带边界条件约束的非相干字典学习方法及其稀疏表示

从字典的相干性边界条件出发, 提出一种基于极分解的非相干字典学习方法(Polar decomposition based incoherent dictionary learning, PDIDL), 该方法将字典以Frobenius范数逼近由矩阵极分解获取的紧框架, 同时采用最小化所有原子对的内积平方和作为约束, 以降低字典的相干性, 并保持更新前后字典结构的整体相似特性. 采用最速梯度下降法和子空间旋转实现非相干字典的学习和优化. 最后将该方法应用于合成数据与实际语音数据的稀疏表示. 实验结果表明, 本文方法学习的字典能逼近等角紧框架(Equiangular tight-frame, ETF), 实现最大化稀疏编码, 在降低字典相干性的同时具有较低的稀疏表示误差.     

基于多尺度2D Gabor小波的视网膜血管自动分割

眼底视网膜血管分割对临床视网膜疾病诊断具有重要意义. 由于视网膜血管结构微小, 血管轮廓边界模糊, 加上图像采集时噪声的影响, 视网膜血管分割非常困难. 本文提出一种视网膜血管自动分割新方法. 首先, 应用对比度受限的自适应直方图均衡法增强视网膜图像;然后, 采用不同尺度的2D Gabor小波对视网膜图像进行变换, 并分别应用形态学重构 (Morphological reconstruction, MR)和区域生长法 (Region growing, RG)对变换后的图像进行分割; 最后, 对以上两种方法分割的视网膜血管和背景像素点重新标记识别, 得到视网膜血管最终分割结果. 通过对DRIVE和STARE数据库视网膜图像的分割实验, 证明了该算法的有效性.     

基于监督非相干字典学习的极化SAR图像舰船目标检测

提出了一种结构化非相干字典学习算法 (Structured incoherent dictionary learning, SIDL),并将该方法应用于极化SAR (Polarimetric synthetic aperture radar, PoLSAR)图像舰船目标检测. 在字典学习阶段,构建了一个新的目标函数,为了降低子字典对交叉样本的稀疏表示能力, 将子字典对交叉样本的重构能量约束及子字典互相干性约束加入到字典学习目标函数中. 通过这两个约束, 降低了子字典对交叉样本的表示能力,目标和杂波的极化特征矢量在学习获得的字典下具有良好的区分特性. 该方法不依赖于目标后向散射能量,只利用学习获得的极化字典,根据测试样本在极化字典下的稀疏表示进行目标的检测. 实验采用RADARSAT-2数据进行了验证,对比实验结果表明,本文提出的方法可以更好地抑制杂波,对弱小目标实现检测,获得了更好的检测效果.     

基于字典学习的主动声呐目标分类方法

主动声呐目标分类在军事和民用方面都有重要的应用和价值。文章基于稀疏表示理论,结合K-奇异值分解和正交匹配追踪算法,提出一种基于学习字典的稀疏表示分类方法（Dictionary Learning Sparse Representation Classification,DLSRC）。首先,利用K-奇异值分解算法训练各个类别目标回波信号,得到带有目标特征信息的类别字典,类别字典对信号具有良好表征能力并且带有目标类别信息;然后,利用正交匹配追踪算法和各个类别字典稀疏分解测试信号,得到各个类别字典下的稀疏系数后重构信号;最后,根据各个重构信号与测试信号的匹配度判定类别,得到分类准确率。结果显示,200个测试数据在信噪比分别为-5、-3、6 dB时,DLSRC法的分类准确率分别达到87%、89%、95.5%。不同信噪比下基于学习字典稀疏表示分类方法的准确率均高于已有的支持向量机（Support Vector Machine,SVM）、K-最近邻（K-Nearest Neighbor,KNN）和柔性最大值分类器（SoftMax）等分类方法,具有较好的分类性能。     

基于Gabor滤波器包络的人脸识别算法

2维Gabor滤波器已在文字、人脸和虹膜识别等方面得到广泛应用,Gabor滤波器在特征提取方面具有独特的优势,但高计算复杂度限制了应用。如何快速地利用Gabor滤波器进行识别成为当前研究的重点。提出了基于2维Gabor滤波器包络的人脸识别算法,通过忽略Gabor滤波器的正弦部分,保留高斯成分构造矩形包络,将椭圆滤波器转换为矩形滤波器进行特征提取,即可以在不影响特征提取性能的情况下,只计算滤波器的主要能量区间,忽略区间以外的部分,提高了运算速度。在Yale和ORL人脸库上的测试结果证明,该算法分类准确度优于Eigenface和Fisherface方法,且速度较传统的Gabor滤波器方法快20%,取得了满意的结果。     

航空图像中水面纹理的自动提取

针对可见光航空遥感监测中,耀斑和云阴影等强噪音的干扰使水中目标很难直接发现这一问题,提出了一种基于Gabor滤波器和BP神经网络的尾迹纹理自动提取算法,通过提取它们运动产生的尾迹实现对它们的准确识别。该方法分为两步:第1步是选取等大小的含尾迹纹理的水面子图像和不含尾迹纹理的水面子图像,通过一组Gabor滤波器得到它们的特征图像,计算每个子图像特征图的均值和方差,将它们作为神经网络的训练样本对BP网络进行训练得到用于识别的网络;第2步是将待提取的整幅图像分成很多与第1步中子图像等大小的子图像,分别计算它们的Gabor特征图像,并得到它们的均值和方差,把它们作为神经网络的输入,得到它们是否是纹理区域,由整幅子图像的识别结果得到一幅二值图像,用Hough变换检测图像中的直线,根据直线的长度判断尾迹是否存在。大量的实验结果表明,该方法能够准确地提取运动目标产生的尾迹纹理。     

基于Gabor滤波的指纹图像增强算法

由于指纹的唯一性和不变性,指纹识别已成为当前最流行、最方便、最可靠的个人身份认证技术之一。指纹识别一般包括指纹采集、图像预处理、特征提取及特征匹配等几个步骤。其中图像预处理中的图像增强是最为关键的环节,直接影响特征提取与特征匹配。提出了一种基于Gabor滤波的指纹图像增强算法。阐述了Gabor滤波器的定义及其在指纹图像增强中的应用。对指纹图像方向图提取方法和频率计算方法作了改进尝试。实践表明,该方法是有效的、实用的。     

基于音码相似度的拼音模糊查询算法

论述了拼音模糊检索技术在信息管理和网络信息搜索系统中的必要性,描述了基于音码相似度的语言模糊查询算法及实现同音字和近音字检索算法,在中文信息检索中有很好的应用价值。并结合实例,在获得同音字数据库基础上,提出了基于音码相似度阈值的模糊查询算法,给出了通过拼音数据库实现中文全拼和首字母简拼检索数据库字段的实现方案,从查全率和查准率两个方面对算法的检索效果进行了评价,同时分析了音码相似度阈值对查全率和查准率的影响。     

基于Gabor小波变换的无监督纹理图像分割

本文提出了一种基于Ｇａｂｏｒ小波变换的无监督纹理分割方法,该方法首先对纹理图像进行Ｇａｂｏｒ小波变换,再经过一组Ｇａｕｓｓ波波器滤波,然后将得到的纹理特征送入由Ｈｏｐｆｉｅｌｄ网络构成的无监督分类器,最后得到纹理分割结果。实验和分析表明,该方法对于不同的纹理图像都具有良好的分割效果。     

适用于虹膜识别的Gabor滤波器参数选择

Gabor变换实现的难点是Gabor滤波器组的参数选择.本文提出了一种适用于虹膜纹理特征提取的Gabor滤波器组参数选择方法.该方法根据图像分块确定Gabor滤波器的位置因子取值;借助海明距离均值曲线确定滤波器尺度因子;通过建立尺度因子与频率调制因子的关系,最终确定频率因子的取值.实验证明,依据该方法设计的滤波器,能有效提取虹膜纹理特征,得到较高识别准确率达到虹膜识别的目的.