基于码率预分配编码技术的高分辨率航测图像压缩

由于需要对大面阵航空CCD相机带来的庞大航测图像数据进行压缩,在研究多种图像压缩算法的基础上提出了一种基于比特位平面编码的码率预分配图像压缩算法(RPCA)。首先将图像进行多级整数小波变换,以去除图像像素之间相关冗余。根据率失真理论并结合各个子带对图像重建质量的重要性原则,编码前事先确定每个子带在总码率一定的情况下各个子带在实际编码中应当分配的码率大小,再利用自适应MQ算术编码对每个子带比特平面进行熵编码,从而得到细致的嵌入式码流。实验仿真结果表明,该RPCA码率分配精准,图像压缩质量与JPEG2000标准相当,且支持无损到有损的任意倍率图像压缩,但复杂度低于JPEG2000标准,适合于硬件的高速实现。     

一种基于小波子带熵的遥感图像压缩算法

提出了一种使用小波子带熵进行比特分配的遥感图像压缩算法.对遥感图像进行小波提升分解后,分析了各高频子带能量百分比及其熵的变化趋势,在此基础上提出了一种新的快速比特分配方法-使用子带熵进行比特分配.然后对各个高频子带进行均匀量化,量化后的数据采用比特平面编码.对最高比特平面只记录该比特平面中非零系数的坐标,其它比特平面采用行程编码和Huffman编码方法进行压缩.实验结果表明,纹理复杂以及相对平坦的遥感图像使用该算法压缩后都可以获得很好的重构图像质量,峰值信噪比均大于34dB,而压缩比则与图像的复杂程度有关.     

基于量子核聚类算法的图像边缘特征提取研究

为了提高图像边缘特征提取质量,采取了量子核聚类算法。首先把像素映射量子编码,在码元建立域内对像素块进行随机采样;然后通过聚类距离计算数据点和每一个聚类核心的距离,把数据向量分配到距离最小的核心向量中,核函数确定有效影响范围;最后对像素聚类相异性分析,给出了算法流程。实验仿真显示这种算法对图像边缘特征提取轮廓清晰,连贯性好,评价指标MS和聚类准确率较好,算法收敛快。     

一种用于遥感影像版权保护的可见数字水印算法

本文提出了一种用于遥感影像版权保护的可逆可见数字水印算法,利用像素比特位下移的方法保持水印覆盖区载体图像的重要视觉特性,并利用Huffman编码对水印及嵌入位置信息和图像低位面数据进行压缩存储,接收方无需任何有关水印的信息就能无损重建原始图像。实验证明,该算法可见度较高,可以将水印嵌入载体图像的任意位置,且不会出现亮度跳变,水印覆盖区呈半透明状,载体图像内容仍可粗略辨认,无论深色水印还是浅色水印,均具有较好的视觉效果。     

基于云模型编码算法的图像消噪研究

为了提高图像消噪的质量,采用云模型编码算法.首先通过正态云发生器产生云滴;接着正云滴映射为图像中大于平均灰度的像素,负云滴映射为图像中小于平均灰度的像素,不同云滴的编码则表示不同的像素的灰度特征;然后根据编码规则将图像子块分为平滑块和非平滑块,平滑块区域保持其增强质量;最后给出了基于云模型编码算法的图像消噪模型和算法流程.实验仿真显示该文算法对图像消噪效果最好,能以较大概率找到全局最优解.     

基于分形小波变换的MEMS动态模糊图像亚像素检测技术

基于机器微视觉的微机电系统（MEMS）动态测试系统,提出了一种分形小波变换亚像素检测技术提取MEMS运动轨迹算法.该算法结合电耦合器件（CCD）成像机理,利用图像的分形参数进行随机分形插值对图像边缘进行重建,通过小波变换实现重建后图像亚像素精度的边缘检测.在连续光照明条件下,对MEMS平面微运动模糊图像进行检测处理,提取和分析了MEMS运动轨迹.将该方法和在频闪条件下测得的MEMS器件的平面微运动幅值的结果进行了比对分析和讨论.由实验结果可以看出,本方法有较高的测量精度,其测量绝对误差小于0.02像素.     

利用格雷码和像素分解提升PPM压缩效果

数字灰度图像中邻近的像素倾向于具有相似的亮度.像素亮度一般情况下用普通二进制编码.然而,采用普通二进制编码,比特间的相关并不能反映像素亮度之间的相近度.本研究采用了格雷码而非普通二进制编码,并将图像分解为子图像(分别是2个、4个和8个).每个分解后的子图像将分别用PPM压缩(PPM是一种基于背景的适应性数据无损方案).该方案在8个自然场景图像中测试.结果显示同等条件下采用格雷码和像素分解提升了PPM压缩效果.     

基于IHS变换的多光谱遥感图像有损压缩算法

提出了一种有效的多光谱遥感图像有损压缩算法,该算法根据多光谱遥感图像的数据特点,将IHS变换和整数小波变换相结合进行数据压缩.采用IHS变换去除谱间相关性;采用整数小波变换去除空间相关性,依据各个子带的重要程度,用自适应阈值进行量化,并分别对量化后的数据和重要图表采用固定比特平面编码和游程编码.实验结果表明,算法在保证平均PSNR≥33dB时,获得了较高的压缩比,并且算法硬件实现简单,对内存的需求低.     

基于场分布的平面散乱点集B样条曲线重建算法

平面散乱点集的曲线重建是逆向工程研究的核心问题之一。该文在Goshtasby算法的基础上,提出了一种基于场分布的平面散乱点集B样条曲线重建算法。首先,通过估计场强基函数的边界提高量子化效率,生成散乱点集场分布的数字图像;然后,利用图像细化结合改进的BFS(Breadth-First-Search)算法来避免数字图像中由于存在大量冗余分支像素而难以生成脊轮廓的问题;最后,采用加权最小二乘法延长重建曲线,改进Goshtasby算法所得的开曲线在端点处收缩的缺点。实验表明,对于带噪声的平面稠密点集,该算法可有效地重建反映点集形状和走向的B样条曲线。     

基于超混沌的三层量子图像加密算法研究

具有高效运算能力的量子计算机的提出使得基于经典计算机的图像加密算法安全性大大降低,如何将图像转移到量子计算机表示并进行加密传输是一个难点。针对这一问题,设计了基于NEQR模型的3层量子图像加密算法。首先,利用希尔伯特(Hilbert)矩阵实现量子块级置乱;然后,利用超Lorenz混沌系统生成的随机序列,打乱量子像素中的位顺序,实现位级置乱;最后,利用量子随机图像对原始量子图像进行CNOT操作并进行位本身CNOT操作,实现位级扩散,得到最后的加密图像。实验结果表明,加密图像的相关系数较低,加密算法的密钥空间大,加密图像的像素改变率、归一化平均变化强度和熵值接近理论值,具有良好的安全性和可行性。     

基于二值随机森林的非均匀光照QR码重构算法

目的 现实生活QR码在识别过程中,易受到非均匀光照因素的影响,导致QR码无法识别,为此提出一种基于二值随机森林的QR码像素值重构算法。方法 依据QR码图像的双峰特点和梯度值相等的特性,用于提取非均匀光照下受损QR码局部像素特征,并利用随机森林的分类方法确定QR码局部矩阵中间单个像素值,逐步实现受损QR码所有像素值的重构恢复。结果 实验表明与其他方法相比,该算法模型能够很好地利用局部特征提取QR码的真实像素值,并对受损QR码图像进行恢复,实验结果图像均具有较高水平。结论 采用基于二值随机森林的QR码重构算法,能够很好地处理因非均匀光照而导致的识别出错问题,并可以广泛应用于生活中的QR码识别过程,具有较强的实用性。     

车灯模组的照度检测研究

针对在车灯模组的照度检测过程中,车灯模组照度图像采集时由于摄像系统安装位置产生的畸变问题,采用平面模板法,通过畸变校正算法对系统进行畸变校正,减小因图像坐标位置失真造成的测量误差;针对摄像系统像面照度不均匀性对图像灰度值的影响,通过照度均匀度校正实验获取摄像系统的校正系数后,采用基于麦夸特法与通用全局优化算法结合的曲面拟合法对校正系数进行处理,得到像素坐标与校正系数的函数模型,实现图像灰度值的校正。对校正后的摄像系统进行灰度-照度标定,建立灰度-照度关系,提高车灯模组照度检测的精度。实验结果表明:车灯模组照度检测的误差基本控制在10%以内,重复性误差小于1%,具有较高的准确性和可靠性。     

基于印刷量子点的多重组合信息可靠性编解码算法

目的 针对印刷量子点的点阵图像用于实现信息记录、信息隐藏和信息防伪时,存在因打印信息污损和图像识读信息误判引起的误码率高这一突出问题,设计一种信息可靠性编解码算法.方法 该算法采用二维奇偶校验码+BCH码+交织编码+帧同步组合方式.结果 经实验测试验证,该组合方式得到的印刷量子点图像与汉明码和RS编码相比,随机性更高,具有更加突出的纠错能力,信息解码识读速率更快、鲁棒性更好.结论 该算法可很好地解决印刷量子点信息的突发性错误和随机性错误,同时也解决了印刷量子点图像在信息防伪领域应用推广的瓶颈问题,扩展信息增值服务功能.     

电镜图像的量子衍生增强算法

在量子信息处理框架下,从像素灰度归一化、像素量子态表示、量子测量、测量结果映射等方面,总结了现有量子衍生图像增强算法的处理流程。以 SARS-CoV-2 新冠病毒电镜图像增强为样本,结合实验分析,改进了量子衍生增强算子的加权方式,提出了灰度变换可调参数优化值的非迭代式确定算子。实验结果表明,量子衍生增强算法综合考虑了电镜图像的全局与局部信息,兼顾了对电镜图像对比度与亮度的调节,图像细节清晰、明暗适宜。     

基于物理随机位生成器与混沌像素交叉互换的图像加密算法

目的为了解决当前混沌图像加密技术忽略了随机序列产生的时间延迟现象,且难以克服其自身迭代的周期性,使其序列的自相关性不理想,导致密文安全性不佳等问题。方法引入级联耦合混沌半导体环形激光器,设计基于物理随机位生成器与混沌像素交叉互换的图像加密算法。首先引入SHA-256散列函数,利用明文像素值,生成一个256位的密钥,并将其分割为一系列的8位子密钥;利用这些子密钥来计算Logistic-Sine复合映射的初始条件,以输出一组随机序列;根据混沌序列,定义像素交叉互换机制,对输入明文进行预处理,消除相邻像素之间的相关性;基于级联耦合混沌半导体环形激光器,充分利用其自身的时间延迟与交叉反馈的特性,设计物理随机位生成器,以同步输出考虑时间延迟的控制矩阵与随机位流;将Logistic-Sine复合映射输出的混沌序列转换为一个过渡矩阵,联合控制矩阵,定义像素混淆机制,彻底改变明文的像素位置;最后,利用随机位流,设计像素联系扩散函数,改变图像的像素值。结果实验结果显示,与当前混沌加密技术相比,所提算法具有更高的安全性与鲁棒性,能够有效抗击明文攻击,相应的密文熵值约为7.9958,且NPCR(7)Number of Pixel Change Rate(8)、UACI(Unified Average Changing Intensity)分别为99.50%、33.46%。结论所提加密算法具有较高的安全性和抗攻击能力,能够安全保护图像在网络中传输,在信息防伪等领域具有较好的应用价值。     

用多重菲涅耳衍射变换实现盲信息隐藏

提出了一种新的基于多重菲涅耳衍射变换和像素替代的盲信息隐藏算法.需隐藏的图像经多重菲涅耳衍射变换为一密文复矩阵,然后将其实部和虚部分别嵌入到原始宿主图像中,同时将此已嵌入信息的原像素值用其近邻的未嵌入信息的像素均值来替代,从而实现盲信息隐藏.数值仿真计算结果表明:该隐藏算法对JPEG有损压缩、图像剪切,噪声污染、重采样攻击和亮度、对比度、直方图、灰度曲线调整等具有一定的抵抗能力;由于采用一系列加密密钥(光波长、透镜焦距,多个衍射距离等),只有当所有密钥都正确时,才能解密恢复所隐藏的信息,所以该算法具有较强的鲁棒性和很高的安全性.     

Conjugate image points by an adaptive estimator for the gray‐level variance

Abstract

A least‐squares image matching algorithm was extended to adjust the different possible variances, auto‐ and cross‐covariances found in a gray‐level covariance matrix. Scaling variance and covariance components were estimated iteratively, based on some positive‐semidefinite accompanying matrices. The theory of a best linear, unbiased estimator for the scale factors has been presented in detail. Conjugate‐point accuracy results were obtained from 114 pairs of Radarsat‐1 crossroads and pond‐corner image windows. A 14% improvement in sub‐pixel matching accuracy was achieved by adhering to the proposed BLU‐Estimating algorithm, in particular for a category of the 11×11 image‐window size.     

岩石断面三维分形维数的灰度测算新方法

岩石断口表面形貌的定量描述是评价其力学行为的基础。灰度数字图像是指每个像素只有一个采样颜色的图像,根据采样位不同可以将灰度分为不同的级数,每个灰度对象都可以由一级或多级灰度表示。采用近距离高像素摄像机对岩石断面摄影,经灰度处理后,用像素—像素—灰度立方体盒子进行覆盖,测算出断面的三维分形维数。分析了摄影法的误差产生因素,并提出了相应的改进措施。