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《华中科技大学》 2005年
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基于小波和偏微分方程的图像处理方法与应用

蔡超  
【摘要】:图像科学是一门集多学科于一体的交叉学科,与相关学科(特别是数学学科)的基础理论在该学科的成功应用密不可分。在图像处理中,无论是图像模型的建立,图像特征的描述,图像处理算子的设计,还是图像优化处理中的泛函极小化,最终都可归结为一个数学理论问题。特别是近年来,以小波分析(Wavelet analysis)和偏微分方程(Partial derivative equation, PDE)为代表的数学工具活跃在图像处理的各个研究领域,“图像科学”正在形成,并逐步为人们所接受。该文旨在以小波分析和偏微分方程为主要工具,对底层图像处理中图像恢复、图像分割、边缘提取等问题展开研究,并探讨它们在图像处理中的联合应用问题。 小波分析,作为一种新的数学分析工具,是泛函分析、傅立叶分析、样条分析、调和分析以及数值分析理论的完美结合,已被广泛地应用于计算机视觉、图像处理以及目标检测等领域,并在理论和方法上取得了重大进展。特别是在图像压缩方面,以Shaprio 为代表提出的嵌入式零树小波编码方法(Embedded zerotree wavelet,EZW)获得了巨大成功。以小波变换(Wavelet transforms)为理论基础的图像(视频)压缩算法已经在多个国际图像压缩标准中采用。在图像恢复、特征提取、目标识别等领域,小波分析同样发挥了巨大作用。如何更好地利用小波的特长,发展更有效的图像处理新方法仍然是图像处理领域的一个研究热点。作为论文的一部分,该文重点探讨了小波分析在数字图像处理中的应用问题,包括基于小波分析的磁共振图像恢复; 小波域图像平滑; 多小波理论及图像特征提取。在磁共振图像恢复方面,利用小波分析了磁共振图像直流伪影的产生机理,提出了一种基于小波分析的伪影消除办法; 在分析了小波域图像平滑现有方法基础上,提出了小波变换域双边滤波和基于相位一致性约束的多小波图像去噪新方法; 针对图像复合边缘特征提取问题,该论文进一步研究了基于图像复合边缘模型的多小波构造方法。提出了基于零系统定位误差约束的多小波图像边缘特征提取方法。从理论上这种新的边缘检测算子提取复合边缘可以达到任意高的定位精度。实验表明这种新方法对于复合边缘的检测无论从定位精度还是从检测能力上来看都优于Canny 算子、Prewitt 算子以及Mallat-Zhong 提出的单小波边缘检测算子。 人们对偏微分方程的研究已经有近300 年的历史。早期的偏微分方程问题产生于力学、几何、物理等理论学科和实际工程中。近年来,在生命科学、经济学中也
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN911.73

【引证文献】
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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
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈先桥;雾天交通场景中退化图像的增强方法研究[D];武汉理工大学;2008年
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1 张聪;工业射线图像锐化增强算法研究[D];中北大学;2011年
2 黄顺欢;基于小波各向异性扩散滤波的红外小目标检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 张亚娟;基于偏微分方程的边缘保持型图像去噪方法研究[D];重庆理工大学;2011年
4 李庆周;基于小波变换和偏微分方程的图像处理[D];华北电力大学(河北);2007年
5 罗新斌;带钢表面缺陷边缘检测与分割[D];电子科技大学;2007年
6 郭慧敏;基于MRF的局部和全局最优化图象分割方法研究[D];南京师范大学;2007年
7 郝静涛;基于信息融合技术的驾驶员视觉增强系统研究[D];武汉理工大学;2007年
8 武晋媛;异形纤维图像去噪方法研究[D];东华大学;2009年
9 徐锐;微小零件尺寸及表面缺陷的机器视觉检测技术研究[D];江西理工大学;2009年
10 赵世亮;工业射线图像增强算法研究[D];中北大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 赵志峰,张尤赛;医学图像分割综述[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2003年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程一斌,汪松,任彬;利用弹簧模型提取物体轮廓[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年02期
2 张坤,罗立民,舒华忠,杨芳;基于Level Set方法的Visible Human Being虚拟人图像处理[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年04期
3 张雪飞;;基于GVF模型的蔬果图像快速分割方法[J];安徽农业科学;2010年05期
4 王泉;王大钧;苏先樾;;CRACK DETECTION OF STRUCTURE FOR PLANE PROBLEM WITH SPATIAL WAVELETS[J];Acta Mechanica Sinica;1999年01期
5 赵莹;张学东;;改进水平集的车辆检测算法[J];辽宁科技大学学报;2010年05期
6 张鹤;董彦麟;;一种改进的变分水平集车辆检测技术[J];辽宁科技大学学报;2011年03期
7 齐东旭;关于三角域上正交函数的研究[J];北方工业大学学报;1990年03期
8 李燕;罗四维;邹琪;;带评价系统的曲率相关有向主动轮廓模型[J];北京交通大学学报;2010年02期
9 易鑫;李雷;;基于数学形态学的snake模型图像分割[J];兵工自动化;2007年09期
10 王孝通,赵晶,金良安;视频序列中目标定位跟踪的一种新方法[J];兵工学报;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谭守标;霍剑青;郝建;王晓蒲;赵永飞;谢行恕;;高分辨率软X射线显微成像下细胞的自动提取?[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 ;A Hardware-Accelerated Segmentation Algorithm for Moving Object Generation[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 周佳男;;一种拓扑纹理图像的相位场模型分割算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 ;Edge Detection of Wood Defects in X-ray Wood Image Using Neural Network and Mathematical Morphology[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 邱雪娜;刘士荣;刘斐;朱伟涛;杜方芳;;一种基于序贯检测机制的运动目标跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 赵建;刘伟宁;;基于主动轮廓模型的海天线检测算法[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 袁兴起;韩键美;;一种基于Matlab的图像滤波算法的设计与实现[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
8 刘勋;孟骧龙;毋立芳;;基于自适应对象模型的篮球运动跟踪方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
9 曾理;刘玲慧;向才兵;;X射线图像缺陷提取方法研究[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
10 胡彦婷;木拉提·哈米提;陈建军;孔德伟;孙静;姬金虎;;Bayesian分类算法和活动轮廓模型在肝包虫CT图像分割中的应用[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(3)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 林颖;基于水平集方法的图像分割关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 韩守东;纹理建模与图切分优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
4 莫堃;基于隐式函数的曲面重构方法及其应用[D];华中科技大学;2010年
5 涂虬;智能视觉监视中目标检测与跟踪算法研究[D];华中科技大学;2010年
6 徐萧萧;基于特征学习与特征联想的视觉跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 王义文;钢球表面缺陷检测关键技术研究及样机研制[D];哈尔滨理工大学;2010年
8 辛哲奎;基于视觉的小型无人直升机地面目标跟踪技术研究[D];南开大学;2010年
9 张娜;面向脊柱微创手术机器人的图像处理与虚拟现实技术研究[D];南开大学;2010年
10 华岗;地震体数据可视化与分析研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙涛;基于DR骨密度分析系统的研究[D];南京医科大学;2010年
2 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 王捷;数字图像边缘检测方法的若干改进与应用研究[D];浙江理工大学;2010年
4 胡申宁;中医舌诊中舌色、苔色自动分类的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 李光;基于均值偏移的视频目标跟踪、检测算法研究及系统实现[D];浙江理工大学;2010年
6 陈欣欣;基于CT图像的血管分割[D];郑州大学;2010年
7 李跃;三维运动估计在织物动态仿真中的应用[D];浙江理工大学;2010年
8 孙宏伟;基于链码的视觉轨线跟踪[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 马玲;拓扑约束法在序列图像高密度细胞追踪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 许东滨;基于水平集和局部灰度阈值的神经干细胞序列图像的分割算法[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈妍;冷轧带钢表面缺陷智能检测技术的发展[J];鞍钢技术;1998年09期
2 邹国辉,袁保宗;基于 MAP 准则的图象恢复和边缘检测方法[J];北方交通大学学报;1998年03期
3 徐同莹;彭定明;王卫星;;改进的直方图均衡化算法[J];兵工自动化;2006年07期
4 毛士艺,赵巍;多传感器图像融合技术综述[J];北京航空航天大学学报;2002年05期
5 薛琴;邹道文;吕珂;欧阳晶;汪胜前;刘祝华;;基于模平方处理的小波图像增强方法[J];江西师范大学学报(自然科学版);2005年06期
6 刘哲,郝重阳,冯伟,刘晓翔,樊养余;一种基于小波系数特征的遥感图像融合算法[J];测绘学报;2004年01期
7 张永军,刘经南,张祖勋,张剑清;基于非量测CCD摄像机的钣金件误差检测[J];测绘学报;2004年02期
8 赵巍,张向前;遥感图像解译中的增强技术[J];测绘信息与工程;1997年03期
9 先武,张裕,李利平;机器视觉检测滚子表面缺陷[J];轴承;1991年06期
10 潘洪平 ,谢水生 ,董申 ,梁迎春 ,陈汝欣;钢球表面质量评价系统用展开轮的理论研究[J];轴承;2001年12期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈光和;;雾及高速公路雾天行车诱导系统与智能公路[A];第一届全国公路科技创新高层论坛论文集智能交通与机电工程卷[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘贵喜;多传感器图像融合方法研究[D];西安电子科技大学;2001年
2 李树涛;多传感器图象信息融合方法与应用研究[D];湖南大学;2001年
3 徐军;红外图像中弱小目标检测技术研究[D];西安电子科技大学;2003年
4 王慧燕;图像边缘检测和图像匹配研究及应用[D];浙江大学;2003年
5 张爱华;基于模糊聚类分析的图像分割技术研究[D];华中科技大学;2004年
6 陈向伟;机械零件计算机视觉检测关键技术的研究[D];吉林大学;2005年
7 朱铮涛;基于计算机视觉图像精密测量的关键技术研究[D];华南理工大学;2004年
8 刘循;智能交通中运动汽车检测及识别技术研究[D];四川大学;2005年
9 李文举;智能交通中图像处理技术应用的研究[D];大连海事大学;2005年
10 贾迪野;基于偏微分方程的图像平滑与分割研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王恩亮;χ射线无损探伤中缺陷的自动检测与识别[D];大连理工大学;2003年
2 夏勇;图像分割技术研究[D];西北工业大学;2004年
3 高英明;基于计算机视觉的二维检测系统的初步开发[D];大连理工大学;2004年
4 郑丽丽;基于图像识别的零件几何尺寸检测问题的研究[D];吉林大学;2004年
5 曾梅兰;基于框架分解的多传感器图像融合的研究[D];武汉理工大学;2004年
6 康涛;基于图像处理的检测系统的研究与设计[D];西安科技大学;2005年
7 董明;基于偏微分方程的图像分割技术及其应用研究[D];华东师范大学;2005年
8 甘金来;图像边缘检测算法的比较研究[D];电子科技大学;2005年
9 贾东立;基于遗传算法的图像边缘检测研究[D];西南交通大学;2005年
10 陈旭光;卫星遥感图像中机场区域的识别方法研究[D];南京理工大学;2005年
【二级引证文献】
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1 谷曙媚;刘志坚;方厚辉;;基于ROI检测的视频监控图像增强方法[J];安防科技;2011年11期
2 邢素霞;陈天华;李婧娴;;基于图像融合的驾驶员视觉增强技术研究[J];公路交通科技;2010年08期
3 郑佳;张定华;黄魁东;李向欣;;一种基于反锐化掩模的锥束CT图像自适应增强方法[J];CT理论与应用研究;2013年02期
4 蔡维;张燕;史留勇;李朋伟;;基于光学放大原理的机械零件尺寸检测技术[J];机械设计与制造;2013年07期
5 钟锦;吴昊;;雾天视频图像增强与运动目标跟踪模型及方法[J];计算机仿真;2013年08期
6 仝青山;王定杰;任涛;王艳群;;启发式算法在送货线路设计中的应用[J];公路与汽运;2012年02期
7 董超;王志明;;结合非下采样轮廓波变换和混合阶次图像扩散的图像去噪[J];小型微型计算机系统;2013年02期
8 成鹏飞;吕建平;;Hough变换和区域分离-合并相结合的分割算法[J];西安邮电大学学报;2013年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 郑佳;张定华;黄魁东;查方龙;程云勇;;基于反锐化掩膜的CT图像自适应增强方法[A];全国射线数字成像与CT新技术研讨会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 许志远;雾天降质图像增强方法研究及DSP实现[D];大连海事大学;2010年
2 胡学友;雾天降质图像的增强复原算法研究[D];安徽大学;2011年
3 曾俊;图像边缘检测技术及其应用研究[D];华中科技大学;2011年
4 嵇晓强;图像快速去雾与清晰度恢复技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
5 魏立飞;基于随机场模型的遥感影像变化检测方法研究[D];武汉大学;2011年
6 臧风妮;智能视频监控中海面舰船目标检测算法研究[D];中国海洋大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余佶;多焦面纺织纤维图像融合的研究[D];东华大学;2011年
2 王昆;图像融合技术在微小轴承表面缺陷检测中的应用[D];吉林大学;2011年
3 张新龙;基于人类视觉特性的图像增强理论及应用研究[D];合肥工业大学;2011年
4 高远飞;碳纤维复合材料实时成像检测技术[D];中北大学;2011年
5 姚婷婷;微小永磁器件坯料表面质量的视觉检测研究[D];江西理工大学;2011年
6 王建凯;基于多时相多光谱红外图像浅层地下目标探测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 张恒;雾天道路图像增强方法的研究[D];长沙理工大学;2011年
8 郝静;雾天条件下驾驶员前方环境的信息采集系统研究[D];武汉理工大学;2008年
9 梁淑艳;金属膜盒焊缝宽度在线检测技术研究[D];中北大学;2008年
10 刘广强;海上搜寻中确定扫海宽度的研究[D];大连海事大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 耿伯英,杨静宇;基于多分辨率分析及QFCM算法的图像分割方法研究[J];计算机研究与发展;2000年08期
2 马峰,唐泽圣,夏绍玮;多尺度几何活动曲线及MR图像边界提取[J];计算机学报;2000年08期
3 叶秀清;顾伟康;肖强;;快速模糊分割算法[J];模式识别与人工智能;1996年01期
4 张毅军;吴雪菁;夏良正;;二维熵图像阈值分割的快速递推算法[J];模式识别与人工智能;1997年03期
5 罗希平;田捷;诸葛婴;王靖;戴汝为;;图像分割方法综述[J];模式识别与人工智能;1999年03期
6 郑宏,潘励;基于遗传算法的图像阈值的自动选取[J];中国图象图形学报;1999年04期
7 聂生东,陈瑛,顾顺德,章鲁;磁共振颅脑图像快速模糊聚类分割算法的研究[J];中国生物医学工程学报;2001年02期
【相似文献】
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1 顾嗣杨,施鹏飞;一种用于图像边缘检测的自适应指数滤波器[J];数据采集与处理;1993年02期
2 程存学,李锋;噪声图像滤波的树型滤波器[J];数据采集与处理;1993年03期
3 梁德群;阮文;;基于模型的线性组合目标跟踪方法[J];模式识别与人工智能;1995年04期
4 ;三维彩色图像处理系统[J];电子科技大学学报;1996年01期
5 魏晓丽,殷健;物体形状位置图像处理算法[J];计算机应用;2000年09期
6 杨明,宋雪峰,王宏,张钹;面向智能交通系统的图像处理[J];计算机工程与应用;2001年09期
7 胡茂海,陶纯堪,卞松龄,高万荣,杨晓春;VC++环境下激光共焦扫描显微镜的成像实现[J];应用光学;2001年01期
8 何志彪;张新访;童敏;王同洋;周济;朱光喜;;基于IC卡的图像模糊增强算法的研究[J];计算机科学;2001年10期
9 林阿岚;;17英寸图像美工专用传统显示器 Acer P791[J];电子测试;2001年05期
10 林松涛,范成博,张钢;数字化图书馆建设中数码图像的滤波处理[J];计算机应用;2003年02期
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1 张春霞;魏小林;阳德志;王阳;盛宏至;;内旋流流化床内异重颗粒横向扩散系数的试验研究[A];第七届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2007年
2 王晓蕾;杨健;;基于图像处理技术的地基云图云量的识别[A];第三届长三角气象科技论坛论文集[C];2006年
3 梁威;沈昱明;;基于改进的Fourier描述子算法的车辆识别[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
4 杨浩;袁海文;彭琴;武新成;;基于无向图的沥青路面裂缝检测技术研究[A];2010全国虚拟仪器大会暨MCMI2010’会议论文集[C];2010年
5 魏国强;胡敏良;;图像处理技术及其在水电站泄洪雾化研究中的应用[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
6 茹海峰;殷业;;基于与图像相结合的语音端点检测方法研究[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
7 刘春桐;赵兵;张志利;仲启媛;;基于图像处理的自动瞄准系统精度研究[A];全国自动化新技术学术交流会会议论文集(一)[C];2005年
8 梁爽;鲁志波;;基于离散小波变换的图像盲水印算法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
9 黄秀声;余伟;陈银莉;;数字图像处理在网格法中的应用[A];全国炼钢连铸过程自动化技术交流会论文集[C];2006年
10 王璿;孔令富;冯建周;;基于图像的三维重建网格门户的设计[A];2006年中国机械工程学会年会暨中国工程院机械与运载工程学部首届年会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 四川 刘焱彬;数码相机的图像处理[N];电子报;2001年
2 长人 编译;专家评索尼α100[N];中国摄影报;2006年
3 孙婧;视频图像处理技术在案件中的应用[N];西部法制报;2008年
4 武文;索尼两系列电视新品亮相[N];中国质量报;2008年
5 殷幼芳;印前图像处理技术对印刷质量的影响[N];中国包装报;2005年
6 金彧;★图像处理实用小工具Qimage又推新版[N];中国电脑教育报;2002年
7 ;智能化监控对图像处理能力提出更高要求[N];中国电子报;2009年
8 本报记者 刘晖;图像处理引擎的威力[N];计算机世界;2003年
9 赵军红 编译;仿生眼睛助盲人重见光明[N];科技日报;2010年
10 ;方正Z910 针对图像处理领域[N];中国计算机报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 余庆军;智能图像处理及其在无线多媒体业务中的应用[D];华南理工大学;2004年
2 程光权;基于方向小波图像处理与几何特征保持质量评价研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 张旗;基于属性的图像分类研究[D];大连海事大学;2005年
4 王朝阳;微米云纹法及其相关的超高频制栅与数字化图像处理技术[D];清华大学;1999年
5 倪超;定量化多巴酚丁胺超声心动图负荷试验的临床研究[D];中国协和医科大学;1995年
6 张东梅;车载平台变形测量技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
7 刘斌;微小三维尺寸自动光学检测系统的关键技术研究[D];天津大学;2010年
8 王保平;基于模糊技术的图像处理方法研究[D];西安电子科技大学;2004年
9 石永华;基于视觉传感的药芯焊丝水下焊接焊缝自动跟踪系统[D];华南理工大学;2001年
10 王明祥;独立分量分析方法及在图像处理中的应用研究[D];上海大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邹洋;基于图像处理的摇表读数系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 谢虎;基于CCD图像处理的汽车主动安全系统的研究[D];东北大学;2008年
3 裴暑云;基于嵌入式ARM的图像处理的物料分级系统的研究[D];武汉工业学院;2010年
4 朱杰;数字图像处理技术在螺纹检测中的应用研究[D];河北科技大学;2010年
5 陈帅;基于图像处理的监控时延自动化测试系统[D];南京理工大学;2012年
6 汤婵;图像处理课程学习平台的设计与开发[D];华东师范大学;2010年
7 王娜;基于图像处理的玉米叶部病害识别研究[D];石河子大学;2009年
8 陈亭;基于IDL的水质污染监测可视化设计与实现[D];电子科技大学;2010年
9 崔明;焊缝光纹快速提取算法研究[D];沈阳大学;2010年
10 孟宣宣;基于高速摄像技术的光纤激光焊接过程研究[D];华中科技大学;2011年
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