Improved preprocessed Yaroslavsky filter based on shearlet features

An improved preprocessed Yaroslavsky filter (IPYF) is proposed to avoid the nick effects and obtain a better denoising result when the noise variance is unknown. Different from its predecessors, the similarity between two pixels is calculated by shearlet features. The feature vector consists of initial denoised results by the non-subsampled shearlet transform hard thresholding (NSST-HT) and NSST coefficients, which can help allocate the averaging weights more reasonably. With the correct estimated noise variance, the NSST-HT can provide good denoised results as the initial estimation and high-frequency coefficients contribute large weights to preserve textures. In case of the incorrect estimated noise variance, the low-frequency coefficients will mitigate the nick effect in cartoon regions greatly, making the IPYF more robust than the original PYF. Detailed experimental results show that the IPYF is a very competitive method based on a comprehensive consideration involving peak signal to noise ratio (PSNR), computing time, visual quality and method noise.     

二维直方图θ-划分最大平均离差阈值分割算法

鉴于常用二维直方图区域直分法存在错分, 最近提出的斜分法不具普遍性, 而基于L1范数的最小一乘准则比最小二乘准则更为合理且简捷, 提出了适用面更广的基于二维直方图θ-划分和最大类间平均离差的图像阈值分割算法. 首先给出了二维直方图θ-划分方法, 采用4条平行斜线及1条其法线与灰度级轴成 θ 角的直线划分二维直方图区域, 按灰度级和邻域平均灰度级的加权和进行阈值分割, 斜分法可视为该方法中θ=45° 的特例; 然后导出了二维直方图θ-划分最大类间平均离差阈值选取公式及其快速递推算法; 最后给出了θ 取不同值时的分割结果及运行时间. θ 取较小值时, 边界形状准确性较高, θ 取较大值时, 抗噪性较强, 应用时可根据实际图像特点及需求合理选取 θ 的值. 与常规二维直方图直分最大类间方差法及最大类间平均离差法相比, 所需运行时间相近, 但本文提出的方法所得分割结果更为准确, 抵抗噪声更为稳健, 且存储空间也大为减少.     

利用Krawtchouk矩不变量实现基于形状的图像检索

图像在经过平移、旋转和尺度变化后是否仍具有很好的检索效果是基于形状的图像检索研究的一个难点.本文提出了一种利用Krawtchouk矩不变量实现基于形状的图像检索方法.该方法首先对图像进行灰度变换,然后提取图像的低阶矩,取16个低阶矩不变量作为图像的特征向量,并按照相似性度量输出相似图像从而实现基于形状的图像检索.文中给出了实验结果,并与基于几何矩不变量和基于Zernike矩不变量的图像检索方法进行了比较.结果表明本文的方法具有更好的检索性能,和上述两种方法相比,查全率分别提高了21.52%和7.6%,查准率则分别提高了16.25%和6.25%.     

蜂群优化的二维非对称Tsallis交叉熵图像阈值选取

交叉熵能够度量图像分割前后的差异,与Shannon交叉熵相比,引入参数q的Tsallis交叉熵则为图像阈值分割提供了灵活性和普适性,而非对称Tsallis交叉熵的表达形式更加简洁。由此,提出了蜂群优化的二维非对称Tsallis交叉熵图像阈值选取方法。首先引出了非对称Tsallis交叉熵,导出了二维非对称Tsallis交叉熵阈值选取公式,并利用递推方式计算阈值选取准则函数涉及的中间变量,建立查找表,消除冗余运算;然后采用蜂群算法搜寻最佳二维阈值。大量实验结果表明,相对二维最大Shannon熵法、二维Shannon交叉熵法、二维Tsallis熵法和二维对称Tsallis交叉熵法等同类方法,所提出方法在主观视觉效果和区域间对比度评价指标上有较大的改善,能够更准确地分割出目标,运行速度也更快。     

基于二维对称Tsallis交叉熵的小目标图像阈值分割

现有的阈值分割方法应用于目标与背景面积相差悬殊的小目标图像时,几乎都失效.为此,提出了基于对称Tsallis交叉熵及背景与目标面积差的小目标图像阈值分割方法.对称Tsallis交叉熵准则能确保准确分割时目标和背景内部的灰度均匀,而背景与目标面积差可抑制均等分割的趋势,二者综合构成了更为合理的阈值选取准则函数.首先导出了一维阈值选取公式;然后经推广得到基于二维斜分对称Tsallis交叉熵及背景与目标面积差的阈值选取公式,给出了其快速递推算法及相应的简化方法.大量实验结果表明:与目前性能较优越的二维斜分Otsu、最大熵、非对称交叉熵阈值分割方法相比,所提出的方法在小目标图像分割效果上具有极为明显的优势.     

基于NSCT域核模糊聚类的视频水印算法

为减小水印嵌入对视频视觉效果的影响,结合人类视觉系统,提出了一种基于无下采样Contourlet变换(nonsubsampled contourlet transform,NSCT)域核模糊聚类的视频水印算法。首先利用独立分量分析提取视频同一镜头中视频序列的静态分量;然后根据人类视觉系统的掩蔽特性和图像的局部特性,对静态分量NSCT后的带通子带进行核模糊聚类分析;最后将置乱后的水印嵌入到适合嵌入水印类的子带系数中。文中给出了视频嵌入水印后的平均峰值信噪比、算法鲁棒性比较和视频被攻击后所提取的水印。实验结果证明该算法能取得极佳的视觉效果,同时还能抵抗空间域和时间域的常见攻击。     

基于Franklin矩的亚像素级图像边缘检测算法

为了满足计算机视觉标定与精密测量对图像边缘定位的精确度高和抗噪性强的要求,提出一种基于Franklin矩的亚像素级图像边缘检测算法。首先,建立亚像素边缘模型,利用各级Franklin矩的卷积来提取图像边缘点的细节特征;然后,依据Franklin矩的旋转不变性原理,分析图像边缘旋转至垂直方向后各级Franklin矩之间的关系,从而确定图像中亚像素边缘的关键参数;最后,根据改进的边缘判断条件,确定图像中的实际亚像素边缘点。大量实验结果表明,与基于Zernike矩的亚像素级算法、基于小波变换与Zernike矩结合的亚像素级算法、基于Roberts算子与Zernike矩结合的亚像素级算法相比,本文提出的基于Franklin矩的亚像素级图像边缘检测算法速度更快,精度更高且抗噪性强,更好地满足了对于图像边缘定位稳定可靠及高精度测量的要求。     

基于机器视觉的 PCB 缺陷检测算法研究现状及展望

印刷电路板(PCB)是电子零件的基板,需求量极大,承载着电路元件和导线的布局,其优良与否对电子产品的质量有着 重要影响。 由于电子产品的制作逐渐趋于轻薄、精小,基于机器视觉的 PCB 缺陷检测已成为一个具有挑战性的问题。 为了加 深研究人员对 PCB 缺陷检测的理解,本文从传统图像处理方式、传统机器学习及深度学习 3 大维度全面回顾了近 10 年基于机 器视觉的 PCB 缺陷检测算法,并分析其优缺点;介绍了 9 个 PCB 数据集,给出了评价 PCB 缺陷检测算法的性能指标,且在 PCB 数据集及流行的小目标数据集上分别对典型的算法进行了对比分析;最后指出了 PCB 缺陷检测算法目前存在的问题,展望了 未来可能的研究趋势。