基于二代曲波变换和PCNN的高光谱图像融合

为了解决高光谱图像的高数据维给后续图像分析和处理带来的困难,提出了一种基于二代曲波变换和脉冲耦合神经网络(PCNN)的融合新算法.利用各波段数据间的局部相关性将整个数据空间划分为若干个相关性较强的独立子空间,在对子空间内的各波段光谱图像进行曲波多分辨率分解的基础上,分别依据各波段图像所含有的信息量对曲波粗尺度系数进行加权融合和利用PCNN的全局耦合特性与脉冲同步特性对细尺度系数进行智能选取,最后由曲波逆变换得到各子空间的融合图像.AVIRIS数据融合实验表明,该算法能有效地实现高光谱数据维数减少和特征提取,相比于提升小波融合算法、主成分变换算法和基于典型融合准则的曲波融合算法,其所提取的图像特征在高光谱异常检测时能得到更多的真实目标.     

联合非降采样金字塔与经验模态分解的遥感图像融合算法

为了更好地进行遥感图像融合,联合非降采样拉普拉斯金字塔变换(NLP)和二维经验模态分解(BEMD),提出了一种利用分解系数绝对值和瞬时频率作为融合特征的遥感图像融合新算法.首先利用非降采样金字塔对高分辨率全色图像(PAN)进行分解,使其低频部分和低分辨率全色图像(MS)具有相同的尺度特性;再对低频部分和MS图像进行BEMD分解,得到二维内蕴模态函数(bimf)和趋势图像,并计算各层bimf的4方向瞬时频率.为了尽可能提高空间细节质量,利用瞬时频率和分解系数绝对值作为融合特征,并考虑bimf部分对应位置系数的正负关系,采用加权算法对高频细节部分进行融合;最后进行相应的BEMD和NLP逆变换,得到融合图像.实验表明,该方法对融合影像的光谱质量和空间细节质量都有较好的改善.     

利用约束非负矩阵分解的高光谱解混算法

由于利用非负矩阵分解方法解决高光谱解混问题时,标准非负矩阵分解目标函数的非凸性影响了最优解的获取.通过对高光谱图像的端元光谱和空间分布特性的分析,提出了以最小估计丰度协方差和单形体各顶点到中心点均方距离总和最小约束的非负矩阵分解(MCMDNMF)算法,其采用投影梯度作为非负矩阵分解的迭代学习规则.MCMDNMF既利用了非负矩阵分解的优点又考虑了高光谱图像的特性,也不需要混合像元中必须有纯像元.仿真实验表明,MCMD-NMF算法能正确地解混出高光谱混合像元中含有的端元光谱,并精确估计出丰度分布.     

经验模态分解法在地震资料处理中的应用

在连续小波基的平稳序列时频分析方法基础上,对非平稳时间序列的时频分析方法深入研究,引入经验模态分解法,利用信号的局部特征——时间尺度,从原信号中提取若干个固有模态函数(IMF)和一个残余量,用多个固有模态函数表征信号的局部特征,用残余分量表征信号缓慢变化的趋势,并形成非平稳信号经验模态分解算法。通过实例应用研究验证了EMD分解后所作的瞬时Hilbert幅值谱,比连续小波变换CWT分解后的谱的分辨率高,并与地震道波形匹配自然,可用于地震非平稳数据的时频分析。     

广义非局部均值和自相似性的超分辨率算法

提出一种利用广义非局部均值和自相似性的图像超分辨率算法．该算法不仅利用图像的自相似性将低分辨率图像与其下采样图像作为一个训练库,而且利用非局部平均算法的良好特性提高复原图像的质量．该算法首先提取低分辨率图像的高斯差特征系数,然后利用广义非局部平均算法来估计待复原图像丢失的高频细节,获得高分辨率图像．实验结果表明,该算法对图像取得较好的复原效果,复原出的高分辨率图像更接近于真实图像,与其他方法相比,具有更好的主观和客观质量．     

结合局部空谱信息的高光谱图像多端元提取

针对传统高光谱单端元提取算法不能描述光谱变异、混合像元分解精度不高的缺点,提出一种结合局部空谱信息的高光谱图像多端元提取(multiple endmember extraction algorithm with local spatial-spectral information,MEELSI)方法。首先将原始高光谱图像进行图像子空间划分获取不重叠的图像块,并利用自动目标生成算法分别在图像块上提取候选端元;然后对候选端元的邻域像元进行光谱相似性分析,优化精选候选端元;最后利用K-means聚类算法对所有端元集进行聚类分析,得到最终的多端元光谱集。仿真数据和真实高光谱数据的实验结果表明,与传统单端元提取方法相比较,MEELSI算法具有表征遥感图像中光谱变异的能力,能够有效提高混合像元分解精度。     

基于小波的二值图像数字水印技术

利用小波变换的多尺度分解特性，提出将二值图像水印嵌入到小波图像低频逼近系数的方案，并给出了相应的算法.实验结果表明，该算法对二值图像水印的嵌入与检测比较简单．同时对常见的图像剪切、滤波和噪声干扰具有良好的鲁棒性．     

结合经验模态分解和Gabor滤波的高光谱图像分类

针对传统实施于原始数据空间的纹理提取方法的不足,采用经验模态分解理论提取高光谱图像中空间结构明显的固有模态分量,并在提取出的分量上进行Gabor滤波操作,将传统纹理提取方式转移到变换域上进行,提出了一种基于二维经验模态分解融合空间信息的高精度纹理提取算法。对两个数据集进行仿真实验,实验结果表明改进算法有效地提高了高光谱图像分类精度且抗噪性能良好,提出算法性能明显优于传统Gabor-PCA算法,能够更大程度挖掘高光谱图像空间信息。     

基于约束非负矩阵分解的混合象元分解新方法

针对高光谱混合象元分解中顶点成分分析要求每一端元在图像中至少存在一个纯象元的不足,以及非负矩阵分解易受初值影响产生局部最小的问题,提出了一种高光谱遥感图像混合象元分解的新方法。该方法用顶点成分分析求得的端元和最小二乘法求得的丰度作为平滑约束非负矩阵分解方法迭代的初始值来实现混合象元分解。通过对模拟高光谱数据和真实遥感影像的仿真研究,结果表明新方法分解混合象元精度略优于顶点成分分析方法,但明显好于约束的非负矩阵分解方法。     

基于协同经验小波变换的遥感图像融合

针对多源遥感图像的融合问题,提出了一种基于协同经验小波变换的遥感图像融合方法。该算法首先对多源图像进行主成分分析获得共像;然后,对共像的强度分量做经验小波变换获得滤波器组;再利用这组滤波器对多光谱图像的强度分量和全色图像进行多尺度表示;最后经逆变换得到融合图像。该算法因采用协同自适应分解方法,有利于源图像高频与低频信息的分离,有效提高了遥感融合图像的清晰度。通过使用QuickBird卫星数据验证了算法的有效性,视觉感知和客观评价标准均表明该算法比其他同类算法有更好的优越性。     

多光谱图像的3D EBCOT压缩编码算法

提出了一种新的多光谱图像压缩方案,三维率失真优化截取码块编码(3D EBCOT)算法根据多光谱图像的成像特点,利用非对称的三维离散小波变换去除多光谱图像的空间冗余和频域的相关性,再通过拓展改进最新的静止图像压缩标准JPEG2000中的二维率失真优化截取内嵌码块编码(2D EBCOT)算法,在比特平面编码器中引入谱间上下文,使用相应算术编码器并对经过三维小波变换后的系数进行编码,提高了多光谱图像的压缩效率．根据具体要求组织的内嵌码流,可继承获得JPEG2000标准内嵌码流抗误码等优良特性．使用该方法对一组6波段多光谱图像压缩编码后的重建图像显示,具有比三维小波分层树集合分割排序编码的算法(3D SPIHT)具有更好的图像质量和压缩性能．     

Multispectral image compression algorithm based on composite transform

Aiming at the problems of inadequate reducing of spatial and spectral redundancy and weak adaptability of existing multispectral image compression algorithms, the multispectral images' spatial sparse equivalent representation and its clustering implementation named the OptimalLeaders are proposed. Furthermore, an adaptive multispectral image compression algorithm—OLPKWS is designed, which is based on composite transform. In the OLPKWS, multispectral data are transformed into representation and residual by the presented spatial sparse equivalent transform, which removes spatial redundancy adaptively. Moreover, an error compensation mechanism is introduced in order to improve the quality of the reconstruction image. Principal Component Analysis (PCA) is used to remove spectral redundancy for representation. However, to predict differences, KLT is utilized to explore spectral correlation, two-dimensional wavelet transform is used to remove spatial redundancy, standard deviation weighted rate allocation and SPIHT are combined to complete the coding. Experimental results show that, in comparison to the clustering, SPIHT and KLT_SPIHT_TCIRA algorithms, the proposed approach achieves a higher peak signal to noise ratio (PSNR) under the same compression ratio.     

基于二维小波变换的双彩色图像数字水印算法

在一般水印研究的研究上，提出了一种基于离散小波变换（DWT）的双彩色图像水印算法（DCIW），通过不同色彩空间的相互转换，利用二维DWT变换对图像进行多尺度分解，将彩色数字水印图像植入彩色图像中，并通过滤波过程，能将彩色水印图像完整地抽取出来，通过多项实验证明，该算法对剪切、有损压缩、平滑、放缩等操作均具有较强的鲁棒性。     

基于NSCT和PCA变换域的遥感图像融合算法

为使融合后的图像在尽可能保持原图像光谱信息的同时,有效提高空间细节信息,提出了一种新的基于非下采样Contourlet变换（NSCT）和主成分分析（PCA）的全色图像和多光谱图像融合算法.对多光谱图像进行PCA变换得到主元分量,将处理后的主元分量与全色图像进行NSCT分解,针对低频子带系数选择提出了一种基于窗口与局部方差相结合的融合策略;在高频子带系数选择上,提出了基于区域线性相关测定的融合策略.进行非下采样Contourlet逆变换和PCA逆变换,得到具有高空间质量的多光谱图像.实验结果表明,提出的算法在保留光谱信息和提高空间细节信息的综合性能上有所提高,能够取得较好的融合效果.     

基于协同表示的高光谱和多光谱图像融合算法

为了增强高光谱图像的空间分辨率,该文提出一种基于传统Pan-sharpening技术的高光谱和多光谱融合框架,该融合框架将高光谱和多光谱(HS-MS)图像融合问题简化为若干个多波段和单波段(MB-IB)图像融合问题。在此基础上,对于每个多波段和单波段图像融合的问题提出一种基于局部自适应(LA)字典和协同表示(CR)的图像融合(LACRF)算法,得到高空间分辨率的多波段(HRMB)图像,并最终获到了高空间分辨率的高光谱图像(HHS)。通过实验可知,LACRF算法具有良好的融合效果。     

基于局部上下文的超光谱图像压缩方法

根据超光谱遥感图像有很强谱间相关性成像特点,及局部上下文三维预测方法的思想,设计三种适合超光谱图像的预测方法,并进行比较,选择其中的谱间LOCO-I预测方法.该方法是将前一波段像素值作为预测像素的基准值,根据谱间像素变化规律来选择修正梯度项.实验表明该预测方法具有很好的压缩效果.     

Fusion of multispectral image and panchromatic image based on NSCT and NMF

A novel fusion method of multispectral image and panchromatic image based on nonsubsampled contourlet transform(NSCT) and non-negative matrix factorization(NMF) is presented,the aim of which is to preserve both spectral and spatial information simultaneously in fused image.NMF is a matrix factorization method,which can extract the local feature by choosing suitable dimension of the feature subspace.Firstly the multispectral image was represented in intensity hue saturation(IHS) system.Then the I component and panchromatic image were decomposed by NSCT.Next we used NMF to learn the feature of both multispectral and panchromatic images’ low-frequency subbands,and the selection principle of the other coefficients was absolute maximum criterion.Finally the new coefficients were reconstructed to get the fused image.Experiments are carried out and the results are compared with some other methods,which show that the new method performs better in improving the spatial resolution and preserving the feature information than the other existing relative methods.     

基于压缩感知的图像快速重构去噪算法

针对传统的压缩感知重构算法运算量大,图像质量低的缺点,提出一种新的图像快速重构去噪算法。首先对图像进行一级小波分解,分别提取近似分量子图像和细节分量子图像,并对细节分量子图像进行软阈值去噪处理,然后对近似分量子图像和处理后的细节分量子图像运用新的压缩感知重构算法进行恢复,最后将恢复的细节分量和近似分量进行小波逆变换,得到重构后的图像。实验结果表明,新方法可减少重构时的运算量,有一定的去噪效果,且可提高图像质量。     

基于提升格式的高光谱遥感图像压缩算法

高光谱遥感的特点是谱分辨力的提高,但其高数据维给图像进一步处理带来了困难,因此有必要对其进行有效压缩处理.该文以提升格式为基础对高光谱图像压缩算法进行了研究,充分考虑了高光谱图像的空间相关性和谱间相关性,采用自适应波段选择的谱间压缩方法,通过自适应选择信息量大并且与其他波段相关性小的波段来降低高光谱数据量,然后采用梅花形网格分解方法构造出第二代小波变换,从而对二维图像进行空间压缩,可实现提升格式的分解和完全重构.实验结果表明,谱间压缩能够保留信息丰富的波段,同时计算复杂度大大降低,以提升格式为基础的第二代小波变换比第一代小波变换取得更好的空间压缩效果.     

基于小波包变换的岩心图像压缩算法研究

由于特殊的地质环境和复杂的地质变迁,岩心图像普遍具有纹理丰富,边缘复杂的特点,较自然图像有很大差别。岩心图像采集过程中如果采用目前通用的压缩算法,会导致在低比特率下图像失真严重,不利于分析和识别。本文提出基于小波包的岩心图像压缩算法,首先采用基于熵的最优基选择算法对岩心图像进行小波包分解,在分解后的小波包子带结构上选择最优的码块尺寸采用JPEG2000编码。实验结果表明该算法获得的PSNR高于标准JPEG2000算法,并且纹理区域具有更好的主观视觉效果。