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构造了对空域几何变化具有强鲁棒性的频域模板匹配算法,使模板匹配成为具有几何恒常性特征的原型匹配.傅立叶变换提取信号的平移不变性;用原点自相关函数值R(0)进行能量归一化处理,消除信号幅度比例的影响;通过对数变换将空域尺度变化转化为可在频域中消除的平移变化;引入能量分布函数,消除来自空间旋转对匹配的影响,从原理上保证了频域模板匹配算法对空域几何干扰的恒常性.实验表明,该算法能够有效消除来自空域的几何变化对模板匹配过程的干扰.     

模板匹配的恒常性特征及频域实现

构造了对空域几何变化具有强鲁棒性的频域模板匹配算法，使模板匹配成为具有几何恒常性特征的原型匹配。傅立叶变换提取信号的平移不变性；用原点自相关函数值R(0)进行能量归一化处理，消除信号幅度比例的影响；通过对数变换将空域尺度变化转化为可在频域中消除的平移变化；引入能量分布函数，消除来自空间旋转对匹配的影响，从原理上保证了频域模板匹配算法对空域几何干扰的恒常性。实验表明，该算法能够有效消除来自空域的几何变化对模板匹配过程的干扰。     

基于整数小波变换的三维网格数字水印算法

提出一种整数小波变换的三维网格数字水印算法.网格顶点到网格中心的距离具有全局几何特性,利用整数小波变换把距离序列变化到频域;然后在频域信号上嵌入水印信息,再通过逆整数小波变换转回到空域信号;最后根据新的空域信号的值修改网格上点的坐标得到加入数字水印的网格.实验结果表明:该算法实现简单,在简化攻击、噪音攻击情况下具有良好的鲁棒性.     

煤矿高压电缆局部放电脉冲信号去噪研究

针对煤矿高压电缆局部放电脉冲信号易被井下噪声干扰从而影响绝缘监测准确性的问题,提出采用小波熵空域相关算法对信号进行去噪。该算法选用小波熵的大小作为噪声能量阈值,通过改变阈值大小来调节局部放电脉冲信号与噪声之间的相关性,进而识别并去除噪声。实验室模拟实验及现场测试结果表明,该算法不仅减小了将噪声误判为信号的可能性,而且可以很好地消除各尺度系数中的干扰,很好地保留了局部放电脉冲信号的完整性,提高了煤矿高压电缆在线绝缘监测的准确性。     

频域干扰抑制技术对测量接收机测量精度影响

选用门限检测方式的频域干扰抑制算法(FDIS),将其应用于测量型接收机中。通过仿真,分析了不同干扰类型被抑制后信号的相关性变化、环路测量精度变化。仿真结果显示,频域干扰抑制技术可以对干信比为50 d B的干扰信号进行抑制。剔除干扰谱线会造成信号能量损失,不同类型干扰信号对测量精度影响程度存在差别,窄带干扰影响最大。受到影响的测量值仍满足精度要求。     

基于流形调和变换的浅浮雕生成算法

针对利用3D网格生成浅浮雕不能使用精确的网格表示、浮雕细节保持特性依赖于规则采样高度域上分辨率的问题,提出一种基于3D网格频域分析的浅浮雕算法.从信号处理的角度出发,首先利用网格的几何微分性质和拓扑结构通过离散调和变换将网格的深度信号变换到频域;其次提出一种基于几何频率能量的频域划分策略,将频率分割为低频、高频和噪声,再对低频进行线性压缩,利用各项同性的扩散函数对高频进行自适应非线性压缩并过滤噪声,得到信号在频域上一组新的变换系数;最后利用调和逆变换将处理后的频域映射到信号的空域重建浮雕模型.实验结果表明,该算法可通过控制频谱的分割和扩散函数的参数实现浮雕模型细节的增强.     

基于低频能量分布的掌纹特征提取

提出了一种基于傅里叶变换的掌纹特征提取方法,利用傅里叶变换将空域的掌纹图像变换到频域,选取频域图像的低频能量分布作为掌纹的特征,以此为基础对特征向量进行匹配识别。实验结果表明,该算法实现简单、操作方便,具有较快的反应速度和较高的识别率。     

基于几何特征的三维网格数字水印算法

首先把网格上的点到网格中心的距离看成一维的空域数字信号,并用一维DCT变化到频域;然后在频域信号上加入水印,再通过逆向DCT转回空域信号;最后根据新的空域信号的值修改网格上点的坐标得到加入数字水印的网格．实验结果表明：该算法实现简单,在简化攻击、噪音攻击、二次水印攻击和剪切攻击情况下具有良好的鲁棒性．     

基于最近邻链的车牌检测算法

根据车牌字符的几何特征和空间排列规则,提出了一种基于最近邻链的自适应车牌检测算法. 首先,采用自适应阈值分割算法消除光照变化的影响,并采用连通体分析方法消除部分干扰目标; 其次,根据车牌字符连通体的区域特征,将宽度和高度都相近的连通体构造为最近邻连通体对, 并将最近邻对连接为最近邻链,从而检测出所有可能的车牌区域; 最后,利用两组不同长度的方波模板分别对车牌的水平和竖直投影进行匹配, 它能够验证候选车牌区域的有效性,并求解所有车牌字符的最佳切分位置. 实验表明,该算法能够自适应地处理光照不均匀、尺度变化、透视失真、背景干扰以及质量退化等因素的影响, 可以有效地检测出复杂背景中的车牌区域.     

时变衰落信道下的正交频分复用通信系统ICI消除

信道的时间变化使得正交频分复用通信系统(OFDM)载波间的正交性遭到破坏,从而产生载波间的相互干扰(ICI),导致系统接收性能明显降低。为解决这个问题,需对接收信号进行ICI消除,以恢复载波间的正交性。传统的ICI分析均在频域进行,在此基础上提出的ICI消除算法存在计算量大或频谱利用率低等缺点。为此,该文对ICI的产生机理和性质进行了时域和频域两方面的分析,在此基础上提出了一种高效ICI消除算法,即时域迭代消除法。理论分析和计算机仿真结果表明:该算法具有消除效果好、计算量小和频谱利用率高等优点。     

结合Zernike矩和模板具有RST不变性的DWT-HMM鲁棒水印算法

抵抗几何攻击是鲁棒水印研究的关键问题之一。为实现水印同步,提出了一种结合Zernike矩和小波域模板实现由粗到精几何同步的算法,即首先利用平移归一化图像的Zernike矩估计旋转和缩放参数,并用校正旋转和缩放后的图像和原图像之间的质心增量估计平移参数;然后基于粗略估计的参数,通过匹配小波域模板实现旋转、缩放和平移(RST)参数的精确识别和校正,该同步方法可以较大程度地降低搜索空间。水印嵌入和检测采用了小波域向量隐马尔可夫模型(DWT-HMM)。仿真结果表明,利用由粗到精的几何同步方法和基于HMM的水印算法能有效抵抗StirMark平台的多种单项攻击和联合攻击,算法具有较好的鲁棒性能。     

基于时域单元融合的拼接平滑算法

针对基于大语料库的拼接合成系统中经常出现的拼接单元不匹配问题,特别是浊音拼接处不匹配对合成效果会产生较大的损伤,本文提出一种基于时域单元融合技术的平滑算法。它通过模板匹配选取合适的过渡段模板作为融合单元,并同时进行相位对齐,然后采用TD-PSOLA的方法对拼接单元和融合单元进行时域上的基音同步迭加融合。它的优点是对音质损伤很小,而且直接在时域上进行,效率高。通过对平滑前后语谱及主观听感两个方面的对比评测,平滑后的效果比平滑前有明显改善。     

基于可变形多尺度变换的几何不变鲁棒图像水印算法

尽管过去十多年鲁棒数字水印取得了长足的进展,然而如何有效地抵抗几何变换仍然是鲁棒数字水印的关键问题之一. 本文通过设计具有平移不变性、可旋转和可缩放特性的可变形多尺度变换(Deformable multi-scale transform, DMST)来抵抗全局几何攻击. 基于此变换,本文从理论上推导几何同步机制,然后进一步利用它并辅助于模板来设计能有效估计几何攻击参数的算法. 此外,将常规(双)正交小波域隐马尔科夫模型进一步推广到可旋转小波域,以提高水印的检测性能. 实验结果表明本文算法对于常见信号处理攻击、全局几何攻击及其联合攻击具有很好的鲁棒性.     

Face recognition: features versus templates

Two new algorithms for computer recognition of human faces, one based on the computation of a set of geometrical features, such as nose width and length, mouth position, and chin shape, and the second based on almost-gray-level template matching, are presented. The results obtained for the testing sets show about 90% correct recognition using geometrical features and perfect recognition using template matching     

Optimal template matching by nonorthogonal image expansion using restoration

In this paper we present a novel approach for template matching. The basic principle is expansion matching and it entails signal expansion into a set of nonorthogonal templatesimilar basis functions. The coefficients of this expansion signify the presence of the template in the corresponding locations in the image. We demonstrate that this matching technique is robust in conditions of noise, superposition, and severe occlusion. A new and more practical discriminative signal-to-noise ratio (DSNR) for matching is proposed that considers even the filter's off-center response to the template as “noise”. We show that expansion yields the optimal linear operator that maximizes the DSNR and results in a sharp response to the matched template. Theoretical and experimental comparisons of expansion matching and the widely used correlation matching demonstrate the superiority of our approach. Correlation matching (also known as matched filtering) yields broad peaks and spurious responses, both of which hamper good detection. We also show that the special case of expansion with a dense set of self-similar basis functions is equivalent to signal restoration. Expansion matching can be implemented by restoration techniques and also by our recently developed lattice architecture.     

Nonorthogonal Image Expansion Related to Optimal Template Matching in Complex Images

Expansion matching (EXM) is a novel method for template matching that optimizes a new similarity measure called discriminative signal-to-noise ratio (DSNR). Since EXM is designed to minimize off-center response, it yields results with very sharp matching peaks. EXM yields superior performance to the widely used correlation matching (also known as matched filtering), especially in conditions of noise, superposition, and severe occlusion. This paper presents an extended EXM formulation that matches multiple templates in the complex image domain. Complex template matching is useful in matching frequency domain templates and edge gradient images, and can be extended to multispectral images as well. Here, a single filter is designed to simultaneously match a set of given complex templates with optimal DSNR, while eliciting user-defined center responses for each template. It is shown that when the complex case is simplified to the case of matching a single real template, the result reduces exactly to the minimum squared error (MSE) restoration filter assuming the template as the blurring function. Here, we introduce a new generalized MSE restoration paradigm based on the analogy to multiple-template EXM. Furthermore, the output of the single-template EXM filter is also shown to be equivalent to a nonorthogonal expansion of the image with basis functions that are all shifted versions of the template. Experimental results prove that EXM is robust to minor rotation and scale distortions.     

DWT域抗几何攻击水印算法研究

鲁棒水印面临的最大问题就是几何攻击.小波变换域不具有几何不变性,一个微弱不可察觉的几何攻击就能使小波域水印算法失效.提出了一种新的以特征点作为模板、有效抵抗几何攻击的图像水印算法.它包括:(1)根据小波变换空间各子带呈树形结构的特性,选择每棵小波树中纹理最强的方向子树的树根作为水印嵌入点;(2)根据嵌入点在低频对应位置的能量和该方向子树高频叶子结点的纹理信息确定一种自适应嵌入水印策略;(3)利用Harris-Laplace算子从含有水印的图像中提取出具有几何形变鲁棒性的特征点,将其作为模板;(4)水印检测时,先利用特征点模板通过线性变换恢复几何形变的图像.然后通过统计图像的相关性来验证水印的存在,无需原始图像.仿真实验表明,所提出的水印算法不仅具有很好的透明性,而且对常见的图像处理和几何变换具有很好的鲁棒性.     

图像数字水印中的模板匹配检测方法

基于对数极坐标映射(LPM),设计了图像数字水印技术中的模板匹配检测方法.该模板匹配检测方法的特点是:在图像数字水印的嵌入过程中,从对数极坐标域中切取一块模板匹配信息;计算该模板匹配信息与加入水印后的图像在LPM域中的相位谱的相关系数来进行水印的检测工作.这种方法不使用原始图像的全部信息,减少了相关性检验的计算时间,提高了工作效率.实验结果表明该方法对图像中数字水印具有较强的检测能力.