用DCT块空间关系实现DCT域图像任意尺度的变换

在研究Jiang等提出的块DCT系数和其子块的 DCT系数之间的空间变换关系的基础上,结合DCT系数的性质,提出了一种直接在DCT域实现图像任意尺度倍数变换的快速有效算法,该算法不仅可实现锁定纵横比的图像尺度变换,也可实现不锁定纵横比的图像尺度变换.实验证明,该方法效果较好且运算速度快,可应用于基于DCT域压缩图像的尺度变换.     

基于形态学膨胀和差分缩减的DCT域嵌入式图像压缩算法

提出了一种基于形态学膨胀操作和差分缩减的DCT域图像编码方法,该方法根据块内DCT系数的聚集特性和块间DCT系数的相似性,使用形态学膨胀算子优化DCT重要系数的编码,并对重要性检测和符号编码精心设计了上下文自适应算术模型,有效去除了块内、块间DCT的统计相关性;使用差分缩减方式对各DCT系数聚类簇的起始位置和稀疏系数进行编码,提高对不重要DCT系数的编码效率;算法还结合预处理和后处理滤波器,进一步提高编码效率的同时可有效抑制解码图像的方块效应.编码器基于位平面实现,码流具有渐进性.实验结果表明本文算法的编码性能普遍优于目前主流的图像编码器,例如在0.25 bpp下,Lena和Barbara图像的峰值信噪比分别较JPEG2000提高0.4dB和1.7dB.     

FPGA在空中红外小目标检出技术中的应用

针对空中红外图像中小目标的检测问题,为了提高检出的实时性,本文提出了一种通过FPGA来实现图像预处理的算法.FPGA完成对输入红外图像进行形态学滤波、图像分割、行程编码等预处理操作.实验结果表明该算法具有很高的实时性,是一种有效的红外小目标检测预处理算法.     

基于DCT图像水印系统的研究

针对计算机网络不断发展中多媒体版权难以保护问题,研究了基于DCT域图像水印算法,分析了该算法的特点,提出了基于DCT域的图像数字水印方案。该方案将水印嵌入到DCT域感觉容量最重要的系数DC分量上。实验结果验证了该算法的有效性、可靠性、抗攻击性、鲁棒性和不可见性,能够为媒体信息在防伪、防篡改、认证、保障数据安全和完整性等方面提供有效的技术保障。     

小波包变换在人脸识别光照补偿中的应用

提出了一种用于非均匀光照条件下人脸识别的光照补偿算法.该算法首先将人脸图像变换到对数域,并在对数域中计算2维小波包变换,通过舍弃部分子带图像中的系数来实现人脸图像的非均匀光照补偿.由于人脸光照补偿的目的是为了提高人脸识别性能,所以光照补偿的效果利用人脸识别率来表征.在Yale B人脸库中,与对数域离散余弦变换(DCT)光照补偿算法进行了比较,实验结果表明,本文方法的人脸识别平均误识率可以达到0.53%,比对数域DCT方法具有更好的性能.     

一种基于正则化和Watson视觉模型的图像指纹算法

大量多媒体应用的发展使得数字图像很容易地被非法操作和篡改,提出一种基于图像正则化和视觉特性的图像指纹算法,可以有效地实现图像的认证和识别.首先对图像进行正则化预处理,消除几何形变对图像的影响,然后对图像进行分块DCT变换,利用Watson视觉模型对DCT系数进行处理,增大人眼敏感的频域系数在计算图像特征时的权重,经过量化形成最终的指纹序列.在图像指纹序列生成过程中,加入密钥控制,提高了指纹的安全性.实验结果表明,该方法的冲突概率在10-7数量级,对JPEG压缩、旋转、缩放等操作具有较好的稳健性.     

一种新的多重水印算法

水印对多种攻击的鲁棒性仍然没有得到很好的解决.针对单一水印在受到多种攻击时无法保证足够鲁棒性的问题,提出了一种DCT域的多重鲁棒水印算法.首先对原始图像进行采样,并把图像分成两组,采用两种不同的调制方式,即抖动调制和基于选择块的DCT系数调制嵌入有意义的二值图像水印.与已有算法相比,加水印图像可以获得更好的质量.在DCT的不同频率分量中嵌入水印,保证了水印图像在受到常见的各种攻击之后至少有一个清晰可见.实验结果表明了算法能有效地抵抗常见的信号处理攻击,并且当存在多种攻击的时候,至少有一个水印图像清晰可见,从而为版权保护提供证据.     

一种用于印刷图像防伪的水印算法设计与实现

阐述了基于DCT变换域的数字水印理论和算法,并根据相关理论模型,提出了一种在离散傅里叶变换中实现的、可用于印刷品防伪的数字水印嵌入算法。研究表明与传统的LSB算法和Patchwork算法相比,该算法有较好的抗攻击能力。给出了系统的水印嵌入算法和水印提取流程设计的过程。实践证明,基于DCT变换域的数字水印算法能确保水印的不可见性,并保持较好的鲁棒性,实现了印刷图像载体数字版权的保护,并可检测出用此算法嵌入印刷图像中的不可见标记。最后通过实验验证了此算法的可行性、可靠性和有效性,为印刷品版权保护提供参考和借鉴。     

离散余弦变换域内的Retinex图像增强模型研究

针对现有离散余弦变换（DCT）域图像增强算法大多统一处理DCT系数,且不能有效抑制块状效应的问题,将Retinex思想引入DCT域,提出一种新增强算法：将DCT系数分为入射分量和反射分量,构造一种带强光抑制的函数,将入射分量映射到理想的动态范围;定义一种频带限制的对比度,实现反射分量的局部细节增强;使用子块分解方法抑制块状效应。实验结果表明,与现有Retinex及DCT域增强算法相比,该算法具有更好的细节增强及强光抑制效果,且能较好抑制块状效应。     

数字水印技术在印刷品防伪中的应用

在许多打印和出版应用中,需要在半色调图像中嵌入数据用于作品的版权保护和认证.介绍了一种新颖的半色调图像中数据隐藏的算法,该算法利用DCT域数据分类法进行数字水印信息的嵌入.实验结果显示:该算法能够抵抗打印/扫描攻击,鲁棒性较好.     

基于小波与三维离散余弦变换的视频图像压缩

提出一维小波与三维DCT（离散余弦变换）相结合的视频图像压缩算法,可有效地改善XYZ压缩方法在高压缩比时的性能。该方法不涉及运动估计和运动补偿,复杂度低。实验结果表明,这种算法能快速、高质量地压缩视频图像。     

Reduced reference blockiness and blurriness meter for image quality assessment

Abstract

This research work demonstrates an image quality assessment meter (IQAM) in reduced reference (RR) mode for discrete cosine transform (DCT) based compressed images. The DCT based image compression technique is lossy. As a result, it introduces blockiness and blurriness artefacts in the coded image. To send the image in image transmission systems, the system bandwidth is limited, and image data need to be adapted accordingly. To determine the quality of image at the recipient end, fewer image parameters are sent rather than the complete reference image. The aim of this paper is to suggest a method for the receiver to evaluate the objective received image quality. The presented RR quality meter operates in the frequency domain for the estimation of artefacts in the compressed image. The quality meter takes the image, performs edge detection, transforms it into the frequency domain and estimates the harmonics. The estimated strength of harmonics in the compressed image is compared with the received RR parameter for blockiness and blurriness distortions. For improved quality judgment, the combined effect of both these artefacts is measured as well. Peak signal to noise ratio (PSNR) is another most familiar method of image quality assessment. The received image quality is also observed by measuring the PSNR. The objective values of the artefacts obtained by the designed RR IQAM algorithm are correlated with the subjective differential mean opinion scores (DMOS) blockiness and blurriness values of Laboratory for Image and Video Engineering (LIVE) image database2. The results obtained are well matched and give 93–94% correlation with the LIVE database values, whereas the correlation obtained by PSNR values with LIVE DMOS values is only around 70%. This proves the practical application of the designed IQAM in RR.     

数字视频判读中图像预处理技术研究

本文通过分析不同的图像预处理算法的特点,根据数字视频判读系统中图像预处理的需求,探讨了图像预处理中选取算法的原则和方法。提出了一种用自适应中值滤波降低噪声,并基于人眼视觉响应的非线性特性的局部对比度增强算法。该算法自适应性强,不但能提高图像的对比度,而且对弱小目标和图像细节有很好的增强性能,十分适合对数字视频判读的图像进行自动增强,提高判读系统的性能。     

An adaptive compressed MPEG-2 video watermarking scheme

Digital watermarking is becoming more and more important for protecting the authenticity of multimedia objects as they become easier to copy, exchange, and modify. Several watermarking schemes have been proposed in recent years, but most of them deal with still images, only some being extended over to the temporal domain for video watermarking. But again most of those approaches are applied to uncompressed video processing domain. In the subject paper, a new compressed video watermarking procedure is proposed. The developed method embeds several binary images, decomposed from a single watermark image, into different scenes of a video sequence. The spatial spread spectrum watermark is embedded directly into the compressed bit streams by modifying discrete cosine transform (DCT) coefficients. In order to embed the watermark with minimum loss in image fidelity, a visual mask based on local image characteristics is incorporated. Extensive experimental simulations demonstrate that the proposed watermarking scheme is substantially more effective and robust against spatial attacks such as scaling, rotation, frame averaging, and filtering, besides temporal attacks like frame dropping and temporal shifting.     

基于圆柱衍射与离散余弦变换的图像光学加密算法

目的为了实现多幅图像的同步加密,并增强加密系统的抗破译能力,提出一种基于圆柱衍射域的相位截断与离散余弦变换的多图像光学加密算法。方法首先引入压缩感知(CS,Compress Transform)方法,对输入明文实施压缩;基于离散余弦变换DCT(Discrete Cosine Transform)对压缩明文完成分解,获取相应的DCT系数,形成系数矩阵;构建迭代复数,将每个压缩明文对应的系数矩阵融合为一个复矩阵,通过DCT逆变换,形成一幅组合图像。联合Hilbert变换与波带片相位模型,构建调制掩码;引入圆柱衍射域的相位截断机制,联合调制掩码,对组合图像实施光学加密,获取密文与私钥。结果实验数据表明,相对于已有的多图像同步加密方法而言,所提算法具备更高的加密安全性,密文熵值以及相邻像素间的相关系数分别达到了7.998,0.0012,且具有强烈的密钥敏感性。结论所提加密算法可以抵御网络中外来攻击,在图像信息防伪领域具有一定的参考价值。     

A probabilistic approach for video stabilisation in compressed domain

Machine vision systems, which are being extensively used for intelligent transportation applications, such as traffic monitoring and automatic navigation, suffer from image instability caused by environment unstable conditions. On the other hand, by increasing the use of home video cameras which sometimes need to remove unwanted camera movement, which is created by cameraman shaking hands, video stabilisation algorithms are being considered. The video stabilisation process consists of three essential phases: global motion estimation, intentional motion estimation and motion compensation. Motion estimation process is the main time consuming part of global motion estimation phase. Using motion vectors extracted directly from MPEG compressed video, instead of any other special feature, can increase the algorithm generality. In addition, it provides the facility for integrating video stabilisation and video compression subsystems and removing the block matching phase from video stabilisation procedure. Elimination of any iterative outlier removal preprocessing and adaptive selection of motion vectors has increased speed of the algorithm. Although deterministic approaches are faster than the related probabilistic methods, they have essential problems in escaping from local optima. For this purpose, particle filters, the ability of which is considerable when submitted to non-linear systems with non-Gaussian noises, are utilised. Setting the parameters of the particle filter using a fuzzy control system reduces the incorrect intentional camera motion removal. The proposed method is simulated and applied to video stabilisation problem and its high performance on various video sequences is demonstrated.     

基于掩蔽效应和抖动调制的盲水印方案

通过对信号处理领域抖动调制原理的分析,并结合人类视觉系统的掩蔽效应,提出了一个DCT 域盲水印模型。在MATLAB 仿真环境中,针对二值图像水印,实现了水印的预处理、嵌入、提取以及F 范数下水印检测。在水印嵌入过程中,通过自动调节量化步长改善了水印的透明性,水印检测时无需原始宿主图像,实现了盲检测,而且省略了反余弦变换过程,降低了算法复杂度。仿真实验表明,水印算法在JPEG 高强度压缩、剪切、各种噪声叠加以及多重水印等攻击下具有高鲁棒性。算法思想可应用于数字版权保护以及隐秘通讯等领域。     

离散余弦小波包变换及语音信号压缩感知

针对语音信号压缩感知问题,在研究语音离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT)系数和小波包变换(Wavelet Packet Transform,WPT)特性的基础上构造了离散余弦小波包变换(Discrete Cosine Wavelet Packet Transform,DCWPT)。DCWPT首先获取语音信号的DCT域系数,结合语音频谱特性选取部分DCT系数进行WPT变换,从而得到比DCT系数更加稀疏的DCWPT系数。为将此变换直接用于压缩感知,构造了DCWPT的正交稀疏分解矩阵并分析了其稀疏表示性能。结合稀疏表示基优化了正交匹配追踪重构算法,提出了基于DCWPT的语音信号压缩感知框架。通过压缩重构对照实验,采用主客观评价指标,得出该方法优于传统基于DCT的语音压缩感知方法的结论。     

一种改善无损压缩性能的预处理及其理论分析

在 JPEG2000 无损编码方案中增加一步预处理而提出了一种新的编码算法。这种算法在编码端增加一项简单的预处理运算,在解码端增加了逆预处理运算。算法十分简单,在时间上没有明显增加,而在压缩比上有一定程度的提高。试验结果表明,采用这种编码算法时,压缩比可以提高 20%;理论分析也证实,只要能够保证减小图像的整体方差就能改善压缩比。该预处理也可应用于其它无损压缩算法。     

虹膜识别的身份认证系统

基于虹膜识别的身份认证系统包括3部分:虹膜图像采集,虹膜图像预处理,虹膜图像编码和识别。预处理过程中对虹膜的精确定位,使定位后的虹膜图像具有平移、尺度和旋转的不变性。与现有其他方法相比,该方法将Symlets小波用于虹膜图像编码,使算法的运行速度大大提高,为Daugman方法的8倍, 克服了当前流行算法中计算量过大的问题。