纯二维全相位IDCT小波滤波器组的设计与实现

将纯二维lazy小波与全相位反余弦(APIDCT)理论相结合,构造了一种新的纯二维全相位IDCT小波滤波器组,其提升格式以嵌套组合的形式实现图像的纯二维小波分解.这种新的小波滤波器组有效地避免了以往图像纯二维小波分解高频子带坐标左移的现象,图像数据左上角行列坐标可以是奇数和偶数的任意组合,图像数据的行数或列数可以为奇数或偶数,能实现最低频子带数据最小尺寸为一行或一列.本文给出了纯二维全相位IDCT小波变换规程,便于编程实现和图像压缩、模式识别等应用.     

基于沃尔什变换的图像不变正交矩

针对机器视觉应用中,人类视觉系统计算机建模过程复杂,强图像特征提取过程使整个图像工程运行效率低下等问题,本文由图像特征提取的快速性与图像特征自身的稳定性出发,结合不变矩、正交矩以及图像矩等相关理论,在列率域中提出并推导了一种以沃尔什函数为变换核的图像矩-沃尔什图像矩,并基于沃尔什变换给出了一种快速计算沃尔什图像矩的方法。实验结果表明:沃尔什图像矩对图像具有一定的描述能力,且具有平移、旋转和缩放不变的特性,在计算效率及准确性上均优于以正余弦函数为变换核的图像正交矩,在小图像的特征快速提取上具有明显优势;同时由其构造过程中的置换矩阵多样性可知,对同一图像的计算,沃尔什图像矩还具有一定的隐匿性和不唯一性。     

基于二维离散小波变换自相似的图形编码

介绍了二维正交离散小波变换，分析了离散小波变换的自相似性。分形图像编码方法可有效压缩图像，其实质是消除图像中的自相似性冗余。离散小波变换非常适合于描述图像的自相似性及分形特性。给出了小波分解系数图像编码，解码的具体方法，给出了实验结果。利用图像的离散小波变换系数的自相似性的特点对图像实现高效压缩具有十分重要的意义。     

一种图像平滑处理方法的空域算法与频域分析

研究了一种图像平滑处理方法。利用模板运算的概念描述线性平滑处理的空域算法 ,并基于二维傅里叶变换进行了频域分析 ,最后给出了计算机仿真结果与结论。     

基于起点预测的快速运动估计算法

在研究菱形法等算法的基础上，利用序列图像的相邻块运动矢量的高度相关性和运动矢量的中心偏移特性，提出了一种基于起点预测的快速运动估计算法．该算法设计了菱形和正方形两种模板，在搜索过程中根据图像的内容(运动类型)采用组合模板进行灵活处理，提高了快速块匹配的搜索速度．该算法具有基于内容搜索的特点．实验结果表明，该算法在速度和准确性方面都优于传统的快速运动估计算法．     

平稳小波变换在探地雷达资料降噪中的应用

小波变换方法是一种新的数学方法,具有强大的时频分析能力,广泛地应用到信号处理的各个领域。其中正交小波变换不具备线性相位、不具有平移不变性等特性,导致其在信号降噪领域仍存在很多问题,会使信号产生振荡现象。本文利用平稳小波变换对多组探地雷达模型实验与实际雷达资料的处理,说明该方法较好地保留了信号边缘细节,避免了伪Gibbs现象,其降噪效果明显优于普通正交小波方法的降噪效果。     

基于Fourier-Mellin变换的红外图像配准

该文针对一种新的基于相位相关的图像配准方法,在需要配准的两幅图像中心选取同样大小的区域,在对数极坐标的表示下,这两个区域图像的互功率谱经傅里叶反变换后是一个二维脉冲信号.首先可以利用相位相关法求得旋转角度和缩放因子,然后根据上一步求得的结果再次利用相位相关法求出两个方向上的平移参数,至此可以获得图像的配准参数.对Fou...     

基于SVD特性的鲁棒数字水印新算法

提出了一种基于SVD特性的鲁棒数字水印新算法,利用SVD分解得到U矩阵的唯一性,且图像叠加一定噪声后U矩阵的列向量失真较小这一特性,将图像自身的特征置人奇异值矩阵。实验结果表明该算法鲁棒性较好。     

二维正交Log-Gabor滤波器结合混沌加密的掌纹认证方法

为控制掌纹及生物识别过程中的安全威胁,提出一种可撤销生物特征的掌纹认证方法。该方法使用二维正交Log-Gabor滤波器从图像中提取二进制掌纹相位模板,通过混沌序列控制的随机密文反馈加密,生成可更新的和隐私保护的掌纹模板。识别匹配阶段在加密域实现,根据2个加密模板间的汉明距离衡量掌纹间的相似性。使用香港理工大学的标准数据库进行了实验,验证了方法的识别性能、执行效率和安全性。     

基于高维LPQ特征与联合贝叶斯的人脸识别

针对Sun Jian等人提出的构造高维特征的方法,提出一种新的构建高维特征的方法,并且将新的方法推广到建立高维局部相位量化(Local Phase Quantization,LPQ)特征.在此基础上,提出了一种新的人脸识别方法,首先提取图像的高维LPQ特征,然后利用主成份分析(principal component analysis,PCA)方法对提取到的高维特征进行降维,最后利用联合贝叶斯(Joint Bayesian)方法进行人脸认证.该方法增加了图像特征的有效性,在LFW人脸库上的实验结果表明,改进后的高维局部相位量化特征具有较高的识别率.     

Fractional Fourier domain analysis of cyclic multirate signal processing

The cyclic filter banks, which are used widely in the image subband coding, refer to signal processing on the finite field. This study investigates the fractional Fourier domain (FRFD) analysis of cyclic multirate systems based on the fractional circular convolution and chirp period. The proposed theorems include the fractional Fourier domain analysis of cyclic decimation and cyclic interpolation, the noble identities of cyclic decimation and cyclic interpolation in the FRFD, the polyphase representation of cyclic signal in the FRFD, and the perfect reconstruction condition for the cyclic filter banks in the FRFD. Furthermore, this paper proposes the design methods for perfect reconstruction cyclic filter bank and cyclic filter bank with chirp modulation in the FRFD. The proposed theorems extend the multirate signal processing in the FRFD, which also advance the applications of the theorems of filter bank in the FRFD on the finite signal field, such as digital image processing. At last, the proposed design methods for the cyclic filter banks in the FRFD are validated by simulations. Supported partially by the National Natural Science Foundation of China (Grants Nos. 60232010 and 60572094), the National Natural Science Foundation of China for Distinguished Young Scholars (Grant No. 60625104), as well as the Doctorship Foundation of China Education Ministry (Grants No. 1010036620602)     

数字图像的局部分数阶微分增强

为了扩展传统分数阶微分在图像增强处理中微分阶次的范围,改善传统分数阶微分对图像亮度增强不甚理想的问题,提出了一种局部分数阶微分增强图像算法。首先根据局部分数阶微分理论,建立了数字图像的分数阶微分增强分算法。然后构造了新的数字图像分数阶微分增强模板,在该模板中增加亮度控制函数得到边缘、纹理和对比度同时增强的分数阶微分增强算法。实验表明,该方法能扩大分数阶微分在图像增强处理中阶次的范围;不但能很好地增强图像的边缘、纹理和轮廓等信息,又能明显改善图像的对比度和亮度,增强图像的视觉效果优于传统的分数阶微分增强方法的视觉效果。     

Adaptive template filter method for image processing based on immune genetic algorithm

To preserve the original signal as much as possible and filter random noises as many as possible in image processing, a threshold optimization-based adaptive template filtering algorithm was proposed. Unlike conventional filters whose template shapes and coefficients were fixed, multi-templates were defined and the right template for each pixel could be matched adaptively based on local image characteristics in the proposed method. The superiority of this method was verified by former results concerning the matching experiment of actual image with the comparison of conventional filtering methods. The adaptive search ability of immune genetic algorithm with the elitist selection and elitist crossover (IGAE) was used to optimize threshold t of the transformation function, and then combined with wavelet transformation to estimate noise variance. Multi-experiments were performed to test the validity of IGAE. The results show that the filtered result of t obtained by IGAE is superior to that of t obtained by other methods, IGAE has a faster convergence speed and a higher computational efficiency compared with the canonical genetic algorithm with the elitism and the immune algorithm with the information entropy and elitism by multi-experiments.     

一种新的图像插值方案——子带插值

从分层子带变换的逆变换过程出发,提出了一种新的图像插值方案．该方案利用分层子带变换中高分辨率频带与低分辨率频带之间存在的相似特性,由低分辨率频带近似高分辨率频带,进而得到比原图像分辨率更高的图像．这种方案可与不同的像素灰度空间的插值算法如双线性插值、Ｂ样条插值、分形插值等结合,在一个子带构架下进行研究．实验结果表明,该方案具有较好的性能．     

基于区域合并与轮廓模型的图像序列人物轮廓分割

为解决受图像背景复杂度影响,分水岭算法较难高精度实现图像序列中人物轮廓的分割与追踪这一问题,提出了利用颜色空间转换的区域合并实现目标轮廓区域的划分、并基于人物头部轮廓信息生成人物领域轮廓模型的方法。通过对人物领域边界线生成的初步轮廓模型进行高斯函数的卷积运算,生成形态轮廓模型的有效对象模板,实现图像序列的人物领域中不依靠序列差分和移动向量亦能在图像序列中追踪移动对象。基于颜色空间转换的区域合并和轮廓模型算法,可满足视频背景变动并且背景复杂的情况下对图像序列中的人物轮廓进行有效分割。实验结果验证了本算法的有效性与鲁棒性,可有效而稳定实现图像序列中人物轮廓的分割。     

沿自适应图像缩放算法

为了找到正确的图像边沿去进行插值，提出了一种改进的边沿自适应图像缩放算法.计算图像中各像素处不同边沿方向的相关度，用模糊度参数对检测出的边沿相关度进行过滤处理，将相关度值最小的方向预选为该像素的边沿方向，生成整幅图像的边沿信息表.根据物体边沿信息的连续性，利用延续度参数优化边沿信息，得到最终使用的边沿信息表.对于图像中存在边沿的区域，插值沿边沿方向进行.对于图像中不存在边沿的区域，采用传统的插值方法进行插值.仿真结果表明,在人造图像和自然图像中，该算法都能有效消除传统插值方法在物体边缘的模糊和锯齿现象.     

基于正交相干相位检测的图像畸变校正

针对畸变图像提出一种校正方法。以朗奇光栅作为标定模板,通过图像传感器获得畸变条纹图像,并用从畸变图像的中心无畸变区域提取的相干载波,对畸变图像进行正交相干解调,得到畸变图像的相位分布;将相位分布转化为像素坐标畸变量,以得到畸变图像和校正图像的坐标空间映射关系;用双线性插值算法进行图像灰度级重建,从而实现对几何畸变图像的校正。实验结果表明所提方法有效可行。     

基于极性调制的鲁棒水印算法

为满足地理信息版权保护对裁剪、拼接等攻击的强鲁棒性要求,通过构造二值序列分别表示水印0和1,利用变换域系数极性相对稳定的特点,通过调制极性序列与二值序列的相关系数嵌入水印,提出了一种基于变换域系数极性的水印算法。基于变换域系数特殊分类的极性序列分布在整个DCT域,增强了算法抗裁剪的能力;而且水印提取策略能够抵抗图像拼接攻击。实验结果表明,该算法具有良好的不可见性,可抵抗亮度(-90~+90)、对比度(-90~+80)、放大、裁剪、拼接的单独攻击,对综合攻击也有较强的鲁棒性。     

基于像素点分类和颜色分割的树型滤波立体匹配

针对树型滤波匹配算法只需颜色一个要素计算权重而引起的匹配错误,提出一种基于像素点分类和颜色分割的树型滤波局部立体匹配算法。首先,在计算初始匹配代价时,按照稳定度将像素点分类;其次根据参考图像的颜色信息将其建立为代价树,并在建树的过程中根据颜色分割约束获得颜色分割图像;利用颜色分割图像和像素点分类信息,改进代价树中各边的权值;最后执行树型滤波,并获得稠密的视差图,从而完成立体匹配。采用Middlebury数据集进行的实验结果表明,该算法相比传统的树型滤波算法,在各区域的精度上都有一定的提升。