复轮廓波包的构造及其图像去噪应用

一般的轮廓波变换只对信号的低频部分进行分解,却忽略了信号的高频部分,因而丢失了丰富的细节和纹理信息,为了克服这种缺陷,本文利用解析的双树复小波包变换和非抽样方向滤波器组,构造了复轮廓波包变换,并提出一种基于相邻系数阈值分类的复轮廓波包图像去噪算法.新的变换除了具有多分辨率、局部性、多方向性和各向异性的特点外,还具有平移不变性和更丰富的方向分量.仿真试验结果表明,构造的复轮廓波包变换能够有效地抑制伪Gibbs现象,并且保护更多的边缘和纹理等细节,其PSNR值和视觉质量均优于一般的去噪方法.     

架构于双树轮廓波方向及相位特征的纹理图像分割

考虑到纹理的方向及相位特性,提出一种基于双树轮廓波变换的纹理图像分割新方法.双树轮廓波由塔型双树方向滤波器组构建,它不仅保持了轮廓波灵活的方向选择性,克服了传统轮廓波不具有移不变性的缺点,而且提供了复子带系数.本文以各方向子带的能量作为方向特征,复系数的平均相角作为相位特征,生成特征向量,利用模糊C均值聚类算法进行纹理图像分割.实验结果表明,相位特征是方向特征的有效补充,与传统方法相比,该方法在分割错误率、边缘准确性以及区域一致性等方面均有明显的改善.     

架构于双树轮廓波方向及相位特征的纹理图像分割

考虑到纹理的方向及相位特性,提出一种基于双树轮廓波变换的纹理图像分割新方法.双树轮廓波由塔型双树方向滤波器组构建,它不仅保持了轮廓波灵活的方向选择性,克服了传统轮廓波不具有移不变性的缺点,而且提供了复子带系数.本文以各方向子带的能量作为方向特征,复系数的平均相角作为相位特征,生成特征向量,利用模糊C均值聚类算法进行纹理图像分割.实验结果表明,相位特征是方向特征的有效补充,与传统方法相比,该方法在分割错误率、边缘准确性以及区域一致性等方面均有明显的改善.     

基于双树复小波与波原子的图像扩散滤波

图像的非线性扩散滤波来源于热方程的思想,其关键在于计算适当的扩散系数和控制扩散方向. 在已有的扩散模型中,由于扩散系数仅依赖于图像的梯度,因而这类模型容易受噪声的干扰;同时,图像的细节信息(如纹理)容易被误认为是噪声而被去除. 为克服这些不足,首先给出了一种采用双树复小波变换计算扩散系数的方法;然后设计了一种用于图像滤波的非线性扩散模型,最后提出了基于双树复小波变换和波原子阈值相结合的图像滤波算法. 仿真结果表明,所提出的算法在对含噪图像滤波的同时,能够较好地保持图像的边缘和纹理等细节信息. 关键词： 图像扩散滤波 非线性扩散 波原子 双树复小波变换     

双密度复小波与系数相关性的红外图像去噪北大核心CSCD

为了去除红外图像中高斯噪声的同时,更好地保持和恢复图像的纹理边缘和细节特征,提出了基于双密度复小波与系数相关性的红外图像去噪方法。该方法充分利用双密度双树复小波在图像处理上的优势:图像信息的平移不变性、图像纹理细节的多方向选择性等,基于对图像小波系数分布的假设,根据当前小波系数与其父、子小波系数的相关性,对无噪的小波系数作贝叶斯估计,以恢复无噪的红外图像,最后对去噪图像进行引导滤波,去除图像的波纹效果。实验数据显示,该方法在EPI和FSIM以及图像的视觉效果上优于部分现有算法,证明该方法在噪声去除、纹理边缘的保持和恢复上具有更好的性能。     

基于非冗余轮廓波的图像质量可伸缩编码算法

提出一种用非冗余轮廓波的中低比特率图像质量可伸缩编码算法。该算法采用双正交小波分解和方向滤波器组(DFB)实现图像的非冗余稀疏表示, 不但具有轮廓波对图像中线状奇异性边缘和纹理细节的稀疏表示特点, 而且克服了轮廓波变换系数4/3冗余的缺点。算法中对图像非冗余轮廓波系数各子带系数分布进行统计分析, 通过对变换系数的重新组合, 构造了有利于图像编码的空间方向树结构, 并统计验证了其零树特性, 采用分级树集合分裂和阈值量化达到图像质量可伸缩的嵌入式编码。实验结果表明,其解码算法在中低比特率压缩情况下, 压缩后重构图像的感知质量明显优于小波域SPIHT,JPEG2000编码标准, 峰值信噪比PSNR值与JPEG2000相当, 而图像纹理和边缘细节的视觉效果优于JPEG2000和小波域SPIHT算法。     

基于Contourlet变换与FLD的人脸表情识别方法

提出了一种基于Contourlet变换与FLD的人脸表情特征提取方法。Contourlet变换是一种新的多尺度几何分析方法,它在具备小波变换的多分辨率特性和时频局部特性的同时,还具有很强的多方向选择性和各向异性。图像经过Contourlet变换后的低频分量可体现表情的概貌,高频方向子带可体现表情的轮廓和纹理等细节。将低频分量与部分高频方向子带结合起来作为整体特征,可压缩图像的数据量,并能够体现表情的本质特征。首先用Fisher线性判别法(FLD)进行特征提取,然后采用K-近邻法进行分类。实验证明,该方法比经典的FLD方法有着更快的特征提取速度和更高的表情识别率。     

结合小波域变换和空间域变换的图像增强方法

提出了一种结合了小波域和空间域处理方法的图像增强算法. 该算法首先对小波域中的高频系数进行修正,使图像具有更好的局部对比度和更丰富的细节,由于双树复小波变换（Dual-tree Complex Wavelet Transform,DT CWT）具有更好的方向选择性,在小波变换的过程中选用了这一方法;然后,通过空间域中的非线性变换,调整图像的整体对比度. 该算法可根据图像本身的特性实现参数的自动选择. 经过本文方法的处理所得的图像,无论在视觉效果上还是在统计上,都优于前人工作的结果.     

基于方向-频率分解的旋转不变性纹理分类

提出了一种用于纹理分类的旋转不变性特征提取的新算法.该算法是将一定大小的图像进行二维傅里叶变换;其次在变换后的图像中央选择一个圆盘区域,并在方向[0°,180°]内进行等间隔角度频率抽样,实现方向分解,使用一组复Morlet小波对每个方向上的映射切片进行小波变换,从而实现多通道频率分解;在各个频率通道中计算均值和方差作为特征,并利用线性回归模型计算频率通道之间的关系特征;将特征沿方向进行一维傅里叶变换并取其幅值,从而得到旋转不变性特征.实验结果表明所提取的特征具有较好的旋转不变性,与其它算法相比具有更好的分类性能,并且对无旋转纹理分类也能产生较好的分类结果.     

基于对偶树复小波变换的红外弱小目标背景抑制

为解决结构化背景的抑制,利用对偶树复小波良好的方向选择性、平移不变性和可精确重构的特点,提出了一种基于对偶树复小波变换的红外弱小目标背景抑制方法.首先利用对偶树复小波变换对图像进行分解提取多尺度细节特征,然后采用最大中值滤波对各分解层的小波系数进行非线性地调整来改变目标特征的强度,重构获得估计的背景图像,最终从原图中减去所估计的背景图像实现背景抑制.基于真实的红外图像序列进行实验.结果表明：与二维最小均方误差法相比,该方法从主观视觉和数值指标都具有良好的抑制效果.     

Image denoising using trivariate prior model in nonsubsampled dual-tree complex contourlet transform domain and non-local means filter in spatial domain

Image denoising is always the basic problem of image processing, and the main challenge is how to effectively remove the noise and preserve the detailed information. This paper presents a new image denoising algorithm based on the combination of trivariate prior model in nonsubsampled dual-tree complex contourlet transformlet transform (NSDTCT) domain and non-local means filter (NLMF) in spatial domain. Firstly, NSDTCT is constructed by combining the dual-tree complex wavelet transform (DTCWT) and nonsubsampled directional filter banks (NSDFB). The noisy image is decomposed by using NSDTCT. Secondly, based on the correlation between the interscale and intrascale dependencies of NSDTCT coefficients, the distribution of the high frequency coefficients is modeled with the trivariate non-Gaussian distribution model. A nonlinear trivariate shrinkage function is derived in the framework of Bayesian theory, and then the denoised coefficients are obtained and inverse NSDTCT is performed to get the initial denoised image. Finally, NLMF is used to smooth the initial denoised image. Simulation experiment shows that our algorithm can obtain better performances than those outstanding denoising algorithms in terms of peak signal-to-noise ratio (PSNR), mean structural similarity (MSSIM) as well as visual quality.     

Synthetic Aperture Radar image nonlinear enhancement algorithm based on NSCT transform

Due to the imaging mechanism, Synthetic Aperture Radar (SAR) images are susceptible to speckle noise, which affects radar image interpretation. So image denoising and enhancement are important topics of improving SAR image performance. A nonlinear image enhancement algorithm based on nonsubsampled contourlet transform (NSCT) is proposed in this paper. The image is decomposed into coefficients of different scales and directions through nonsubsampled contourlet transform. It is denoised by the threshold method of the multi-scale product of NSCT coefficients. Then thresholds of the nonlinear enhancement function are determined according to the coefficients of each scale. The two parameters of the function, among which one is used to control the range of enhancement and the other can determine the strength of enhancement, are obtained by solving nonlinear equations. The coefficients processed by the enhancement function are used to reconstruct the image. The simulation results on the Matlab platform show that the algorithm has a good effect of enhancing details of images and suppressing noise signals meanwhile.     

基于小波包变换的红外与可见光图像融合

针对红外与可见光图像特点,提出一种基于小波包变换的融合算法。该算法先对源图像进行小波包分解,得到低频分量和各带通方向子带分量,并对不同分量采用不同的融合规则进行融合处理,得到各融合系数,然后经小波包重构获得融合图像。该方法可提取源图像细节信息,取得较好的融合效果。     

基于拉普拉斯塔型变换的Contourlet变换频谱混叠特性分析

针对Contourlet变换存在频谱混叠的问题,立足于拉普拉斯(Laplace)塔型变换的分析研究,指出了Contourlet变换频谱混叠的根本原因在于Laplace塔型变换中两个低通滤波器不满足Nyquist抽样定律,致使阻带截全频率大于π/2,导致Contourlet变换的频谱混叠.基此.设计了满足Nyquist抽样定律的低通滤波器,提出了一种新型的Contourlet变换,即抗混叠Contourlet变换.抗混叠Contourlet变换有效地抑制了频谱混叠,基函数的空频局域件均明显优于Contourlet.通过对Barbara图像的硬阈值去噪实验研究结果表明,抗混叠Contourlet变换去噪在峰值信噪比(PSNR)上高出Contou[et变换2.3 dB(噪声均方差为30),去噪效果好,同时还有效抑制了Contoulet变换去噪后的"划痕"现象,图像的视觉效果更佳.     

基于非抽样Contourlet变换的彩色图像数字水印算法

研究了小波变换和Contourlet变换的不足,利用非抽样Contourlet变换的多尺度性、多方向性以及平移不变性特征进行彩色图像数字水印.先对图像进行非抽样Contourlet变换得到不同尺度不同方向上的系数.然后为了满足水印的不町见性和稳健性,在低频系数和高频系数中采用不同的嵌入强度.并依据人类视觉的彩色感知特性,在蓝色分量中嵌入较多水印,在其他颜色分量选取变换系数能量最大的区域嵌入水印.与同样嵌入规则的Contourlet变换算法和平稳小波变换算法相比.该算法具有更好的稳健性,利用该算法得到的水印相似度更高,最高町提高约0.5.     

基于小波包分析二次阈值去噪图像复原方法

提出了基于小波包分析的二次去噪复原的图像复原新方法。利用小波包分析在信号去噪中对图像信号高频部分更加灵活、更加精确的局部分析能力,针对低信噪比模糊图像,通过选取较小的阈值,交替地进行了两次预去噪处理和复原。采用PML算法,实验比较了小波包阈值一次去噪法和二次去噪法。实验表明,二次去噪法由于阈值取值较小,对退化图像信息的能量分布改变较小,可以获得比一次去噪法更加良好的复原效果。     

短数据量动态光散射颗粒测量信号去噪方法

在动态光散射测量中,采用自相关法对测量信号进行去噪,其去噪效果受数据量影响。根据噪声和信号的不同特点,采用小波包变换对信号进行去噪,能够提高信噪比,改善粒径反演结果。采用两种去噪方法,对粒径为100 nm颗粒的散射信号进行去噪并反演,小波包去噪法能够改善粒径误差0.88%~6.41%。在不同数据量下,由两种去噪法的反演结果对比看出,在短数据量时,小波包去噪效果更好,当数据量大于1×106时,两种去噪法效果相差不大。因此,小波包去噪法更适合于短数据量的动态光散射颗粒测量。     

一种新颖的Contourlet域中子辐射图像降噪方法

由于受CCD相机、中子散射及控制电路等因素的影响,数字中子照相系统所获图像常被噪音污染,抑制噪音对于提高数字中子照相系统图像质量具有重要意义.利用多尺度几何分析能捕获图像几何结构的特性,提出一种新颖的基于contourlet变换的图像去噪方法通过计算方差一致性测度（VHM）,确定局部自适应窗口,从而最优估计contourlet系数的阈值萎缩因子,对contourlet系数进行萎缩,实现降噪功能.该方法将阈值去噪法与基于子带相关的图像去噪法相结合,充分利用在同一方向子带中沿边缘或轮廓contourlet系数的相关性,它能实现"去噪"和"保留信号"之间的平衡.实验结果表明,该方法在峰值信噪比指标上优于传统的contourlet系数硬阈值处理方法及维纳滤波方法,能有效地抑制图像噪音,同时适合于中子辐射图像的处理.     

一种基于非下采样Contourlet变换多聚焦图像融合算法

针对现有小波类图像融合算法的不足,提出了一种基于非下采样Contourlet变换多聚焦图像融合算法,并在Contourlet域中引入了局部区域可见度以及局部方向能量的概念.针对低频子带系数和各带通方向子带系数分别提出了基于局部区域可见度以及基于局部方向能量的系数选择方案.通过对多聚焦图像融合的仿真实验,表明该算法相对于传统的基于离散小波变换和离散小波框架变换融合算法能够有效减少有用信息的丢失以及虚假信息的引入,同时能够从源图像中提取更多的有用信息并注入到融合图像中, 得到更好视觉效果和更优量化指标的融合图像.     

结点阈值小波包变换图像去噪新算法

小波包变换是小波变换的推广,可视为普通小波函数的线性组合,具有灵活的时频分析能力,随着分解层数的增加,小波包分解能够在所有的频率范围聚焦。提出一种应用结点阈值小波包变换的新型图像去噪算法。利用小波包变换对含噪图像进行分解,在图像信号的子带层次上进行结点阈值操作,采用软阈值的方法进行阈值处理,结点噪声采用谱熵法估计,并使用峰值信噪比评估去噪后的图像质量。实验结果表明,相比于使用其它阈值方法的小波包图像去噪算法,该算法具有更好的图像去噪性能。