PDF《附件：2016 年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）》

在混凝土结构损伤探测和重建系统研制中,大大 地提高了混凝土 CT 图像的损伤特征分割的精确度;

在基于视频监控的大空间图 像型火灾探测系统研制过程中,实现了火灾火焰、火灾烟雾的有效分割和检测, 为后续实施消防安全策略奠定了理论基础;

在基于机器视觉的液体试剂异物在线 检测系统中,研究成果用于在线分割、检测微小的悬浮颗粒,满足了精确性和实 时性的要求;

在小区智能监视系统的开发过程中,研究成果用于解决运动矢量的 精确估计问题.以上系统以产品输出、技术合作等方式得到了推广应用. 推广应用情 况 在机器视觉中,图像分割是普遍、重要且基础的问题.本课题对复杂环境中图像 目标分割问题进行了系统深入的研究,在此基础上,成功开发了多种工程应用系 统.课题的研究具有非常重要的科学意义和实用价值.部分理论研究成果达到了 国内外领先水平,应用系统具有独创性,对科技发展具有促进作用. (1)基于研究成果研发的多个工程应用系统:城市地铁光环境控制系统,混凝土 结构损伤探测和重建系统,基于视频监控的大空间图像型火灾探测系统,基于机 器视觉的液体试剂异物在线检测系统以及小区智能监视系统等,满足了工程实时 性的要求.在建筑工程、建筑消防和安防以及异物检测等工业领域都有很好的应 用. (2)获得国家发明专利

3 项,实用新型专利

2 项. (3)共发表研究论文

90 余篇,SCI/EI 收录

20 余篇,培养博士生、硕士生

40 余名. 本项目曾获科技奖励情况 序号 获奖项目名称 获奖时 间 奖项名称 奖励 等级 主要获奖 人 授奖单位

1 复杂背景下的图像分割 理论及其在工程中的应 用2011 陕西高等学校 科学技术奖 二等 奖 王慧琴 陕西省教育厅

2 混凝土 CT 图像的细观破 裂结构智能检测技术研 究2014 陕西高等学校 科学技术奖 三等 奖 赵亮 陕西省教育厅

3 数字图像处理技术在工 程中的应用研究

2010 西安建筑科技 大学科技进步 奖 一等 奖 王慧琴 西安建筑科技大 学 主要知识产权目录(不超过

10 件) 序号知识 产权 类别 知识产权具体 名称 国家 (地区) 授权号 授权 日期 证书 编号 权利人 发明人

1 发明 专利 基于数字水印 技术的图像版 权认证管理系 统 中国 陕西 CN20091

0022728 .3

2009 .10.

21 CN101

56185 3A 西安建筑科技 大学 王慧琴

2 发明 专利 基于数字水印 技术的印刷品 防伪图像的防 伪认证方法 中国 陕西 CN20101

0230234 .7

2010 .12.

22 CN101

92370 1A 西安建筑科技 大学 王慧琴

3 发明 专利 古壁画的裂缝 智能修复辅助 系统 中国 陕西 CN20131

0207249 .5

2013 .09.

11 CN103

29519 9A 西安建筑 科技大学 王慧琴

4 实用 新型 一种印刷品数 字水印检测装 置 中国 陕西 CN20102

0151592 .4

2010 .11.

24 CN201

65481 0U 西安建筑科技 大学 王慧琴

5 实用 新型 一种可视火灾 探测与人员疏 导的消防联动 装置 中国 陕西 CN20112

0377487 .7

2012 .05.

23 CN202

22380 0U 西安建筑科技 大学 王慧琴

6 实用 新型 一种图像型火 灾探测的测试 装置 中国 陕西 CN20122

0002406 .X

2012 .12.

05 CN202

58433 6U 西安建筑科技 大学 王慧琴 主要完成人排王慧琴,排名 1,教授,工作单位:西安建筑科技大学,完成单位:西安建筑科技大学. 主要贡献如下: (1)机器视觉技术的很多应用都发生在建筑空间中,其干扰源有其独特性.梳理了建筑 空间中常见干扰源的种类,总结分析了建筑空间中干扰源的特性,并进行了定性和定量 的描述. (2)对建筑空间中目标图像分割问题的多因素性、复杂性进行了系统的研究,并提出了 序及主要贡献解决对策.建立了建筑空间复杂背景下图像分割和目标识别理论研究的整体框架. (3)对建筑空间中的图像目标分割、图像目标描述模型、视频目标分割等问题进行了研 究,提出了多种适用于复杂背景下的目标的精确分割算法. (4)将研究成果在大空间的图像型火灾识别技术等实际工程中进行了应用. 曾获陕西高等学校科学技术奖. 段中兴,排名 2,教授,工作单位:西安建筑科技大学,完成单位:西安建筑科技大学. 主要贡献如下: (1)针对大空间的光环境控制,提出了一种基于图像处理技术和神经网络的光环境检测 与优化控制算法.采用改进的 canny 算子并运用形态学滤波与矩量保持法实现检测目标 的分割和定位. (2)利用 LVQ 神经网络和模板匹配算法, 得到可以精确定位空间内图像特征与人员数量 和坐标的网络模型,对空间内光环境做出优化控制.实验结果表明该方法能较准确的定 位空间内检测目标,从而实现光环境精确和优化控制. (3)将以上研究成果应用于建筑光环境控制,研发了城市地铁光环境控制系统. (4)针对液剂药物可见异物检测中视频序列图像存在低对比度和局部光照变化的特点, 提出一种基于帧差图空间方差和方差梯度的液剂异物模糊自适应阈值分割算法,并应用 于研发的液体药剂异物在线检测系统,提高了异物检测效率. 曾获陕西高等学校科学技术奖. 赵亮,排名 3,副教授,工作单位:西安建筑科技大学,完成单位:西安建筑科技大学. 主要贡献如下: (1)针对工程材料图像特征背景特点,采用一种改进的多尺度马尔科夫模型,结合图像 局部特征信息,提出一种局部区域的信念传播算法,提高了图像边缘特征的分割精度. (2)基于信念传播算法的信任度传播方式,提出了一种多尺度模型下并行传播算法,降 低了分割算法的迭代计算次数,提高了图像分割的效率. (3)利用研究成果对混凝土 CT 图像在不同受力下进行细致分割,使混凝土 CT 图像中的 骨料、砂浆、孔洞及裂纹分割精确度提高,尤其是骨料和砂浆区域的精确分割.对混凝 土材料裂纹的扩展、贯通以及最后破坏的过程进行研究. (4)基于以上研究成果开发了利用 CT 图像探测混凝土损伤的应用系统.曾获陕西高等 学校科学技术奖. 徐胜军,排名 4,副教授,工作单位:西安建筑科技大学,完成单位:西安建筑科技大学. 主要贡献如下: (1)研究了基于马尔可夫随机场(MRF)的图像分割模型,针对常规点对 MRF 模型不能 有效描述图像丰富的统计特征,建立了局部区域交互的 MRF 模型,提出了一种局部收敛 的循环置信度传播分割算法,增强了提出模型对局部区域特征的描述能力. (2)为了优化区域 MRF 模型,提出了局部优化和全局优化结合的分割策略,建立了消息 传递的自收敛策略和标号修剪策略,通过置信度传播算法把局部优化结果传递到全局. (3)对区域 MRF 模型的图像分割中常产生边缘模糊的问题,利用图像局部区域像素的空 间约束关系建立了具有边缘保持作用的区域 MRF 模型及其分割算法.本研究丰富了基于 MRF 模型的图像分割理论,为其工程应用奠定理论基础. 王燕妮,排名 5,副教授,工作单位:西安建筑科技大学,完成单位:西安建筑科技大学. 主要贡献如下: (1)为了减小计算复杂度和提高分割的准确性,提出一种结合遗传分割的多分辨率预测 搜索匹配算法.利用遗传算法预测搜索起点,采用大小不同的搜索匹配宏块,减少了搜 索点数目. (2)针对帧间差分法不能提取出目标的完整区域,大多数光流法计算耗时、实时性较差 的问题,提出一种 Kalman 滤波背景模型下的局部光流约束目标分割提取算法.该算法能 够准确快速地提取运动目标,并对环境变化、目标迂回移动情况具有较好的鲁棒性. (3)研究成果在小区智能监视系统中进行了应用. 曾获陕西高等学校科学技术奖. 胡燕,排名 6,讲师,工作单位:西安建筑科技大学,完成单位:西安建筑科技大学.主 要贡献如下: (1)根据火焰的图像特征,设计了能够排除与火焰颜色相近的静态和动态干扰的前景目 标提取算法;