用相干光实现Walsh变换

本文采用相干光方法对Walsh变换进行了具体的实验研究。设计了五平面的相干光变换装置,实现了一维八序的Walsh变换,给出了变换频谱。对于二维Walsh变换原则上也是适用的。 关键词：     

基于卷积高斯混合模型的统计压缩感知

高斯混合模型被广泛应用于统计压缩感知中信号先验概率分布的建模.利用高斯混合模型对图像的概率分布进行建模时,通常需要先对图像分块,再对图像块的概率分布进行建模.本文提出卷积高斯混合模型对整幅图像的概率分布进行建模.通过期望极大化算法求解极大边缘似然估计,实现模型中未知参数的估计.此外,考虑到在整幅图像上计算的复杂度较高,本文在卷积高斯混合模型和压缩测量模型中引入循环卷积,所有的训练和恢复过程都可以利用二维快速傅里叶变换实现快速运算.仿真实验表明,本文所提的MMLEconvGMM算法的恢复性能要优于传统的压缩感知算法的恢复性能.     

基于Karhunen-Loève变换和小波谱特征矢量量化的三维谱像数据压缩

提出了基于Karhunen Lo埁ｖｅ变换的小波谱特征矢量量化三维谱像数据压缩方法耍幔颍瑁酰睿澹?Lo埁ｖｅ变换 /小波变换 /小波谱特征矢量量化方法应用了Karhunen Lo埁ｖｅ变换的消除谱相关性优良性能 ,应用二维小波变换消除空间相关性 ,在小波变换域内应用二维集分割嵌入块编码和一维谱特征矢量量化对三维谱像数据压缩 ,获得较高的压缩性能。实验结果表明 :Karhunen Lo埁ｖｅ变换 /小波变换 /小波谱特征矢量量化编码比Karhunen Lo埁ｖｅ变换 /小波变换 /改进对块零树编码和Karhunen Lo埁ｖｅ变换 /小波变换 /快速矢量量化编码方法在同样压缩比条件下 ,峰值信噪比提高 2dB和 1dB以上 ,而速度提高了 1.5和 8倍 ,整体压缩性能有较大的提高     

一种基于重叠块的遥感图像压缩算法

以大图像块或整个图像为处理单元的图像编码算法需要大量的内存来缓存图像,且编码过程中也会消耗大量内存,这种直接分块算法往往带来方块效应,影响图像的恢复质量。提出了以重叠块为单位的提升小波变换的方法,重叠分块可减小编码器对大块内存的需求,同时还可去除分块引入的方块效应。在变换中提出了多级并行分解方法,提高了分解效率。在对重叠块提升小波变换后的子带进行了统计分析,采用了DPCM与SPIHT相结合的方法。对直接分块、重叠分块、不分块算法进行了对比实验。结果表明,经重叠分块算法压缩的遥感图像具有较高的恢复质量。     

基于双混沌置乱和扩频调制的彩色图像盲水印算法

提出了一种新的适应彩色图像的盲水印算法,先对宿主图像的绿色分量以8×8像素分块进行离散余弦变换(DCT)变换,用logistic映射生成两个混沌序列,然后用混沌序列置乱加密二值水印图像,并用两个互不相关的伪随机序列扩频调制水印,最后将调制好的水印嵌入到DCT变换域的中频子带系数上,进行分块DCT反变换得到水印化图像.提取水印时,通过比较两个伪随机序列和水印化图像的相关性大小来提取水印,不需要原始图像的参与,为盲提取水印算法.实验结果证明本文算法能有效地抵抗JPEG压缩、加噪、剪切等常见攻击,绿色分量嵌入水印比红色和蓝色分量嵌入水印能更好地抵抗JPEG压缩的攻击.     

改进的对块零树编码压缩方法对超光谱数据压缩

提出了对块零树的预测二值标量量化压缩编码方法，给出了压缩比公式，并应用此压缩编码实现了对超细光谱数据的压缩，该压缩编码方法既具有小波零树压缩编码高压缩比和宜于实时实现的特点，同时具有编码，解码速度快和易于实时传输等优点，实验结果表明，改进的对块零树编码压缩（IBBZTC）方法在不传输剩余误差的情况下，达到190倍的压缩比时，峰值信噪比仍然在30dB以上，压缩性能优于KL变换－静止图像压缩（KLT－JPEG），小波变换－矢量量化（WT－VQ），小波变换一零树矢量量化（WT－ZTVQ）和对块零树编码压缩方法。     

基于小波分解系数的贝叶斯人脸识别方法

本文给出了贝叶斯人脸识别方法中匹配准则的多个近似表达式及一种实用的快速计算方法.在此基础上,利用反对称双正交小波变换的微分算子功能,提出了一种利用两幅人脸图象的小波变换系数差作为模式矢量的贝叶斯人脸识别方法,并利用AR人脸图象库进行了实验.实验结果表明本文方法与基于图象灰度的类似方法相比,识别率提高8%左右.此外本文方法也提供了一条在图象压缩数据域中实现人脸识别的可能途径.     

二维提升的CDF(1,3)小波结合改进的SPIHT的渐进性无损图像压缩方法

针对传统小波变换计算复杂的缺点和多级树集合分裂算法(SPIHT)编码过程重复运算、存储量大的问题,提出了一种二维提升的CDF(1,3)小波结合改进的SPIHT的渐进性无损图像压缩方法。对整数CDF(1,3)双正交小波变换实现二维提升,利用提升的小波对图像做变换,提高了运算速度、便于硬件实现。对SPIHT算法加以改进,根据各个子图像的不同特点,改变扫描路线,采用四路并行分块处理的方法,提高了编码速度,降低了编解码过程的运算复杂度和时间消耗。利用提升的CDF(1,3)小波变换结合改进的SPIHT实现了渐进性无损图像压缩,证明了二维提升方案的有效性。     

基于1+2维小波变换的多光谱图像压缩

提出利用1+2维小波变换技术对多光谱遥感图像进行近无损压缩.使用嵌入式块截断算法压缩谱内图像;谱间变换使用短滤波器进行1维小波变换,去除多光谱图像的谱间冗余.实验证明,加入谱间的1维变换比不加入变换,而仅仅对每个波段图像进行压缩的压缩比提高20%.整个算法是嵌入式的,复杂度适中.编码的比特流具有渐进式特性,可以过渡为高压缩比的有损压缩.     

压缩图像的三维混沌加密算法

为保证数字图像的安全性,提出了一种压缩图像的三维混沌加密算法。该算法是通过对已压缩的数据流进行加密而实现的。首先采用基于小波的Contourlet变换的类等级树集合分割(SPIHT)编码算法对明文图像进行压缩,得到压缩数据流,然后将压缩数据流映射为一个三维位矩阵;利用Lorenz混沌映射产生混沌序列,并对其进行预处理得到比特值序列,根据比特值序列对上述三维位矩阵进行置乱和替代操作;将置乱和替代后的位矩阵重新映射为数据流,并对其进行解码和反变换操作,得到加密后的压缩图像。实验结果表明,产生的比特值序列具有较好的随机性,加密算法的密钥空间很大,对密钥非常敏感,子密钥和明文有关,能有效抵抗已知明文攻击,结合压缩技术,能有效提高存储和传输效率。     

一种多视点视频自动颜色校正系统

针对多视点视频系统中视点间图像颜色不一致的问题,提出了一种多视点视频自动颜色校正系统。通过求取目标图像和源图像间的颜色校正矩阵,判断其是否满足全局校正的要求;对不满足要求的图像,通过图像分割和K-L变换(Karhunen-Loeve transform),建立起目标图像和源图像中各分割区域间的局部映射关系,并通过感兴趣区域匹配,来实现对源图像的校正,最后通过视频跟踪技术实现对视频图像的校正。以标准的多视点测试图像集为例,通过将新方法与直方图匹配、全局一维线性校正算法等进行比较,表明新方法能消除匹配失真的影响,且具有较好的颜色校正效果。研究结果表明该系统可以很好地揭示图像间的颜色变化关系,并且具有很好的内容自适应性,是一种有效的多视点视频图像系统颜色校正方法。     

Multilevel region of interest guided bit allocation for multiview video coding

Multiview video coding (MVC) is an efficient compression scheme, by which the large amount of multiview video data can be effectively processed. However, it ignores the characteristics of the human visual system. In this paper, we propose a multilevel region of interest (ROI) based bit allocation strategy for MVC, which can take advantage of the visual redundancy to improve encoding efficiency. First, the macro block (MB) saliency is derived from depth information of the video sequence, and the multilevel ROI segmentation is conducted based on the MB saliency distribution. Then, the multiview video bit allocation strategy based on multilevel ROI is proposed. We have evaluated system performance with several multiview video sequences in JMVC 8.5 reference software. Experimental results show that the quality of ROIs has a considerable improvement when the bit rate consumed is kept consistent with JMVC. Meanwhile, the proposed MVC method can save bit rate while maintaining the overall image quality.     

Block-based motion estimation algorithms — a survey

In the multi-view video coding, both temporal and inter-view redundancies can be exploited by using standard block-based motion estimation (BBME) technique. In this paper, an extensive review of BBME algorithms proposed within the last three decades is presented. Algorithms are divided into five categories: 1) based on the search position number reduction; 2) multiresolution; 3) based on the simplification of matching criterion; 4) fast full search; 5) computation-aware. Algorithms are compared in terms of their efficiency and computational complexity.     

基于双边信息的分布式视频压缩感知模型研究

针对传统视频编码技术计算量大和复杂度高的缺点,提出一种基于双边信息的分布式视频压缩感知算法。该算法将压缩感知技术与分布式视频编码技术相结合,把视频序列分为Key帧和CS帧,Key帧运用传统的帧内编码和解码,CS帧编码端运用压缩感知编码,解码端运用视频块内与视频块间的双边信息和梯度投影算法进行优化重构。通过双边信息的运动估计和压缩编码器的设计,实现基于双边信息的分布式视频压缩感知模型的构建。仿真结果表明该模型既可以实现高效编码,又可以实现复杂度由编码端向解码端转移,在较低的采样率下,提高视频的压缩能力和传输速度。     

Side Information Generation Scheme Based on Coefficient Matrix Improvement Model in Transform Domain Distributed Video Coding

In order to effectively improve the quality of side information in distributed video coding, we propose a side information generation scheme based on a coefficient matrix improvement model. The discrete cosine transform coefficient bands of the Wyner–Ziv frame at the encoder side are divided into entropy coding coefficient bands and distributed video coding coefficient bands, and then the coefficients of entropy coding coefficient bands are sampled, which are divided into sampled coefficients and unsampled coefficients. For sampled coefficients, an adaptive arithmetic encoder is used for lossless compression. For unsampled coefficients and the coefficients of distributed video coding coefficient bands, the low density parity check accumulate encoder is used to calculate the parity bits, which are stored in the buffer and transmitted in small amount upon decoder request. At the decoder side, the optical flow method is used to generate the initial side information, and the initial side information is improved according to the sampled coefficients by using the coefficient matrix improvement model. The experimental results demonstrate that the proposed side information generation scheme based on the coefficient matrix improvement model can effectively improve the quality of side information, and the quality of the generated side information is improved by about 0.2–0.4 dB, thereby improving the overall performance of the distributed video coding system.     

无线视频传感阵列低复杂度多视点视频编码方案

基于网络中心节点的运动矢量外推技术,提出了一种无线视频传感阵列的低复杂度多视点视频编码方法。该方法考虑到密集型视频传感阵列各视点间通信复杂、布线繁重、且位于各相机节点内的编码器由于计算能力、功耗等限制难以完成复杂的编码过程等特点,利用运动矢量外推逼近技术将大量的运动估计运算从视频编码端移到了网络中心节点,使得新编解码框架下编码器的运动估计的计算复杂度只有传统全搜索运动估计运算的0.3%,降低了系统传感阵列编码端功耗。实验结果表明,该方法的率失真性能比H.264-I帧高出4 dB以上,接近H.264-P帧编码,优于基于Wyner-Ziv理论的分布式多视点视频编码方法。     

小波变换在图像压缩中的应用研究

小波变换理论是近几年发展起来一个新的数学分支。由于它克服了传统傅里叶变换的缺陷，具有良好的时、频局部化性能，从而使得小波理论在图像处理领域得到广泛的应用。首先对图像进行小波塔式分解，然后依据小波系数的统计特性和分布特点，对不同的子图像块采用不同的量化、编码方法。并在计算机上进行模拟实验，结果表明所提出的方案可以在保证重构图像质量良好的情况下获得较大的压缩比。     

一种基于区域分割与跟踪的多视点视频校正算法

针对多视点图像系统中视点图像颜色不一致的问题,提出了基于区域分割与跟踪的多视点视频校正算法.采用3维高斯混合模型来描述颜色信息,利用期望-最大算法来精炼模型参量,并通过自适应聚类和概率平滑操作来得到精确的分割图像.这样建立起多视点图像分割区域间的局部映射关系,并利用这种局部映射关系对全局图像进行校正.最后利用视频跟踪技术实现对视频图像的校正.实验结果表明,该算法能消除颜色过饱和或颜色区域混淆的影响,且具有较好的校正效果.     

Joint image encryption and compression scheme based on IWT and SPIHT

A joint lossless image encryption and compression scheme based on integer wavelet transform (IWT) and set partitioning in hierarchical trees (SPIHT) is proposed to achieve lossless image encryption and compression simultaneously. Making use of the properties of IWT and SPIHT, encryption and compression are combined. Moreover, the proposed secure set partitioning in hierarchical trees (SSPIHT) via the addition of encryption in the SPIHT coding process has no effect on compression performance. A hyper-chaotic system, nonlinear inverse operation, Secure Hash Algorithm-256(SHA-256), and plaintext-based keystream are all used to enhance the security. The test results indicate that the proposed methods have high security and good lossless compression performance.