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《燕山大学》 2006年
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基于视觉特性的多方向小波构造及其应用研究

练秋生  
【摘要】:图像表示是图像处理领域的基本问题。小波是表示具有点奇异性函数的最优基,它由于具有时-频局部化特点和多尺度特性,在图像处理领域得到了广泛应用。但由于常规的可分离小波是各向同性并且方向选择性差,它只能反映奇异点的位置和特性,难以表达二维图像中的边缘和纹理等高维几何特性,它不是表示图像的最优基。 针对这一问题,本文对多尺度几何分析方法进行了深入分析和研究,并且基于人眼视觉特性构造出一种新的具有多方向选择性的小波变换。该变换的方向子带在频域具有扇形支撑区,因此称之为扇形方向小波(Fanlet)变换。Fanlet变换的基函数克服了可分离二维离散小波方向变换选择性差的局限性,它符合大脑视皮层中V1区简单细胞感受野的基本特性,具有多分辨率、局部性、各向异性、对称性和多方向选择性等性质。Fanlet变换由圆周对称多分辨率分解和方向滤波器组(DFB)两部分实现。圆对称滤波器组将图像分解为多个不同分辨率的细节子带和一个低频子带,方向滤波器组再将各细节子带分解为方向子带。文中利用遗传算法设计满足重构要求的圆对称滤波器组,应用伯恩斯坦多项式设计的映射函数将9/7双正交滤波器组映射为扇形滤波器组。 平移不变性在图像处理和模式识别等应用中具有十分重要的意义。虽然Fanlet变换中的塔式分解具有平移不变性,但由于DFB中的每一级分解均有下抽样操作,因此Fanlet变换不具备平移不变性。为解决这一问题,本文利用具有平移不变性的塔式分解结合非抽样方向滤波器组(UDFB)构造了四种具有平移不变性Fanlet变换(即TIFanlet变换),并给出了它们的具体实现方法,证明了TIFanlet的标架特性。文中以一维分数阶样条正交滤波器组为原型滤波器,利用映射技术设计UDFB中的扇形滤波器组,滤波器组的幅频特性可通过改变原型滤波器的阶次灵活调整。 文中从定性和定量两方面研究了Fanlet和TIFanlet变换系数的非高斯性和非独立性。利用x~2统计假设检验方法验证了两种变换系数的边缘分布符合广义高斯分布,提出了描述两种变换系数的联合分布的广义二元变量模型,利用矩法和最大似然法解决了统计模型的参数估计问题。 提出了基于Fanlet和TIFanlet变换系数统计模型结合最大后验概率法的图像去噪算法。利用该算法对图像去噪后能有效保持原始图像的边缘和纹理等几何特征,
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 郭蔚;李婷;;轮廓波变换原理及其构造方法[J];数学进展;2012年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 沈晓红;基于轮廓波变换的图像统计建模及其应用研究[D];山东大学;2011年
2 李财莲;图像多尺度几何分析及去噪算法研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 韩民;基于多分辨率分析的虹膜识别算法研究[D];山东大学;2010年
4 冯鑫;多尺度分析与压缩感知理论在图像处理中的应用研究[D];兰州理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 刘晓倩;特征保持下的图像压缩编码[D];天津理工大学;2010年
2 谢晋;基于Contourlet变换图象去噪算法研究[D];西北工业大学;2007年
3 高翔;多尺度方向分析在图像去噪、增强和融合中的应用[D];南京理工大学;2007年
4 胡晰远;基于几何多尺度方向分析的感知图像编码算法研究[D];南京理工大学;2007年
5 张红卫;基于多字典学习的图像稀疏表示研究及其应用[D];燕山大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 焦李成,谭山;图像的多尺度几何分析:回顾和展望[J];电子学报;2003年S1期
2 侯彪,刘芳,焦李成;基于脊波变换的直线特征检测[J];中国科学E辑:技术科学;2003年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋杨;王菲露;;基于多分辨率分析的多传感器遥感图像融合方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年02期
2 于亮;;不同级别乒乓球运动员感知觉能力与竞技水平的关系研究[J];安康学院学报;2010年02期
3 李言俊,高阳;仿生技术及其应用[J];安阳工学院学报;2005年01期
4 刘伟,袁修干;视觉——目标拾取认知技术的研究及思考[J];北京航空航天大学学报(社会科学版);2001年04期
5 宋亚军;倪国强;高昆;;基于小波-Contourlet变换的区域能量加权图像融合算法[J];北京理工大学学报;2008年02期
6 景晓军,李剑锋,张苏慧,杨义先;图像智能化的目标检测技术(Ⅰ)——目标-背景视觉模型[J];北京邮电大学学报;2003年S1期
7 景晓军,李剑锋,张苏慧,杨义先;图像智能化的目标检测技术(Ⅱ)——数据流程与背景感知[J];北京邮电大学学报;2003年S1期
8 任超;吴嗣亮;焦李成;;Edge Detection Algorithm of SAR Images with Wedgelet Filter[J];Journal of Beijing Institute of Technology;2008年03期
9 田润澜;肖卫华;齐兴龙;;几种图像变换算法性能比较[J];吉林大学学报(信息科学版);2010年05期
10 王建平;吕述望;;应用Contourlet的具有抗几何攻击能力的水印算法[J];传感技术学报;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 周临川;赵辉;王帅;;基于WBCT变换的图像压缩算法研究与改进[A];中国电子学会第十七届信息论学术年会论文集[C];2010年
2 方辉;郑春燕;尹忠科;王建英;;基于小波轮廓波变换的图像压缩算法[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
3 叶继华;甘登文;余敏;郭帆;邱晓红;;基于Curvelet变换的IP网络传输图像信息的研究[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(一)[C];2008年
4 李悦;柏正尧;刘阳;郭渊;;基于Beamlet变换的SAR图像边缘检测[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年
5 周哲;;LSC-1型弱视增视治疗系统的研制与临床应用[A];2006中国科协年会论文集(第13分会场)[C];2006年
6 郭少伟;李德强;;基于Mallat分解与Contourlet方向滤波的图像压缩[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(D 光电信息处理技术专题)[C];2006年
7 曲锋;刘建卓;刘英;吴宏圣;王健;杨东军;叶新;孙强;;基于多尺度几何分析方法的图像融合方法[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
8 张红艳;;基于图像稀疏几何表示的方法的研究[A];第23届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第5届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 鲁志波;医学图像增强与插值的算法研究[D];解放军信息工程大学;2007年
3 张志;基于先验约束的图像复原方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 焦竹青;变换域中的多源图像融合方法研究[D];江南大学;2011年
5 王丹;多维多分辨仿生识别方法研究[D];吉林大学;2011年
6 朱洪波;基于亮度变化测度的多源影像抗干扰融合模型研究[D];华中科技大学;2011年
7 李杏梅;Contourlet变换在图像去噪与边缘检测中的应用研究[D];华中科技大学;2011年
8 魏龙生;视觉信息处理中注意机制计算模型研究[D];华中科技大学;2011年
9 沈晓红;基于轮廓波变换的图像统计建模及其应用研究[D];山东大学;2011年
10 向遥;基于视觉感知的图像处理方法研究[D];中南大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张庆伟;基于小波变换的阈值图像去噪方法[D];山东科技大学;2010年
2 钟丽辉;SD大鼠闪光视觉诱发电位的少次提取和神经元放电的初步研究[D];郑州大学;2010年
3 赵开伟;Contourlet变换在图像去噪中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 雷浩鹏;数字图像去噪算法研究及应用[D];长沙理工大学;2010年
5 李希宁;基于多尺度几何分析的图像融合算法研究[D];中国海洋大学;2010年
6 何连连;眼底图像处理技术的研究[D];河南工业大学;2010年
7 谷秀平;基于Curvelet变换的图像去噪和增强[D];天津理工大学;2010年
8 周召敏;免疫克隆生长算法在手指静脉特征提取中的研究[D];重庆理工大学;2010年
9 宋愈珍;基于感知模型的鲁棒图像水印技术研究[D];电子科技大学;2010年
10 钟伟;飞行技能形成规律的计算机仿真与验证[D];电子科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 费双波;赵瑞珍;;SURE准则的图像小波阈值去噪[J];北京交通大学学报;2007年02期
2 舒正华;邹道文;汪胜前;刘国栋;邓松;;一种基于ridgelet和wavelet的混合编码压缩算法[J];江西师范大学学报(自然科学版);2007年02期
3 刘杰;朱启兵;李允公;应怀樵;;基于新阈值函数的二进小波变换信号去噪研究[J];东北大学学报;2006年05期
4 刘贵喜;陈文锦;杨万海;;融合参数对对比度塔形分解图像融合方法性能的影响研究[J];电路与系统学报;2006年01期
5 韦志辉,富煜清,衡伟,程时昕;Perceptual Image Coding Based on Visibility Threshold Model in Wavelet Transform Domain[J];Journal of Southeast University(English Edition);1998年02期
6 朱锦华;许茹;陈华宾;;基于提升小波变换的SPECK图像编码算法[J];电子工程师;2006年02期
7 曲天书,戴逸松,王树勋;基于SURE无偏估计的自适应小波阈值去噪[J];电子学报;2002年02期
8 焦李成,谭山;图像的多尺度几何分析:回顾和展望[J];电子学报;2003年S1期
9 冯衍秋,陈武凡,梁斌,林亚忠;基于Gibbs随机场与模糊C均值聚类的图像分割新算法[J];电子学报;2004年04期
10 练秋生,孔令富;具有多方向选择性的小波构造[J];电子学报;2005年10期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄安民;基于感知字典的稀疏重建算法研究[D];电子科技大学;2011年
2 王琪;基于小波变换的嵌入式图像编码方法研究[D];西北工业大学;2003年
3 尚晓清;多尺度分析在图像处理中的应用研究[D];西安电子科技大学;2004年
4 李旭超;小波变换和马尔可夫随机场在图像降噪与分割中的应用研究[D];浙江大学;2006年
5 刘利章;基于小波变换的图像压缩编码研究[D];西北工业大学;2005年
6 李杰;图像的方向多尺度分析及其应用研究[D];电子科技大学;2007年
7 郭旭静;方向性数字图像表示及去噪算法研究[D];天津大学;2005年
8 王鹏伟;基于多尺度理论的图像分割方法研究[D];中国科学技术大学;2007年
9 刘盛鹏;基于Contourlet变换的图像稀疏分量分析[D];上海大学;2007年
10 冯鹏;高分辨图像处理用抗混叠Contourlet变换的若干关键问题研究[D];重庆大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 成昭;信息稀疏表示算法及其在图像恢复中应用的研究[D];湘潭大学;2011年
2 曹离然;面向压缩感知的稀疏信号重构算法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 毛立强;基于小波变换的图像压缩编码研究[D];西安电子科技大学;2004年
4 沈敏;Contourlet变换及其在图像处理中的应用研究[D];安徽大学;2006年
5 柴智;基于嵌入式编码的图像压缩技术的研究[D];天津大学;2006年
6 王雅云;基于小波的方向变换及其在图像压缩中的应用[D];西北工业大学;2007年
7 谢晋;基于Contourlet变换图象去噪算法研究[D];西北工业大学;2007年
8 刘晓山;基于多尺度分析的图像压缩[D];江西师范大学;2007年
9 徐雷;基于偏微分方程的图像恢复研究[D];南京理工大学;2007年
10 胡晰远;基于几何多尺度方向分析的感知图像编码算法研究[D];南京理工大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 叶树亮;张玉德;张炜;;齿轮视觉检测中的尺度与方向相关性联合降噪[J];光学精密工程;2014年06期
2 李财莲;孙即祥;康耀红;;图像多尺度几何分析综述[J];海南大学学报(自然科学版);2011年03期
3 崔景霞;;基于空间滤波及子区域截取的虹膜识别系统设计[J];长春工业大学学报(自然科学版);2011年03期
4 陈芋文;向林泓;张昱琳;;基于Log-Gabor滤波的虹膜识别系统[J];计算机与现代化;2012年07期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李财莲;图像多尺度几何分析及去噪算法研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 陈英;虹膜定位和识别算法的研究[D];吉林大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晓倩;特征保持下的图像压缩编码[D];天津理工大学;2010年
2 贺晓建;基于多分辨率分析及灰度共生矩阵的掌纹特征提取算法研究[D];中北大学;2011年
3 曹端武;图像的方向滤波及其在压缩中的应用研究[D];华南理工大学;2011年
4 朱琼瑶;虹膜识别算法的研究[D];燕山大学;2012年
5 张凯歌;虹膜识别的定位算法研究[D];辽宁科技大学;2012年
6 彭开;基于遗传算法的遥感图像融合方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 丁宇;基于FPGA的手指静脉识别关键技术的研究[D];武汉理工大学;2012年
8 梁爽;基于轮廓波的摄像头干扰检测[D];河北师范大学;2012年
9 广泽晶;基于CT域HMT模型的红外和可见光图像融合研究[D];华北电力大学;2012年
10 丁亮;基于多尺度几何分析的图像去噪算法研究[D];新疆大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 何焰兰,苏勇,高永楣;一种自适应小波去噪算法[J];电子学报;2000年10期
2 焦李成,侯彪,刘芳;基函数网络逼近:进展与展望[J];工程数学学报;2002年01期
3 侯彪,刘芳,焦李成;基于脊波变换的直线特征检测[J];中国科学E辑:技术科学;2003年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘全,雍玲,张尔扬;双重不变ESPRIT[J];电子与信息学报;2003年03期
2 杨天池;金梁;;基于坐标平移不变性的TOA定位算法[J];电子学报;2008年09期
3 岳爱菊;汪西莉;;基于非下采样Contourlet变换的图像边缘检测[J];计算机工程与应用;2009年14期
4 刘迎辉;姜威;魏戈;;基于非亚采样Contourlet变换的PET/CT图像融合[J];光学技术;2010年01期
5 马东辉;薛群;柴奇;任彪;;基于图像信息的红外与可见光图像融合方法研究[J];红外与激光工程;2011年06期
6 罗鹏;高协平;;改进的Ridgelet变换图像去噪方法[J];计算机工程与应用;2007年21期
7 李洪均;梅雪;林锦国;;基于NSCT自适应阈值的红外图像去噪算法[J];计算机工程与设计;2008年12期
8 李俊峰;李其申;赵喜玲;江泽涛;;基于多方向àtrous小波变换的多传感器图像融合[J];计算机工程与应用;2008年30期
9 吕晶晶;吴立群;徐瑞芬;;表面微缺陷形态小波提取方法研究[J];机电工程;2008年12期
10 袁俊;吴巍;;图像处理中自适应数学形态学的研究[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);2007年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁亚玲;杜明辉;;基于DT-CWT和LBP的唇部特征提取方法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
2 沈泉飞;张亮;曹敏;;基于非降采样Contourlet变换的DSM影像建筑物边缘检测[A];第十三届华东六省一市测绘学会学术交流会论文集[C];2011年
3 刘先康;梁菁;任杰;蒋光庆;;基于HRRP中心矩特征的舰船目标识别[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
4 周慧鑫;张爽;牛肖雪;秦翰林;刘上乾;;采用轮廓波变换预处理的超光谱图像异常检测[A];2011西部光子学学术会议论文摘要集[C];2011年
5 康文静;赵淑清;;基于声音与图像信号处理演示的数字信号处理课程教学实践[A];中国电子教育学会高教分会2010年论文集[C];2010年
6 李金三;李巍华;;积分双谱在齿轮箱故障诊断中的应用[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
7 梁文昭;蔡念;郭文婷;许少秋;;交通标志识别新方法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
8 武东辉;张金华;程学强;;小波分析在沉降数据可靠性检验中的应用[A];第二届全国地下、水下工程技术交流会论文集[C];2011年
9 鲁传运;黄言平;季托;;图像旋转不变特征特性研究[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(下册)[C];2010年
10 李国宽;魏艳涛;谢长生;;基于导出核模型的自然场景中人脸识别[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【poster】[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 演讲人 季理真;对称之美[N];光明日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 练秋生;基于视觉特性的多方向小波构造及其应用研究[D];燕山大学;2006年
2 程永宽;竞争系统的回复运动[D];中国科学技术大学;2007年
3 张久文;方向性多分辨率图像分析研究:理论和应用[D];兰州大学;2009年
4 李娜;相对论重离子碰撞中方位角的各向异性和电荷平衡函数的纵向性质[D];华中师范大学;2010年
5 王衍学;机械故障监测诊断的若干新方法及其应用研究[D];西安交通大学;2009年
6 尚晓清;多尺度分析在图像处理中的应用研究[D];西安电子科技大学;2004年
7 李治明;从强子—强子到相对论重离子碰撞中的逐事件电荷起伏和关联[D];华中师范大学;2006年
8 严奉霞;复数小波理论及其在图像去噪与增强中的应用研究[D];国防科学技术大学;2007年
9 刘金华;变换域数字图像水印若干关键技术研究[D];电子科技大学;2011年
10 刘莉;DTCC变换及其在图像挖掘中的应用[D];兰州大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡红苹;基于小波变换的图像去噪方法研究[D];国防科学技术大学;2003年
2 董巍;改进的轮廓小波变换及其图像去噪应用研究[D];西安电子科技大学;2007年
3 查品德;毫米波雷达回波去噪与特征提取研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 张艳平;区间值模糊集之间几种距离的研究[D];东南大学;2006年
5 罗鹏;小波分析在图像去噪中的应用研究[D];湘潭大学;2007年
6 程巧翠;磁共振复数图像小波去噪研究[D];湘潭大学;2008年
7 黄小霞;抗混叠移不变Contourlet变换及其在图像处理中的应用研究[D];宁波大学;2013年
8 蓝春梅;数据包络分析模型与经济系统效率评价[D];重庆大学;2009年
9 郑桂芳;基于人眼视觉模型的自然图像识别[D];燕山大学;2011年
10 许建航;基于复数小波的指纹图像去噪增强方法[D];厦门大学;2007年
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