抗混叠轮廓波域采用压缩感知的云图融合方法

提出一种采用压缩感知的云图融合方法.该方法针对传统轮廓波存在频谱混叠的缺点,结合抗混叠塔式滤波器组和方向滤波器组,构造出一种抗混叠的轮廓波变换,并将其引入压缩感知中的稀疏表示环节,将云图分解成稠密和稀疏两部分;对稠密成份采用传统方法进行融合,而对稀疏成份,则在压缩感知框架下,通过少数线性测量的融合,并采用二步迭代收缩的...     

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。     

分块稀疏信号1-bit压缩感知重建方法

1-bit压缩感知理论指出:对稀疏信号进行少量线性投影并对投影信号进行1-bit量化,该1-bit信号包含足够的信息,从而能对原始信号进行高精度重建.然而,当信号难以进行稀疏表达时,传统1-bit压缩感知算法无法精确重建原始信号.前期研究表明,分块稀疏模型作为一种特殊的结构型稀疏模型,对于难以用传统稀疏模型进行表达的信号具有较好的表达作用.本文提出了一种针对分块稀疏信号的1-bit压缩感知重建方法,该方法利用分块稀疏的统计特性对信号进行数学建模,通过变分贝叶斯推断方法进行信号重建并在光电容积脉搏波(photoplethysmography)信号上进行了实验验证.实验结果表明,与现有1-bit压缩感知重建方法相比,本文方法重建精度更高,且收敛速度更快.     

基于两级压缩感知的脉冲星时延估计方法

为了快速获得高精度的脉冲星累积脉冲轮廓时延估计,提出了一种基于两级压缩感知的时延估计方法.压缩感知主要包括三个部分:字典、测量矩阵、恢复算法,其中字典尺寸是影响压缩感知估计精度的重要因素.针对压缩感知中字典的原子数增加虽能提高估计精度但又带来计算量大的问题,该方法采用粗估计与精估计两级字典相结合,先利用粗估计字典原子间隔大的特点进行累积脉冲轮廓全相位估计,得到预估时延值,再利用精估计字典的原子间隔小且个数少适合局部估计的特点对累积脉冲轮廓进行精确时延估计.理论分析与实验结果表明:两级字典数据量比传统字典小两个数量级,在相同的时延估计精度下,该方法比传统压缩感知方法计算量大幅度减少,是一种能保持高估计精度并有效降低计算量的脉冲星时延估计方法.     

结合NSDTCT和稀疏表示的遥感图像融合

为了提高全色图像与多光谱图像的融合质量,提出一种基于非下采样双树复轮廓波变换和稀疏表示的图像融合算法.对多光谱图像进行亮度-色度-饱和度变换,再对亮度分量和全色图像进行直方图匹配及亮度平滑滤波处理.利用非下采样双树复轮廓波变换处理亮度分量和全色图像,得到对应的高低频系数.对于低频系数,利用稀疏表示进行融合,采用空间频率和l1范数双指标取大的融合规则得到稀疏表示系数;对于高频系数,将改进的拉普拉斯能量和作为脉冲耦合神经网络的外部输入项,提出了改进的脉冲耦合神经网络的融合策略.最后进行非下采样双树复轮廓波逆变换和亮度-色度-饱和度逆变换得到融合结果.实验结果表明,该算法最大限度地保留光谱信息的同时可以提高空间分辨率,视觉效果及客观指标均优于经典的融合算法.     

时变水声信道的动态压缩感知估计

水声多径信道具有的稀疏特性已被应用于设计稀疏估计方法提高信道估计性能。然而,水声信道具有的快速时变特性,给传统稀疏信道估计方法带来了很大的困难。考虑到水声信道除了高时变性多径,还存在着相对静止,缓慢变化的直达径或者海底反射径,通过将水声信道建模为由静态和时变稀疏支撑集组成,把时变水声信道估计转化为动态压缩感知问题。结合卡尔曼滤波和压缩感知理论,并采用原始对偶追踪算法求解Dantzig selector模型,从而实现对复数域基于卡尔曼滤波器的压缩感知稀疏求解问题的处理。信道时变条件下的数值仿真及基于信道估计的判决反馈均衡器的海上实验结果表明,该算法相对经典的正交匹配追踪和最小二乘QR分解算法具有较明显的性能改善。从而说明,通过对时变水声信道进行动态压缩感知估计可有效提高估计性能。     

基于图像二维小波多尺度分解傅里叶变换轮廓术

应用傅里叶变换轮廓术测量物体三维面形时,当被测物体形状复杂或是被噪声严重污染时,导致频谱分布展宽,发生频谱混叠现象,基频提取困难,无法准确恢复物体的三维面型.提出了基于小波分解的傅里叶变换轮廓术,采用小波变换的方法对变形条纹图进行二维多尺度分解,重构被测物的背景图像,滤出图像的零频成分,得到相对变形条纹.运用小波变换与傅里叶变换轮廓术相结合的方法,只需拍摄一幅变形条纹图,将被测物体与背景分离,不受背景成分的影响,且易于基频信息的提取,降低了对滤波器的要求.实验证明该方法较好地防止了频谱的混叠问题,提高了测量范围与解相精度.     

基于DS证据理论和压缩感知的WSN数据融合策略设计

为了降低WSN数据量和延长网络生命周期,设计了一种基于DS证据理论和压缩感知的WSN混合数据融合策略;首先,在分簇协议的基础上引入了基于DS证据理论和压缩感知的混合模型,然后,采用改进的DS对所有簇成员节点的基本信度分配函数进行加权处理,在簇头处采用加权和归一化的信度分配函数计算证据对各命题的支持程度,将支持程度较大的若干命题作为DS融合结果,在此基础上采用压缩感知方法通过构造测量矩阵对融合结果进行稀疏化表示,并在基站处对稀疏信号进行重构;仿真实验表明,文中方法能有效地实现数据融合,且和其他方法相比,具有重构误差较小和网络生命周期较长的优点,具有较大的优越性。     

基于深度玻尔兹曼模型的红外与可见光图像融合

为了克服红外与可见光图像融合时噪声干扰及易产生伪影导致目标轮廓不鲜明、对比度低的缺点,提出一种基于深度模型分割的图像融合方法.首先,采用深度玻尔兹曼机学习红外与可见光的目标和背景轮廓先验,构建轮廓的深度分割模型,通过Split Bregman迭代算法获取最优能量分割后的红外与可见光图像轮廓;然后再使用非下采样轮廓波变换对源图像进行分解,并针对所分割的背景轮廓采用结构相似度的规则进行系数组合;最后进行非下采样轮廓波反变换重构出融合图像.数值试验证明,该算法可以有效获取目标和背景轮廓均清晰的融合图像,融合结果不但具有较高的对比度,还能抑制噪声影响,具有有效性.     

一种多距离融合的大深度测量范围相移阴影叠栅轮廓术

针对传统阴影叠栅轮廓术深度测量范围有限的问题,根据阴影叠栅条纹对比度的变化特点,提出了大深度范围内的阴影叠栅轮廓新型测量方法。该方法将光栅置于不同的高度,在物体表面形成叠栅条纹,通过将不同高度范围内的条纹相位测量结果相互融合,实现了大深度范围内的阴影叠栅轮廓测量。分析了光栅处于不同位置时叠栅条纹的相位分布特点,提出了基于重叠区域的相位融合方法和误差补偿方法。通过实验验证了所提出方法的可行性和准确性。     

An adaptive fusion approach for infrared and visible images based on NSCT and compressed sensing

A novel nonsubsampled contourlet transform (NSCT) based image fusion approach, implementing an adaptive-Gaussian (AG) fuzzy membership method, compressed sensing (CS) technique, total variation (TV) based gradient descent reconstruction algorithm, is proposed for the fusion computation of infrared and visible images.Compared with wavelet, contourlet, or any other multi-resolution analysis method, NSCT has many evident advantages, such as multi-scale, multi-direction, and translation invariance. As is known, a fuzzy set is characterized by its membership function (MF), while the commonly known Gaussian fuzzy membership degree can be introduced to establish an adaptive control of the fusion processing. The compressed sensing technique can sparsely sample the image information in a certain sampling rate, and the sparse signal can be recovered by solving a convex problem employing gradient descent based iterative algorithm(s).In the proposed fusion process, the pre-enhanced infrared image and the visible image are decomposed into low-frequency subbands and high-frequency subbands, respectively, via the NSCT method as a first step. The low-frequency coefficients are fused using the adaptive regional average energy rule; the highest-frequency coefficients are fused using the maximum absolute selection rule; the other high-frequency coefficients are sparsely sampled, fused using the adaptive-Gaussian regional standard deviation rule, and then recovered by employing the total variation based gradient descent recovery algorithm.Experimental results and human visual perception illustrate the effectiveness and advantages of the proposed fusion approach. The efficiency and robustness are also analyzed and discussed through different evaluation methods, such as the standard deviation, Shannon entropy, root-mean-square error, mutual information and edge-based similarity index.     

基于区域分割和Counterlet变换的图像融合算法

提出了一种基于区域分割和Contourlet变换的图像融合算法。首先,对各源图像做区域分割,并利用区域能量比和区域清晰比的概念来度量和提取区域信息;然后,对各源图像进行多尺度非子采样Contourlet分解,分解后的高频部分采用绝对值取大算子进行融合,低频部分则采用基于区域的融合规则和算子进行融合;最后进行重构得到融合图像。对红外与可见光图像进行了融合实验,并与基于像素的àtrous小波变换和Contourlet变换的融合效果进行了比较。结果表明,采用本文算法的融合图像既保留了可见光图像的光谱信息,又继承了红外图像的目标信息,其熵值高于基于像素的融合方法约10%,交叉熵仅为基于像素的融合方法的1%左右。     

基于非亚采样Contourlet变换的PET/CT图像融合

提出了一种新的基于非亚采样Contourlet变换的PET/CT图像融合方法。通过非亚采样金字塔(NSP)和非亚采样方向滤波器组(NSDFB)实现对图像的多尺度多方向分解。在融合处理中,对分解图像所得的高频及低频系数,根据不同分解面的特性,采用不同的加权规则进行融合。该方法既保留了Contourlet变换方法的多分辨率特性,又具有平移不变性。实验结果表明,相对于传统的拉普拉斯金字塔变换法、小波变换法和Contourlet变换法等,取得了更佳的融合效果。     

Pulse Coupled Neural Network-Based Multimodal Medical Image Fusion via Guided Filtering and WSEML in NSCT Domain

Multimodal medical image fusion aims to fuse images with complementary multisource information. In this paper, we propose a novel multimodal medical image fusion method using pulse coupled neural network (PCNN) and a weighted sum of eight-neighborhood-based modified Laplacian (WSEML) integrating guided image filtering (GIF) in non-subsampled contourlet transform (NSCT) domain. Firstly, the source images are decomposed by NSCT, several low- and high-frequency sub-bands are generated. Secondly, the PCNN-based fusion rule is used to process the low-frequency components, and the GIF-WSEML fusion model is used to process the high-frequency components. Finally, the fused image is obtained by integrating the fused low- and high-frequency sub-bands. The experimental results demonstrate that the proposed method can achieve better performance in terms of multimodal medical image fusion. The proposed algorithm also has obvious advantages in objective evaluation indexes VIFF, Q_W, API, SD, EN and time consumption.     

An improved fusion algorithm for infrared and visible images based on multi-scale transform

In this paper, an improved fusion algorithm for infrared and visible images based on multi-scale transform is proposed. First of all, Morphology-Hat transform is used for an infrared image and a visible image separately. Then two images were decomposed into high-frequency and low-frequency images by contourlet transform (CT). The fusion strategy of high-frequency images is based on mean gradient and the fusion strategy of low-frequency images is based on Principal Component Analysis (PCA). Finally, the final fused image is obtained by using the inverse contourlet transform (ICT). The experiments and results demonstrate that the proposed method can significantly improve image fusion performance, accomplish notable target information and high contrast and preserve rich details information at the same time.     

一种基于方向窗特性的Contourlet域的多聚焦图像融合算法

针对同一场景多聚焦图像的融合问题,提出了一种基于方向区域特性的Contourlet域多聚焦图像融合算法.该算法对图像进行Contourlet变换,分解为不同尺度、不同方向的高低频子带|低频和高频子带分别采用方向区域的方差匹配度和能量作为融合规则|最后通过反变换得到融合图像.结果表明,所提出的方向区域方法能够更好地体现二维图像中的曲线或直线状边缘特征,是一种有效可行的图像融合算法.     

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.     

Region-based fusion of infrared and visible images using nonsubsampled contourlet transform

With the nonsubsampled contourlet transform (NSCT), a novel region-segmentation-based fusion algorithm for infrared (IR) and visible images is presented.The IR image is segmented according to the physical features of the target.The source images are decomposed by the NSCT, and then, different fusion rules for the target regions and the background regions are employed to merge the NSCT coefficients respectively.Finally, the fused image is obtained by applying the inverse NSCT.Experimental results show that the proposed algorithm outperforms the pixel-based methods, including the traditional wavelet-based method and NSCT-based method.