丽平;粒子群优化算法的理论及实践[D];浙江大学;2005年
4 谷建军;基于叙词表的中医古籍文献领域本体建模方法研究[D];中国中医科学院;2006年
5 黄志开;彩色图像特征提取与植物分类研究[D];中国科学技术大学;2006年
6 李伯宇;图像纹理分析及分类方法研究[D];复旦大学;2007年
7 赵珊;基于内容的图像检索关键技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
8 牟少敏;核方法的研究及其应用[D];北京交通大学;2008年
9 张恒博;基于内容的图像数据库检索的技术研究[D];大连理工大学;2008年
10 秦玉平;基于支持向量机的文本分类算法研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘燕;储粮昆虫图像模式识别研究[D];成都理工大学;2002年
2 张法全;基于机器视觉和小波分析的农田害虫识别系统[D];郑州大学;2003年
3 汪勇旭;图像目标识别方法研究[D];西北工业大学;2003年
4 王海霞;基于不变矩的目标识别算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
5 刘素姣;一阶谓词逻辑在人工智能中的应用[D];河南大学;2004年
6 梁义涛;大田害虫实时检测装置及其图像预处理技术的研究[D];郑州大学;2004年
7 陈林;基于C/S/S三层结构的农业昆虫综合决策支持系统的研究与开发[D];西北农林科技大学;2004年
8 陈钢;基于本体的特征知识库[D];天津大学;2004年
9 沈世旻;计算机视觉和模式识别在车牌识别中的应用[D];华中科技大学;2004年
10 袁占花;基于本体论的应急系统知识库建模的研究[D];太原理工大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 屈赟;吴玉洁;刘盼;;计算机视觉技术在农作物病虫草害防治中的研究进展[J];安徽农业科学;2011年09期
2 张坤朋;孙瑞;刘震;郑思明;;河南园林植物昆虫信息查询系统的研建与开发[J];湖北农业科学;2012年15期
3 付燕;聂亚娜;靳玉萍;;PSO-SVM算法在肝脏B超图像识别中的应用[J];计算机测量与控制;2012年09期
4 范一峰;王义平;;基于Gabor滤波和类内PCA的昆虫识别[J];计算机应用与软件;2013年04期
5 梁进;刘泉;艾青松;;基于SURF和全局特征融合的图像分类研究[J];计算机工程与应用;2013年17期
6 宗精学;杨余旺;赵炜;王磊;莫然;;基于图像分析的病虫识别研究[J];科学技术与工程;2014年19期
7 娄定风;刘新娇;徐浪;赖天树;余道坚;焦懿;陈志粦;陈彦伦;;近红外窄带光照下不同水果背景中桔小实蝇的图像分割[J];昆虫学报;2014年08期
8 王江宁;纪力强;;昆虫图像特征研究[J];山东大学学报(工学版);2011年02期
9 娄定风;章桂明;焦懿;刘新娇;陈志粦;李秋枫;邓雷;周磊;陈彦伦;;基于形状与纹理算法的通用昆虫图像模式识别研究[J];植物检疫;2012年04期
10 吴阿林;周孝贵;肖强;;茶树尺蛾科典型害虫成虫智能识别技术研究[J];浙江科技学院学报;2014年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王江宁;纪力强;;昆虫图像特征研究[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 黄儒乐;基于视频图像的林火烟雾识别方法的研究[D];北京林业大学;2012年
2 隋媛媛;基于叶绿素荧光光谱分析的温室黄瓜病虫害预警方法[D];吉林大学;2012年
3 戴金波;基于视觉信息的图像特征提取算法研究[D];吉林大学;2013年
4 蔡小娜;基于数字图像的主要蛾类害虫分类识别研究[D];河北农业大学;2013年
5 张洁;基于图像识别的农作物害虫诊断技术研究与应用[D];中国科学技术大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周达和;独立成分分析算法与支持向量机在不良图片识别中的应用[D];华南理工大学;2010年
2 李萌;基于支持向量机的汽车ESP系统故障诊断[D];吉林大学;2011年
3 郝欢;基于内容的蝴蝶图像检索的研究与实现[D];西北农林科技大学;2011年
4 刘琦烽;基于支持向量机的汽车ABS系统故障诊断[D];吉林大学;2011年
5 杨楠;基于内容的商品图像分类技术研究[D];大连理工大学;2011年
6 吴军;基于正负模糊系统的图像分类的研究及其应用[D];江南大学;2012年
7 胡芬;CAM血管新生量化的自动分析[D];长春工业大学;2011年
8 刘成;基于多任务学习的自然图像分类方法研究[D];西北大学;2012年
9 桑茹;面向幼虫检测的图像处理技术研究[D];中国计量学院;2012年
10 聂亚娜;支持向量机在肝脏B超图像分类中的应用研究[D];西安科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓志鸿,唐世渭,张铭,杨冬青,陈捷;Ontology研究综述[J];北京大学学报(自然科学版);2002年05期
2 张基宏,YoshitoUeno;一种数学形态学二值图象编码快速算法(英文)[J];电路与系统学报;1998年03期
3 高学,金连文,尹俊勋,黄建成;一种基于支持向量机的手写汉字识别方法[J];电子学报;2002年05期
4 张红涛,胡玉霞,邱道尹;基于相对熵阈值法的储粮害虫图像分割[J];华北水利水电学院学报;2003年03期
5 孙兴华,郭丽,郭跃飞,杨静宇;基于目标区域的彩色图像检索研究[J];计算机研究与发展;2001年09期
6 曹奎,冯玉才,王元珍;一种基于颜色的图像表示及全局相似检索技术[J];计算机研究与发展;2001年09期
7 黄雅平,罗四维,陈恩义;基于独立分量分析的虹膜识别方法[J];计算机研究与发展;2003年10期
8 张红梅,韩萍;仓储物害虫分类识别中纹理特征的提取[J];计算机工程与应用;2003年01期
9 周志明,王以治,黄文芝,王宁宁;基于小波和支持向量机的人脸识别技术[J];计算机工程与应用;2004年12期
10 苟凌怡,熊光楞,谢金崇,柴旭东;基于XML的产品信息集成关键技术研究[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 于新文;沈佐锐;;棉铃虫数字图像增强技术的研究[A];走向21世纪的中国昆虫学——中国昆虫学会2000年学术年会论文集[C];2000年
【相似文献】
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1 蒋纯,石教英;同心拼图中基于狭缝图像段的近似深度矫正[J];计算机辅助设计与图形学学报;2001年11期
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5 刘真,李绿江;用数学形态法清除图像噪声的新算法[J];北京广播学院学报(自然科学版);1996年02期
6 翟艳东;于明;王岩;韩淑珍;;一种图像多级分类方法[J];电视技术;2013年19期
7 王一帆;尹传历;黄义明;王洪玉;;基于双边滤波的图像去雾[J];中国图象图形学报;2014年03期
8 公亚利;林意;;基于粒子群三次样条优化的图像边缘描述算法[J];计算机工程与应用;2014年12期
9 窦丽华;毕超;;一种快速的图像边缘精确提取算法[J];光学技术;2006年04期
10 李竹林;张根耀;邵思飞;赵宗涛;;一种基于图像的有害环境装配缝隙高精度自动检测算法[J];微电子学与计算机;2007年04期
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1 陆成刚;陈刚;张但;闵春燕;;图像边缘的优化模型[A];'2002系统仿真技术及其应用学术论文集(第四卷)[C];2002年
2 王伟凝;余英林;张剑超;;图像的动感特征分析[A];第一届中国情感计算及智能交互学术会议论文集[C];2003年
3 韩焱;王明泉;宋树争;;工业射线图像的退化与恢复方法[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
4 王强;王风;;一种保持图像几何特征的去噪模型[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
5 王培珍;杨维翰;陈维南;;图像边缘信息的融合方案研究[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
6 李大鹏;禹晶;肖创柏;;图像去雾的无参考客观质量评测方法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
7 孟晋丽;张毅;金林;;图像中混合噪声的小波域滤除方法[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年
8 漆琳智;张超;吴向阳;;引导滤波的单幅图像前景精确提取[A];浙江省电子学会2013学术年会论文集[C];2013年
9 张明慧;;基于模糊蒙片算法的CR图像边缘增强[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年
10 王亮亮;李明;高昕;;强模糊空间目标图像边缘获取方法研究[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(下册)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 艾思平翻译;视频编码软件CCE SP2操作指南(9)[N];电子报;2009年
3 ;B超术语解释[N];农村医药报(汉);2008年
4 ;图像质量调整秘技[N];电脑报;2001年
5 马骏睿 皓月;制作版画效果图片[N];中国摄影报;2007年
6 艾思平翻译;视频编码软件CCE SP2操作指南(14)[N];电子报;2009年
7 西安 张正仓;I~(2)C总线控制的HG-2220AV液晶屏视频信号驱动板[N];电子报;2003年
8 ;令挑剔的人也刮目相看[N];中国电子报;2001年
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10 于亮、阿鲲;技术“扫”天下[N];中国计算机报;2002年
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1 李贺;面向对象的PolSAR图像典型地物提取关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2012年
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3 何涛;基于几何特征的机械产品图像测度研究[D];华中科技大学;2011年
4 曾智勇;基于内容图像数据库检索中的关键技术研究[D];西安电子科技大学;2006年
5 孔月萍;图像逆半调及其质量评价技术研究[D];西安电子科技大学;2008年
6 胡文玉;图像重映射、最近多项式及曲线求交的某些研究[D];大连理工大学;2012年
7 温超;基于图像的文物检索与本体标注方法研究[D];西北大学;2012年
8 王宇石;基于图像内容的成人图像检测[D];哈尔滨工业大学;2009年
9 肖甫;基于图像的虚拟场景绘制关键技术研究[D];南京理工大学;2007年
10 陈雪松;基于图像势能理论的特征提取方法研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢爱敏;图像修补技术的研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 庞胜利;图像模糊度评价研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 牟春洁;复杂图像的分割与统计研究[D];北京化工大学;2010年
4 孙茂金;基于暗通道优先的单幅图像去雾算法研究[D];大连海事大学;2010年
5 李永统;光测图像自动分析系统研究及其实现[D];国防科学技术大学;2004年
6 孙学岩;基于内容的鱼病图像检索算法研究与实现[D];中国农业大学;2005年
7 王竹林;图像字符仿人认知特征的机理研究[D];合肥工业大学;2005年
8 戴春风;皮肤医学图像的小波压缩研究与实现[D];南京理工大学;2006年
9 陈望明;基于图像的表面几何重建[D];广西大学;2008年
10 魏倬瑜;纤维图像分离算法的研究[D];东华大学;2008年
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