融入邻域作用的高斯混合分割模型及简化求解

目的 基于高斯混合模型（GMM）的图像分割方法易受噪声影响,为此采用马尔可夫随机场（MRF）将像素邻域关系引入GMM,提高算法抗噪性。针对融入邻域作用的高斯混合分割模型结构复杂、参数估计困难,难以获得全局最优分割解等问题,提出一种融入邻域作用的高斯混合分割模型及其简化求解方法。方法 首先,构建融入邻域作用的GMM。为了提高GMM的抗噪性,采用MRF建模混合模型权重系数的先验分布。然后,利用贝叶斯理论建立图像分割模型,即品质函数;由于品质函数中参数较多（包括权重系数,均值,协方差）、函数结构复杂,导致参数求解困难。因此,将品质函数中的均值和协方差定义为权重系数的函数,由此简化模型结构并方便其求解;虽然品质函数中仅包含参数权重系数,但结构比较复杂,难以求得参数的解析式。最后,采用非线性共轭梯度法（CGM）求解参数,该方法仅需利用品质函数值和参数梯度值,降低了参数求解的复杂性,并且收敛快,可以得到全局最优解。结果 为了有效而准确地验证提出的分割方法,分别采用本文算法和对比算法对合成图像和高分辨率遥感图像进行分割实验,并定性和定量地评价和分析了实验结果。实验结果表明本文方法的有效抗噪性,并得到很好的分割结果。从参数估计结果可以看出,本文算法有效简化了模型参数,并获得全局最优解。结论 提出一种融入邻域作用的高斯混合分割模型及其简化求解方法,实验结果表明,本文算法提高了算法的抗噪性,有效地简化了模型参数,并得到全局最优参数解。本文算法对具有噪声的高分辨率遥感影像广泛适用。     

拟正态分布扩散的图像平滑

目的在传统的去噪模型中,若仅考虑去噪与边缘保护这两个方面,会导致纹理等细节信息丢失,为解决传统模型这方面的缺陷,提出了一种基于拟正态分布的图像去噪模型。方法提出的模型是以经典的各向异性扩散模型为基础,首先分析了扩散系数在扩散过程中的作用,引入通量函数,做归一化处理,建立新的扩散系数,构造新的扩散模型;然后考虑新模型在去噪过程中,既要有效去噪,又要保护图像的边缘、纹理等细节信息,将扩散系数构造成拟正态分布函数。结果实验结果表明,在同一实验条件下,新模型的峰值信噪比与经典模型相比提高了28 d B左右,均方差大幅度降低,图像的边缘更加清晰,对比度得到显著增强。结论提出的新模型能够较稳定地控制扩散过程,使图像在去噪和保边缘、纹理等细节信息方面都达到令人满意的效果,峰值信噪比有了大幅提高,其去噪性能较经典模型更具优越性。     

结合全局和局部信息的水平集图像分割方法*

LBF模型对初始轮廓大小和位置非常敏感,并且只考虑了图像的局部信息,没有考虑图像的全局信息。CV模型利用图像全局信息,对初始轮廓具有较强的鲁棒性。两种模型对椒盐噪声污染的图像不能取得令人满意的结果。针对以上问题, 在原有CV模型和LBF模型能量函数基础上,各自构造一个新的能量拟合项,增强对高斯噪声和椒盐噪声的抗噪性。采用新构造的CV模型,使用图像的全局信息得到粗分割轮廓。以粗分割轮廓作为新构造LBF模型的零水平集,利用图像的局部信息得到图像的精确分割结果。同时提出一种新的边缘检测算子,重新定义边缘停止函数,进一步提高模型的抗噪性。相较于CV模型,LBF模型,结合全局和局部信息的Wang模型和Qi模型,提出模型能得到更优的图像分割结果,具有较强的抗噪性。     

具有纹理保持能力的四阶偏微分方程去噪方法

虽然四阶偏微分方程图像去噪方法能得到较好的分段光滑的结果,但这类方法常破坏图像的纹理信息。提出了一种具有保持图像纹理信息能力的四阶偏微分方程去噪模型。利用垂直于梯度方向的图像二阶导数设计了一种新的代价函数。证明了该函数解的存在性与唯一性并给出了其对应的Euler-Lagrange方程。在实验方面,用大量真实的纹理图像验证了新方法。实验结果表明,新方法在去噪的同时图像的边缘与细节得到了较好的保持。     

基于经验模态分解和小波分析的靶船外弹道测量数据去噪方法

针对舰船外弹道测量数据误差性质复杂,表现为非平稳信号,难以用模型准确进行描述的问题,提出基于经验模态分解和小波去噪的靶船外弹道测量数据处理方法。首先对测量数据进行经验模态分解,得到测量数据不同频率的本征模函数,接着采用小波间值去噪原理对含有噪声的高频本征模函数去噪,最后将经过去噪的本征模函数与剩下的没有经过去噪的本征模函数和趋势项相加,重构去噪后的靶船测量数据。经实验数据分析,本方法在很大程度上克服了小波阈值降噪的缺陷,保留了高频分量中包含的有用信息,是分析非平稳、多频段的靶船外弹道测量的有效方法。     

小波与双边滤波的医学超声图像去噪

目的：医学超声图像中的斑点噪声降低了图像质量并且限制了超声图像自动化诊断技术的发展。针对斑点噪声问题,提出了一种新型的基于小波和双边滤波的去噪算法。方法：首先,根据医学超声图像在小波域内的统计特性,在通用小波阈值函数的基础之上,改进了小波阈值函数。其次,将无噪信号的小波系数和斑点噪声的小波系数分别建模为广义拉普拉斯分布模型和高斯分布模型,利用贝叶斯最大后验估计方法得到了新型的小波收缩算法,利用小波阈值法对小波域内的高频信号分量进行去噪。最后,对小波域内的低频信号分量进行双边滤波处理,然后利用小波逆变换便得到去噪后的图像。结果：在仿真实验中,通过与其它7种去噪算法作对比,观察峰值信噪比(PSNR)等图像质量评价指标,结果表明本文算法的去噪效果优于其他相关算法。临床超声图像的实验结果进一步验证了本文算法的去噪性能。结论：本文提出了一种新型的去噪算法,实验表明本文算法能够很好地抑制斑点噪声,并且能保留图像病灶边缘等细节。     

改进小波算法在滚动轴承故障诊断的应用

在滚动轴承故障诊断中,为了提高诊断的准确率,需要对振动信号进行去噪预处理。小波变换具有良好的时频布局分析能力,在滚动轴承此类非平稳信号的去噪处理中得到了广泛应用。但是传统的阈值函数存在一定问题,影响去噪效果。提出了一种新的小波阈值函数,削弱了传统软硬阈值函数的缺陷,并且与已有的几种改进函数的去噪结果进行对比,证明了上述方法有很高的准确性和有效性,其去噪后的信噪比和均方根误差均优于软硬阈值和其它改进的阈值函数。     

基于双变量收缩函数的局域自适应图像去噪

由于图像小波系数存在很大的层间相关性，引入双变量概率分布模型，基于贝叶斯估计理论，得到了相应的非线性阈值函数（双变量收缩函数）；基于层内局域方差估计，利用该收缩函数得到一种局域自适应的图像去噪算法。在实验中，将该算法分别应用到实值离散小波变换域和双树复数小波变换域，并和隐马尔科夫模型的去噪方法做了比较分析。实验表明，复数小波变换的局域自适应收缩图像去噪算法去噪效果最好。     

一种改进的小波阈值函数去噪方法

小波变换在信号滤波去噪方面得到广泛运用。本文在小波阈值函数去噪原理的基础上,对传统的软、硬阈值函数方法和Garrote函数阈值方法进行分析,提出一种基于Garrote函数的改进型阈值函数。Matlab仿真实验表明,新的改进型阈值函数去噪效果优于传统方法。     

基于游程统计的含噪图像分割效果评价方法

含噪图像的分割效果与其干扰噪声强度有着紧密的联系。为了对含噪图像的分割效果进行量化计算和分析,首先定义了一个评价含噪图像分割结果的差异函数,该函数值反映了含噪图像的分割结果和原始图像的分割结果之间的差异程度。同时,根据序列随机性检验方法中的游程测试方法,给出了一种针对含噪图像分割效果评价的方法,该方法基于分割图像的二值化灰度矩阵游程统计量,定义了评价图像分割效果的游程函数,在对含噪图像的分割效果进行评价时,可以计算分割图像的游程函数来进行量化比较。对含噪灰度图像的分割结果与相应的差异函数和游程函数之间的关系进行了实验分析,结果表明,差异函数和游程函数不仅表达简单、计算便捷,而且能够准确反映出含噪图像的干扰噪声强度和分割的结果图像之间的变化关系。     

利用分块相似系数构造感知图像Hash

提出一种基于图像分块相似系数的感知稳健图像Hash.先对图像预处理,再进行重叠分块,在密钥控制下,利用高斯低通滤波器生成伪随机参考图像块,分别计算每个分块与参考图像块的相关系数得到图像特征序列.依此将相邻两个分块特征值合并以缩短Hash长度,同时对压缩后的特征序列进行重排,进一步提高图像Hash的安全性.最后对归一化特征值进行量化,并运用Huffman方法对其编码,进一步压缩Hash长度.理论分析和实验结果表明,该图像Hash方法对JPEG压缩、适度的噪声干扰、水印嵌入、图像缩放以及高斯低通滤波等常见图像处理有较好的鲁棒性,能有效区分不同图像,冲突概率低,可用于图像篡改检测.     

旋转不变的X线图像相关度拼接

针对现有X线图像拼接方法中分别存在的需要固定标志物、鲁棒性差及全景图像存在伪影等问题,提出一种旋转不变的图像自动拼接方法.基于特征点配准,结合改进的、旋转不变的相关度法进行特征匹配,对图像重合度要求较低.在图像融合中则采用2维动态权值和平衡曝光度等策略.经实验验证,本文配准算法在保证结果准确性的同时提高了鲁棒性;本文融合算法可有效地平衡曝光度差异,并避免拼接伪影,极大地提高了全景图像质量.     

图像拼接技术综述*

给出了图像拼接的一般流程,在此基础上将图像拼接技术分为两个关键技术——图像配准技术和图像融合技术,并分别对图像配准技术和图像融合技术的经典算法及最新算法作一概述和比较。     

鱼眼图像校正和配准算法研究

提出一种对鱼眼图像进行校正和配准的算法。首先把鱼眼图像从相等距离投影模型映射到参数化球面投影模型,使得合成球面全景图成为一个平移求解问题。然后使用非线性优化算法进行图像的配准。在合成场景的球面全景图以后,通过重投影球面全景图到视平面来完成虚拟场景的实时漫游。     

一种基于类推思想的图像分割方法

论文结合图像类推思想提出了一种图像分割的新思路。图像类推技术是一种基于学习的思想。论文利用图像自身的特性构造训练集合的源图像对,并学习他们之间的关系,达到图像分割的目的。实验证明基于类推思想的图像分割可以得到满意的分割效果。     

基于微机的图像监视系统的程序设计

探讨数字化图像监视和记录系统的构建与程序设计技术,通过详细的程序设计实例, 讲述用图像摄取控件高效设计硬盘录像系统的程序设计技巧.     

车辆运动模糊图像的快速恢复

论文针对运动造成的模糊图像,根据运动造成的图像模糊的特点,建立了原始图像与模糊图像间的关系,在此基础上提出了一种运动模糊图像的快速恢复算法,并用于车辆运动模糊车牌图像恢复中。实验结果验证了该方法的有效性。     

红外与可见光序列图像融合方法的研究

本文简述了红外与可见光图像融合的意义及其应用,介绍了多种红外与可见光序列图像融合方法。在对这些融合方法进行比较分析的基础上,总结了红外与可见光序列图像融合的研究现状、当前研究热点及未来的发展趋势。     

基于图像库的图像和视频安全传输方案

基于量化编码、分形编码、图像马赛克编码的发展和成熟，提出一种基于图像库编码的图像和视频安全传输方案，通过隐藏图像库、置乱图像库和加密编码码流实现不同的安全保密等级．同时，图像库由收发方事先保存，传输的数据量较少，容易实现高效快速传输．理论分析和实验结果表明，此方案具有较高的安全性．因此适用于安全性和实时性要求高的图像或视频传输中．     

远程采集无人机图像的特征识别方法研究

地面对空中无人机的视觉识别中,由于无人机的飞行速度、角度呈现非线性变化;使得采集的疑似图像存在特征模糊、衰退等问题,传统的模式识别方法无法提取无人机图像的主要特征,极大程度上降低了图像的识别概率;提出一种引入球面谐波基图像特征细分的无人机识别算法,建立球面谐波基图像识别模型,利用无人机图像的球面谐波基图像近似率,对模糊图像的差异特征进行依次识别;实验结果表明,利用改进算法建立的模糊无人机图像差异特征识别模型,具有一定的优越性,提高了无人机识别的准确率。