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《浙江大学》 2006年
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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

李旭超  
【摘要】:噪声的存在对后续更高层次的图像处理产生不利影响,因此有必要对图像进行降噪研究。图像分割是图像处理的中心任务,而准确的图像分割仍然是个难点,因此有必要对图像分割进行研究。本文的主要研究内容为: 1、提出了小波系数模极大值和Neyman-Pearson准则阈值的图像降噪方法,在一定程度上解决了图像降噪和保留图像高频边缘信息这个“两难”问题。首先分析了小波变换的边缘检测特性,根据加性高斯噪声的小波变换特点,提出了一个定理,即加性高斯噪声的小波变换仍服从高斯分布;在此基础上,给出了图像降噪阈值的确定方法,然后将上述阈值用于初始小波系数的确定,用得到的估计小波系数来确定理想图像的小波系数。仿真表明:从定量的角度来看,此方法能提高降噪后图像的信噪比,评价原图像和降噪后图像近似程度的最小方差较小、线性相关系数较大;从定性的角度来看,本文提出的方法能很好地保留原始图像的边缘信息。 2、提出了小波域马尔可夫随机场先验模型的图像降噪方法。这种方法能更好地捕捉尺度内小波系数的“聚集”特性、尺度间小波系数的非高斯分布及持续性。首先分析了小波域尺度间隐马尔可夫模型不足,在此基础上,给出了用每个小波系数两个状态的似然比来确定判断小波系数重要性的测度,然后根据小波系数的模幅值判定小波系数重要性的标号,具有相同标号的小波系数反映了相邻的小波系数具有某种共同的属性,根据小波系数的标号和由尺度间隐马尔可夫模型初步确定的小波系数的收缩因子来最终确定理想图像小波系数的收缩因子。仿真表明,本文提出的方法能很好地捕捉小波系数的特性,取得了较高的峰值信噪比,评价原图像与降噪后图像近似程度的线性相关系数较大。 3、在分析了空域马尔可夫模型不足的基础上,提出了空域马尔可夫层次模型的图像分割算法。在图像模型的建立上,底层特征场用有限通用混合模型来描述,有限高斯混合模型仅是其一种特殊情况,使图像特征的描述更具有通用性;顶层标号场用Gibbs分布描述区域的相关性,在注重区域的一致性同时,将边缘信息引入Gibbs分布中,更好地描述了图像区域的性质;在特征场模型参数的估计上,为了摆脱经典的模拟退火算法收敛慢和期望最大值算法容易陷入局部极值的局限,推导出了一种改进的期望最大值算法;在标号场模型参数的估计上,采用了局部逼近的思想;在标记数的确定上,采用了信息论中的最小描述长度准则来确定标记的数目。利用贝叶斯准则,根据标记图像的后验分布所对应的FGMM-MRF模
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN911.73

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 丁灿;曲长文;;一种改进的轮廓波变换去噪方法[J];光电工程;2010年09期
2 李敏;白晓刚;;基于MRF的图像分割方法实现与探究[J];电子世界;2013年12期
中国博士学位论文全文数据库 前2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 胡裕峰;图像变换域数字水印技术研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王小燕;基于纹理和形状的医学图像检索技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 包攀;基于小波变换和奇异值分解的水印算法的分析与研究[D];西安电子科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 欧阳森,宋政湘,陈德桂,王建华;小波软阈值去噪技术在电能质量检测中的应用[J];电力系统自动化;2002年19期
2 侯玉华,宋锦萍,周福娜,文成林,杨晓艺;基于小波域隐马尔科夫模型的文本图像子带分割方法[J];电子学报;2002年08期
3 汪西莉,刘芳,焦李成;基于不完全分层MRF的非监督图象分割[J];电子学报;2004年07期
4 陆明俊,王润生;基于MRF模型的可靠的图像分割[J];电子学报;1999年02期
5 侯玉华,杨晓艺,宋锦萍,文成林;基于小波域多状态隐马尔科夫树模型多尺度文本图像分割[J];电子与信息学报;2002年12期
6 黄宁,朱敏慧,张守融;一种采用高斯隐马尔可夫随机场模型的遥感图像分类算法[J];电子与信息学报;2003年01期
7 赵明 ,李娜 ,陈纯;采用统计推断的自动视频对象分割[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年03期
8 周红秀,李鸿琦,张振宇;基于小波变换的STM图像处理[J];纳米技术与精密工程;2005年01期
9 张红梅,袁泽剑,蔡忠闽,卞正中;基于层次MRF的MR图像分割(英文)[J];软件学报;2002年09期
10 高论,连相明,甘新基,王立江;小波变换在AFM图像处理中的应用研究[J];现代制造工程;2004年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李祥阳;严洁;;往复机构混沌振动响应特征辩识[J];四川有色金属;2010年02期
2 陈学锋;瞿金平;;注塑机曲肘式合模机构弹性振动的研究[J];工程塑料应用;2008年03期
3 陈文元;李雪梅;迟晓梅;;小波分析与神经网络在结构多处损伤监测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年03期
4 谢晓娣;基于小波包变换的地铁远方短路电流分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
5 司圣柱;小波变换方法及其在化学中的应用[J];安徽教育学院学报;2004年03期
6 司圣柱;王丽平;董雄辎;;小波变换-主成分回归法在四组分食用色素同时测定中的应用研究[J];合肥师范学院学报;2009年06期
7 王立;;基于图像融合技术的步态识别[J];安防科技;2010年06期
8 水孝敏,许岚兵,曹辉;一种实现雷达回波图像的压缩方法[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
9 孟涛;;假设检验中的随机化检验[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年01期
10 朱五英;;关于刻度参数的两样本的检验[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱寅;吴敏;曹卫华;何勇;;基于小波分解与图像增强的高炉红外图像处理方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 慕香永;裴润;刘志林;王经甫;;基于小波分析的船舶舵机加载系统多余力研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 杨辰龙;;曲面变厚度工件超声检测中的波形自动跟踪技术研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
4 王重阳;彭圆;张风珍;牟林;;CWT奇异值在水中目标回波信号特征提取中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
5 江萍;;车牌分割中的阈值选择策略[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
6 张肃;于远航;张宇;王文生;;小波变换在微光目标探测与识别中的应用[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
7 李睿;罗焕梅;朱彩凤;胡桃花;李亚军;;浅谈自动气象站月报表数据文件的审核规则库设计[A];2011年中国气象学会气象通信与信息技术委员会暨国家气象信息中心科技年会论文摘要[C];2011年
8 王东森;孙勇军;;多维Laplace小波及其在颤振飞行试验中的应用[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
9 何正嘉;訾艳阳;陈雪峰;王晓冬;;内积变换原理与机械故障诊断[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
10 宋婧婧;王健平;;有限谱小波基函数及其应用[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏海霞;爆破地震波作用下建筑结构的动力响应及安全判据研究[D];山东科技大学;2010年
2 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王兴梅;水下声纳图像的MRF目标检测与水平集的轮廓提取方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 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
6 唐艳红;基于航海雷达的海浪遥测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
8 邹玮;荧光分子断层图像的重建技术研究[D];苏州大学;2010年
9 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;2010年
10 易吉良;基于S变换的电能质量扰动分析[D];湖南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨焱麟;基于小波变换理论与比值分析法的变压器励磁涌流识别的研究[D];山东科技大学;2010年
2 张明军;基于小波包最优树的图像融合技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 陈林;基于GIS的流域水文数据的时空分析[D];山东科技大学;2010年
4 赵奇;医学超声图像三维重建算法研究[D];山东科技大学;2010年
5 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
6 韩晓峰;高斯混合模型及在探测网络社区结构中的应用[D];山东科技大学;2010年
7 田键;磁粉检测系统中图像增强的方法研究[D];长春理工大学;2010年
8 潘博;基于小波变换的图像编码与解码技术的研究[D];长春理工大学;2010年
9 郑伟光;基于小波变换的信号调制方式识别方法[D];长春理工大学;2010年
10 苏韩;逆威布尔分布的Bayes估计问题[D];广西师范学院;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 辛怡;仲珏;陶然;;基于实数离散傅里叶变换的图像数字水印算法[J];兵工学报;2007年10期
2 王英,郑德玲,鞠磊;基于Lorenz混沌系统的数字图像加密算法[J];北京科技大学学报;2004年06期
3 方忠民;;医学图像分割技术新进展[J];长沙大学学报;2008年05期
4 张启东;高立群;吴建华;王晓曼;;基于Contourlet变换的医学图像检索[J];东北大学学报(自然科学版);2009年02期
5 张一飞;修非;鲍玉斌;于戈;;基于小波纹理特征的医学图像检索[J];东北大学学报(自然科学版);2009年03期
6 支力佳;张少敏;赵大哲;赵宏;;基于灰度共生矩阵和梯度相位互信息的医学图像检索[J];东北大学学报(自然科学版);2010年03期
7 张翼;唐向宏;;基于图像归一化的抗几何攻击水印技术[J];电路与系统学报;2009年06期
8 黄继武,YunQ.SHI,程卫东;DCT域图像水印:嵌入对策和算法[J];电子学报;2000年04期
9 牛夏牧,陆哲明,孙圣和;彩色数字水印嵌入技术[J];电子学报;2000年09期
10 温泉,孙锬锋,王树勋;零水印的概念与应用[J];电子学报;2003年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙君顶;基于内容的图像检索技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
2 蔡超;基于小波和偏微分方程的图像处理方法与应用[D];华中科技大学;2005年
3 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
4 庞晓红;图像数字水印理论与技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 何希平;基于混沌的图像信息安全算法研究[D];重庆大学;2006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 张有矿;基于图像加密与SVD的数字水印算法研究及应用[D];山东师范大学;2011年
2 金丰华;基于内容的医学图像检索[D];东南大学;2003年
3 李殿赟;医学影像数据库的图像检索技术应用研究[D];重庆大学;2004年
4 杨智楠;基于形状的医学图像检索[D];吉林大学;2006年
5 施成湘;基于小波变换和模糊理论的图像分割方法研究[D];重庆大学;2006年
6 郑国春;基于可形变模型医学图像分割方法研究与应用[D];东南大学;2006年
7 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
8 潘伟;基于模糊聚类的医学图像分割技术研究[D];西北工业大学;2007年
9 杨敏;基于内容的医学图像检索中特征提取技术研究[D];西北工业大学;2007年
10 张丽君;基于内容的多模态医学图像的检索系统研究[D];山东大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 牛万红;潘晨;;基于NMF及其正交投影变换的数字水印算法[J];北京理工大学学报;2011年06期
2 刘真;丁盈盈;;一种优化的基于DWT的抗打印扫描的数字水印算法[J];包装工程;2011年11期
3 高虎明;贾丽媛;刘美玲;;基于改进脊波变换的抗攻击数字水印算法[J];计算机应用研究;2014年09期
4 牛万红;柳长青;;一种基于K-L变换的数字图像水印算法[J];济南大学学报(自然科学版);2011年03期
5 林琳;王玲芝;;基于Shear变换的彩色地形图混沌加密算法[J];现代电子技术;2014年14期
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 甘斌;基于奇异值分解的DWT数字水印算法研究与优化[D];南昌大学;2010年
2 金茜茜;XML技术在数字水印中的应用[D];西安工业大学;2011年
3 丁盈盈;数字水印在可变数据印刷中应用的研究[D];南京林业大学;2011年
4 包攀;基于小波变换和奇异值分解的水印算法的分析与研究[D];西安电子科技大学;2012年
5 王丽丽;基于Contourlet变换的图像数字水印研究[D];西安电子科技大学;2011年
6 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
7 赵科;基于变换域的图像水印算法研究[D];郑州大学;2013年
8 刘雁健;基于GPGPU的并行数字图像加密算法研究[D];杭州电子科技大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 王勇,吴立德;图象恢复和边缘提取的后验均值方法[J];电子学报;1994年02期
2 季白杨,陈纯,钱英;视频分割技术的发展[J];计算机研究与发展;2001年01期
3 刘向阳,王立江,高春甫,吴校生,刘巍娜;光学材料无磨料低温抛光的试验研究[J];机械工程学报;2002年06期
4 汪西莉,刘芳,焦李成;一种分层马尔可夫图像模型及其推导算法[J];软件学报;2003年09期
5 王淼,李振华,齐藤弥八;双壁纳米碳管的制备及其结构研究[J];物理学报;2003年11期
6 巴晓艳,滕永平,张兆东;基于小波分析的工业X射线照片的图像处理[J];无损检测;2002年05期
7 侯波,迟耀斌,朱重光,赵忠明;一种基于小波变换去除遥感图像噪声的方法[J];遥感学报;2003年05期
8 袁亚玎,吴志芳,刘锡明,苗积臣;基于小波变换的辐射图像降噪研究[J];原子能科学技术;2003年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁艳,刘榴娣,郭宏;小波变换在图像边缘检测中的应用[J];北京理工大学学报;1998年05期
2 杨亚军,张红林,李言俊,胡战虎;基于小波算子的图像边缘检测[J];弹箭与制导学报;1998年04期
3 刘建国,彭嘉雄;地形图像制备中的分形和小波变换应用[J];红外与激光工程;1998年03期
4 潘旭峰,谢波,李晓雷;小波变换理论及其在机械故障诊断中的应用[J];振动与冲击;1998年01期
5 陈东,周大威,王炎,崔有志;用多尺度小波变换进行边缘检测算法的研究[J];计算机工程与设计;1998年02期
6 杨丰,余英林;用B-样条小波变换生成新的汉字字形[J];微计算机应用;1998年03期
7 马波,裘正定;小波变换的分形特性[J];铁道学报;1998年06期
8 王光学,曹长修,孙光宇,王键;一种基于视觉特性的零树编码[J];计算机工程与应用;1999年06期
9 桂志国,吴军高;基于二进小波变换的图象多尺度边缘检测算法及应用[J];山西电子技术;1999年04期
10 娄渊彬,左继章;无线信道下的视频编码压缩与传输方法[J];电讯技术;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王秀碧;黄晓莉;刘永春;;基于小波变换的多尺度边缘检测[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
2 王刚;黄泰翼;;基于小波变换和规则的汉语声调识别[A];第三届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1994年
3 鲍文;刘金福;祝豪;;基于小波变换的电厂实时数据压缩存储系统[A];2004电站自动化信息化学术技术交流会议论文集[C];2004年
4 王光芦;徐明;;基于小波分析炮击振动信号的降噪处理[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
5 王小侠;赵凤群;戴芳;方小艳;;基于分形维数的四叉树图像编码[A];2006“数学技术应用科学”[C];2006年
6 吴昊;曾国卿;;一种基于Haar小波的图像处理技术[A];2006“数学技术应用科学”[C];2006年
7 石星;;小波变换在雷达信号处理中的应用[A];四川省电子学会雷达与火控、电子线路与系统专业委员会学术交流会10周年优秀论文集[C];2006年
8 刘双喜;邢济收;魏建亮;;小波变换在齿轮边缘检测中的应用[A];全国第二届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2007年
9 尹强;;一种基于粒子群算法的半脆弱水印方法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
10 刘冰;王德利;;Curvelet软阈值迭代去噪法[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 吴玉田殷学平;中药质量控制又添新武器——小波变换近红外光谱分析系统[N];中国医药报;2004年
2 广西 陈华杰;EVD,一路走好[N];电子报;2002年
3 北京航空航天大学计算机系 李炜;探寻视频编码技术发展的足迹[N];中国计算机报;2000年
4 陈尔香;在烟草化学王国里驰骋[N];经理日报;2006年
5 ;能否利用潮汐预测地震[N];科技日报;2008年
6 张东方;沙明;杨松松;人工神经网络在中药领域中的应用[N];中国医药报;2003年
7 清华同方视讯公司 袁野;基于嵌入式技术的网络视频监控系统[N];计算机世界;2002年
8 ;以太网进入10G时代[N];人民邮电;2002年
9 李子亭王雅青;在线故障测距技术获国家发明奖[N];淄博日报;2008年
10 无暇;EVD推荐性标准终结“专利尴尬”[N];中国经济导报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李少梅;数字地貌晕渲理论与技术的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
2 王强;基于声信号检测的管道TPD预警系统研究[D];浙江大学;2005年
3 姜朝阳;作物冠层传输过程中的时间序列分析与阻力估算[D];中国科学院研究生院(上海生命科学研究院);2003年
4 张旗;基于属性的图像分类研究[D];大连海事大学;2005年
5 柯丽;基于小波变换的空间遥感图像实时压缩方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
6 董卫军;基于小波变换的图像处理技术研究[D];西北大学;2006年
7 姜长泓;轨道车辆轮轴故障检测系统研究[D];吉林大学;2006年
8 李丽明;瞬态诱发耳声发射(TEOAE)识别与分析新方法的应用基础研究[D];中国协和医科大学;1997年
9 修吉宏;基于图像功率谱的航空图像质量判别技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
10 栾圣罡;基于气路参数样本的航空发动机状态监视方法与系统研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 钟艳华;JPEG2000中DWT的VLSI结构设计[D];国防科学技术大学;2010年
2 海洋;基于不可分小波变换的指纹增强[D];华中科技大学;2010年
3 杨旭;基于小波变换的综合滤波法去噪声[D];昆明理工大学;2010年
4 廖重贵;小波分析在变形监测中的应用研究[D];江西理工大学;2010年
5 钟读贤;小波矩量法在电磁散射问题求解中的应用研究[D];安徽大学;2010年
6 丁西明;基于小波变换的图像增强研究[D];安徽大学;2010年
7 蔡娜;小波变换在THz时域光谱技术中的应用[D];河北工程大学;2010年
8 李娜;基于小波变换和自适应算法的声学回声消除理论与应用研究[D];昆明理工大学;2010年
9 姚付良;基于小波变换的数字水印技术研究[D];解放军信息工程大学;2008年
10 刘美丽;基于小波变换的图像去噪方法的研究[D];长春工业大学;2010年
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