稀疏表示中字典学习的影响因子研究

研究了稀疏表示中影响字典矩阵构建质量的关键因素,并实现了关键因子定量化表示. 分别对图像数量、取块大小、字典列数和取块步长等因子进行参数调整并生成字典矩阵,结合系数矩阵对原始图像重构,以峰值信噪比和结构相似性索引测量这两种质量评价指标作为字典质量的评估依据. 实验以CMU_PIE_Face数据库为数据源,结果表明当图像数量为500张、取块大小为4个像素点、字典列数为512维、取块步长为2个像素点时,所得到的字典具备对原始图像的最佳表示能力. 因此,稀疏表示中关键因子的定量化表示可加速字典学习过程且简化模型复杂度,提高字典抽象层质量,具备更强的图像表现力.     

卫星振动引起的非规则采样降质图像复原方法

针对卫星振动引起的TDICCD相机非规则采样导致像质退化的问题,提出了非规则采样降质退化图像的复原方法．首先利用基于非均匀快速傅里叶变换的频域插值对非规则采样的几何降质退化规律进行建模,并结合遥感成像的模糊退化过程,建立非规则采样降质图像退化模型．然后利用频域插值特性将模型逆求解过程转换为Toeplitz矩阵系统的线性方程求解问题,实现了快速求解,提出非规则采样几何降质和模糊退化的综合处理方法．最后利用测试图形和真实遥感图像对方法进行验证,实验结果表明:在严重模糊、几何降质及高噪声水平条件下,复原后的图像与理想图像的结构相似度仍优于0.93,而且具有较高的处理效率．该方法能有效应用于在轨振动引起的非规则采样降质的复原处理．     

基于多尺度分析的归一化割图像分割算法

不同尺度的图像拥有不同的特性,针对单一尺度图像进行分割容易出现过分割或欠分割的问题,本文提出一种基于多尺度分析的归一化割的图像分割方法,首先利用方向能量模型得到不同尺度子图像的边缘方向能量,然后根据干涉轮廓的思想建立各个子图像像素之间的相似度,形成多个不同尺度的权值矩阵,并归一化为一个权值矩阵,最后运用归一化割算法对图像进行分割。实验表明,本文方法在融合了多个尺度图像不同特性的同时,能很好地处理含有纹理区域和弱边缘的图像,在一定程度上避免了过分割或欠分割的问题。     

基于图像子块颜色复杂度的隐写分析

为实现对以GIF图像为载体的隐藏图像的高效检测,提出了基于图像子块颜色复杂度的隐写分析算法.图像可划分为若干子块,颜色复杂度定义为子块中一个像素同其他像素的索引值差值之和（距离和）.一个距离和可按照索引值差值的符号,区分为正距离和与负距离和两个矢量;根据图像子块的特性,归类为主距离和与次距离和.采用直方图计算这些量的统计状态,并统计邻接图像子块的距离和共生矩阵;计算这些统计量的直方图特征函数的块中心,得到28维特征向量;基于该特征向量和支持向量机,构造隐写分析算法.实验结果表明,该算法对GIF图像上多种隐秘术的检测性能优于传统算法.     

纵横切割的碎片文件复原方法

为了实现对规则纸质碎片的快速复原,提出基于碎片边缘像素的特征匹配算法.该算法通过分析规则碎片图像的边缘像素点,构建二维灰度向量;通过引入像素灰度相似度指标,构建基于规则图像碎片边缘像素点的灰度值二维匹配向量,建立像素点二维灰度匹配的数学模型;在进行碎片图像的横向匹配时,引入行约束条件以减少纵向误差,同时,对列匹配进行优化,最终实现对规则纸质碎片的快速匹配.仿真实验显示：在对209块中文(英文）规则碎片进行匹配时,采用该方法分别只需21次（34次）人工干预调整,即可实现碎片文件的完整复原.     

基于子块的三维网格模型检索

针对三维模型检索中如何准确计算模型间相似性问题,提出用子块局部相似性计算不同模型整体相似性的三维模型检索新方法.把经过线性细分和姿态调整的三维模型分割成不同的子块,构造每个子块的法向量直方图.采用从局部到整体的过程计算任意两个模型的相似度: 根据直方图相交函数计算模型对应子块的局部相似性,结合子块点密度及局部相似性,采用改进的相似函数计算得到不同模型的整体相似度.和一些相似的检索算法比较,子块方法可以得到比较好的检索准确率.     

基于NSST域像素相关分析的医学图像融合

针对像素级多模态医学图像融合信息丢失的问题,提出了一种基于非下采样剪切波变换（NSST）的像素相关性分析（PCAS）的图像融合方法。首先,对源图像进行NSST分解,获得高低频子带。然后,利用提出的中心像素方差计算邻域像素与中心像素的强度相关因子,构建邻域像素相关系数矩阵,并提出将相关性拉普拉斯能量和作为高频方向子带的融合规则。再次,计算低频子带中心像素能量以及邻域像素能量梯度信息,得到低频融合决策图。最后,通过逆变换得到融合结果图像。磁共振图像（MRI）和计算机断层扫描（CT）、单光子发射计算机断层成像（PET）、正电子发射断层成像（SPECT）的脑部图像融合实验结果表明,本文融合方法可以很好地保留源图像的显著信息和纹理细节。     

最小二乘支持向量机的自适应数字水印算法

为了提高数字水印的安全性,提出了一种新的基于对比度掩蔽特性的数字水印算法. 根据人眼视觉系统（HVS）的视觉特性,人眼对于亮度信号（Y）的改变较色度信号（U、V）的改变更加敏感,在图像学国际标准CCIR601当中,图像YUV空间中的Y∶U∶V通常会取4∶2∶2. 首先引入对比度敏感函数模型,选择一些对比度函数值最大的子块,并升序排列;接着,对于前一半子块,使用最小二乘支持向量机建立图像邻域像素之间的关系模型;最后,通过动态地调整模型的输出值与中心像素值之间的大小关系,在另一半子块中实现水印的嵌入与提取. 同时,还利用粒子群算法优化了最小二乘支持向量机的超参数. 仿真实验表明,该数字水印算法具有着良好的不可感知性与鲁棒性,对一些常规的攻击操作也有着很强的抵抗能力.     

基于不变矩特征的沥青路面破损图像识别

提出了一种减少沥青路面破损图像识别计算量的图像分割方法。将路面图像等分为64×64像素的子块图像,并用灰度方差值描述子块图像特征。设计了基于BP神经网络的子块图像模式分类器,利用子块图像模式分类结果所组成的矩阵作为路面破损图像分割结果。并将路面破损图像子块模式矩阵的不变矩作为路面破损图像的整体特征,在此基础上设计了基于全局优化算法的路面破损前馈神经网络分类器。最后进行了路面破损图像识别试验,识别率达到83 3%。     

非下采样Contourlet变换耦合区域特性的多聚焦图像融合算法

为提高图像融合质量,较好地保留原始图像的光谱特性,避免融合图像光谱退化,提出非下采样Contourlet变换耦合区域特性多聚焦图像融合算法。采用非下采样Contourlet变换(nonsubsampled contourlet transform,NSCT)对图像进行多尺度精细分解,获取图像多层次分解子带;利用分割块区域能量函数,构造区域能量度量模型,获取区域能量相似系数,判定低频子带对应的加权系数,完成图像低频子带的融合。根据分割高频子带时形成的行列特征,形成区域锐度模型,获取高频子带分割块中的区域锐度值,利用该锐度值建立分割块判定函数,完成高频子带的融合。最后,采用非下采样Contourlet变换的逆变换得到融合图像。结果表明,与已有图像融合算法相比,本文图像融合算法融合质量更好。     

一种抗JPEG压缩和掩密分析的空间域图像信息隐藏算法

如何有效对抗掩密分析是信息隐藏研究的一个重要方向。提出了一种抗JPEG压缩和掩密分析的空间域图像信息隐藏算法：首先对载体图像和秘密图像分别置乱,然后对载体图像分块,在每块子图像中重复嵌入1bit信息;提取秘密信息时,先对含密图像置乱恢复和分块,然后在每块子图像中按照多数优先的原则提取1bit信息。实验表明,该算法不仅对常见的JPEG压缩具有较好的鲁棒性,而且能有效对抗信息量估计分析。     

Fast motion estimation algorithm of video stabilization system

A real-time electronic image stabilization motion estimation method based on fast sub- block gray projection algorithm is proposed. In the method, each image is divided into a number of sub-blocks, and sub-blocks are sifted with their gray gradients. After removing sub-blocks whose gray gradients are lower than the given threshold, the calculation amount of projection is reduced and the motion estimation accuracy is improved. Then gray projection is done in each remained sub- block, and global motion vector of the image is calculated according to the local motion vectors of sub-blocks and the affine motion model. The drawbacks as the local motions reducing the global mo- tion estimation accuracy and traditional gray projection algorithm could not deal with rotation are re- solved well by this algorithm. The experiment results show that the algorithm is more accurate and efficient than the gray projection algorithm.     

一种基于局部颜色特征的图像检索方法

提出一种基于局部颜色特征的图像检索算法.该算法首先采用一种新的方法对图像进行分块,提取图像中心区域的主颜色和其他区域的平均颜色作为颜色特征,然后根据图像中心的重要性,对图像各个分块采用不同的加权系数,使局部图像的特征矢量被增强,从而提高了图像的检索精度.实验结果表明,这种基于局部颜色特征的图像检索算法适合于画面明显按分块变化的图像.     

高分辨率计算集成成像自由视点光场重构方法

针对传统自由视点集成成像计算重构方法重构图像分辨率较低的问题,提出了一种基于光场模型的自由视点计算重构方法.根据视点位置和观看方向,采用光场投影矩阵将微单元图像阵列投影到重构平面上,充分利用微单元图像阵列中的信息,实现了高分辨率的自由视点集成成像计算重构.仿真结果表明,采用文中方法可以实现集成成像系统的自由视点计算重构,且重构图像的分辨率比传统方法重构图像的分辨率有了很大提高.     

利用拉普拉斯能量和CNN的多聚焦图像融合方法

多聚焦图像融合技术的目的是生成一幅全聚焦图像.所谓全聚焦图像,就是将不同源图像的清晰区域集成到一幅单一的图像中.传统的图像融合方法通常存在块伪影、人造边、晕轮效果、振铃效果以及对比度下降等问题.对此,本文提出了一种利用拉普拉斯能量和CNN的多聚焦图像融合方法.使用拉普拉斯能量算子可以有效的提取源图像的聚焦信息,而训练后的卷积神经网络模型从聚焦信息图中提取的聚焦特征可以有效的进行聚焦子块和离焦子块的区分.训练后的卷积神经网络模型不仅具有很好的提取活跃窗口相对聚焦度的能力,而且可以获得精确的分割边界.在经过多轮训练后,卷积神经网络模型可以很好的在源图像和分值图之间建立一种有效的映射,这对于生成一幅精准的聚焦图至关重要.采用二值分割和小区域滤波技术来对聚焦图进行进一步的修正,获得用于融合的最终决策图.最后,根据最终决策图提供的权值,对多幅源图像进行融合形成最终的融合图像.实验结果表明,无论从视觉效果还是从定量评价方面,提出的方法均优于目前已有的其它融合方法.     

一种DWT和DCT相结合的数字图像水印算法

提出一种DWT变换和DCT变换相结合的灰度图像数字水印算法。对二值水印图像进行置乱和混沌加密处理,将水印图像序列调制成正负序列。在水印的嵌入过程中,对载体图像进行小波变换,提取出其低频系数矩阵,将低频系数矩阵划分成4×4大小的子块,针对各子块进行DCT变换,采用正负量化的方法进行水印的嵌入。实验结果表明,该算法对JPEG压缩、加噪、剪切和滤波等攻击,具有良好的抵抗能力,鲁棒性较好。     

分块并行Turbo码译码算法的研究

Turbo码译码采用迭代译码思想,译码时延较大是其应用于实时性要求较高的通信系统中的一大障碍.为了减少译码计算的时延,利用递推迭代的思想,给出一种分块并行译码的方法,即将接收的整个码字分成若干子块,各子块进行并行处理,其中各子块的前后向递推公式的初始值由相邻子块的前一次迭代译码的边界计算值传递.实验仿真结果表明这种并行译码方法可以取得较好的译码性能,在硬件实现方面可以大大降低译码计算复杂度和时延,从而降低整个Turbo码译码时延.     

融合小波和LBP-GD特征的人脸表情识别

针对局部二值模式（LBP）不能描述纹理方向变化的问题,提出了一种融合了梯度方向的LBP-GD算子。LBP-GD算子不仅保持了LBP本身的优点,还可以细致刻画纹理的方向信息。由于人脸表情器官所蕴含信息的差异性,设计了一种不规则的分块方式,把图像分为9个互不重叠的子块并且设置不同的权值系数,然后提取每个子块的LBP-GD特征。最后,将LBP-GD特征与提升小波的低频分量特征加权融合,用K近邻方法进行分类。在JAFFE和Cohn-Kanade表情库上验证了该方法的有效性。实验结果表明,该方法比单独使用LBP-GD特征和提升小波特征具有更好的识别效果。