光学小波包变换及其滤波器的研究

基于对光学小波变换必要条件的分析,提出光学小波包变换的概念.选出虹膜图库的联合最优小波包基,利用最优基的线性组合生成相应的复合光学小波包滤波器.将滤波器用于光电混合虹膜识别系统中对待识别输入进行小波包特征提取预处理,模拟结果不仅证明引入该滤波器可明显提升系统的识别效果,也证明了光学小波包变换提出的意义.     

基于光学小波微分预处理的联合变换相关目标识别

提出了一种基于光学小波变换微分预处理的光电混合联合变换相关系统,该系统利用同一光路可实时实现对输入图象的小波变换微分预处理和联合变换相关识别.实验结果表明:该系统能得到很尖锐的互相关峰,可显著提高联合变换相关器的识别能力.     

基于经典小波变换的布里渊光时域反射计光信号处理

布里渊光时域反射计结构的布里渊散射分布式光纤传感器检测的是自发散射光,信号非常微弱,而且频带在几十兆赫兹以上,难以应用普通相干解调方法。针对传感散射光信号特点,提出基于经典(Morlet)小波变换的光相干检测方法。首先采用微波电光调制产生频移参考光和自发布里渊散射光进行相干检测,再应用经典小波变换进行散射光信号的幅度解调,得到信噪比改善的布里渊散射传感光信号。给出了数值模拟和实验数据处理结果,表明经典小波变换能较好地处理布里渊光时域反射计检测信号。并和基于希尔伯特(Hilbert)变换的传感信号处理方法进行了对比,发现此方法优于基于希尔伯特变换的信号处理。     

用多消失矩最优小波包基改进虹膜识别

采用层叠算法求出尺度函数和小波函数的离散采样序列的逼进，将不具有基函数解析表达式的母小波用于虹膜特征提取，并利于实现连续小波包变换.针对虹膜光学识别应用背景，提出采用基于连续小波包变换的多消失矩联合最优小波包基来改进特征图像相关识别的最优基，并用统计识别方法进行后处理以增强算法适应性，同时提出通过体全息相关系统来实现，以发挥光学高并行性的优势，模拟结果表明可获得比已有方法更高的识别率.     

基于小波边缘提取的灰度图象联合相关识别预处理

本文将小波变换方法用于灰度图象的联合变换相关识别中,采用不同的尺度因子对输入图象进行边缘提取预处理,使相关识别结果得到不同程度的改善.通过计算机模拟对比了一阶、二阶微商的边缘提取方法和小波变换边缘提取方法的预处理结果和对识别的影响,在同时衡量相关识别能力及其对噪音的敏感性前提下,小波变换边缘提取预处理明显优于各种微商边缘提取方法.调节小波变换尺度因子还能使识别能力与噪音敏感性这两方面得到更好地均衡,使小波变换边缘提取预处理能够适应不同的图象输入条件和相关输出要求.结果表明,在联合变换相关识别中采用小波变换对输入图象进行预处理是一种更理想的方法。     

红外点目标检测的小波变换方法研究

在对红外图像目标特性及背景特性分析的基础上,提出了基于小波变换高频子图像处理算法及基于小波变换的区域相关算法,着重解决当目标距离成像系统较远时的点目标检测问题.实验结果表明:将区域相关算法和图像局部区域阈值的自适应滤波检测技术相结合,可显著提高红外点目标检测概率,实现较远距离的点目标检测.     

光学小波变换在视觉系统的应用研究

为了提高图像信息处理速度,利用光电混合实现的方法,将光学小波变换应用于视觉系统设计.依据4f相关器光学信息处理的原理,在频域内通过计算机编码,在电寻址空间光调制器上,构建不同类型的小波函数滤波器库,对目标的图像特征进行提取与辨识.研究结果表明,基于光学小波变换视觉系统正确可行.在图像特征提取中,以光波传递信息可以提高视觉信息处理的速度.     

Wavelet filter-based weak signature detection method and its application on rolling element bearing prognostics

De-noising and extraction of the weak signature are crucial to fault prognostics in which case features are often very weak and masked by noise. The wavelet transform has been widely used in signal de-noising due to its extraordinary time-frequency representation capability. In this paper, the performance of wavelet decomposition-based de-noising and wavelet filter-based de-noising methods are compared based on signals from mechanical defects. The comparison result reveals that wavelet filter is more suitable and reliable to detect a weak signature of mechanical impulse-like defect signals, whereas the wavelet decomposition de-noising method can achieve satisfactory results on smooth signal detection. In order to select optimal parameters for the wavelet filter, a two-step optimization process is proposed. Minimal Shannon entropy is used to optimize the Morlet wavelet shape factor. A periodicity detection method based on singular value decomposition (SVD) is used to choose the appropriate scale for the wavelet transform. The signal de-noising results from both simulated signals and experimental data are presented and both support the proposed method.     

基于小波域扩散滤波的弱小目标检测

分析了基于小波变换进行弱小目标检测的基本思想,利用小波变换的多尺度多分辨率特性,结合小波变换系数的方向特性和扩散滤波扩散方向的可选择性,提出了基于小波域扩散滤波的弱小目标检测算法。采用该算法对不同尺度、不同方向的小波系数分别进行扩散滤波,取得了较好的效果。仿真试验结果表明:该算法能在Gaussian噪声背景和不均匀背景下实现对对比度为2%的微弱目标的检测。     

基于小波变换的航空红外图像目标检测的预处理

提出了一种基于高斯小波变换的航空红外图像的目标边缘自动提取的新方法。该方法利用小波变换良好的噪声抑制能力及完备的边缘保持能力 ,能够有效的对红外图像进行目标边缘提取、目标增强及噪声抑制等预处理工作。结果表明 ,该方法对红外航空图片的边缘提取能做到快捷、准确、有效     

融合多种特征的烟雾图像检测算法

提出了一种融合烟雾模糊、扩散、主方向角等多种特征的烟雾检测算法。首先对图像进行运动区域提取,在对图像进行二维离散小波变换和四元数小波变换的基础上,获得了运动区域的背景模糊模型和光流场;然后再根据光流场的相位信息,计算出光流相位分布向量和主方向角;最后依据联合判别准则对背景模糊模型、光流相位分布向量和主方向角进行判别,从而判断出运动区域是否为烟雾。实验结果表明,与利用单一特征检测烟雾的算法相比,所提出的算法有效地提高了烟雾的识别率。     

基于小波域扩散滤波的弱小目标检测

分析了基于小波变换进行弱小目标检测的基本思想,利用小波变换的多尺度多分辨率特性,结合小波变换系数的方向特性和扩散滤波扩散方向的可选择性,提出了基于小波域扩散滤波的弱小目标检测算法。采用该算法对不同尺度、不同方向的小波系数分别进行扩散滤波,取得了较好的效果。仿真试验结果表明：该算法能在Gaussian噪声背景和不均匀背景下实现对对比度为2%的微弱目标的检测。     

复杂背景下运动目标的光学相关识别

在应用光电混合联合变换相关器实现运动目标相关识别的过程中,针对目标与模板由于运动所产生的差异和复杂背景影响相关器识别率的问题,采用了一种以高斯函数的一阶导数做小波多尺度边缘提取和形态学膨胀进行边缘加粗处理相结合的方法。这种方法可充分利用小波多尺度的特点,使得提取后的边缘在抑制噪声的同时,能保留更多的细节信息,明显改善复杂背景下运动目标的相关识别问题。对以低对比度和小目标为特点的动态序列进行光学相关实验,结果表明,这种方法能有效增强探测目标的相关峰亮度,验证了算法对复杂背景下运动目标识别的可行性。     

基于联合子波变换的目标轮廓抽取技术

子波变换是目标特征抽取的有效方法。本文把联合变换相关技术与子波变换结合起来，建立了一套新的子波变换光学实验系统。推导了联合子波变换的基本理论，并给出了联合子波换相关器在目标特征抽取应用中的实验结果。     

Phase retrieval of optical fringe patterns from the ridge of a wavelet transform

A new method for phase retrieval of optical fringe patterns is presented. This method is based on a wavelet transform and is capable of extracting the full 2D phase distribution from a single fringe pattern. An important conclusion that the phase of the optical fringe pattern is equal to the phase of its wavelet transform on the ridge of the wavelet transform is theoretically clarified. The method is compared with the Fourier transform and the integration methods. A numerical simulation and an experimental example of phase retrieval are shown.     

基于光学子波变换的SDF匹配滤波器

提出了一种基于光学子波变换的综合判别函数匹配滤波器(WFSDF),将光学子波变换和综合判别函数相结合,只用一个简单的4f系统就能实现输入图像和SDF子波变换的相关运算。采用计算全息的方法制作复数匹配滤波器。计算机模拟仿真结果表明,与传统的SDF匹配滤波器相比,WFSDF匹配滤波器,锐化了相关峰,提高了识别率,同时简化了光路,能够实现多目标的畸不变识别。     

基于分块离散小波变换的图像信息隐藏与盲提取算法

提出了一种在小波域中图像信息隐藏与盲提取算法. 该算法首先对载体图像进行分块两层离散小波变换, 找到每块第二级分解子带中的最大值即最重要小波系数, 然后根据小波特征树的对应关系将其在第一级分解子带中的对应区域作为嵌入区域, 在该区域嵌入由秘密信息生成的伪随机序列. 提取过程中, 同样按照小波系数对应关系寻找到嵌入区域并判断其与伪随机序列的相关性即可解密, 不需要提供原始图像. 实验结果表明, 该算法能实现二值图像的嵌入与盲提取, 且提取出的图像质量较好并具备一定的抗攻击能力, 尤其对于剪切攻击的鲁棒性较好.     

光学可分离小波变换的研究

为改进光学小波变换,提出了光学可分离小波变换的概念。通过对光学小波变换的必要条件进行分析,采用层叠算法和二维可分离小波变换构造方法计算出了尺度和小波函数的二维离散近似序列。将新的母小波引入到光学小波变换中,获得了光学可分离小波变换。通过与现有光学小波变换及二维可分离离散小波变换进行比较说明了其优点。     

一种基于多级小波域分解的时域扩散光学层析成像方法的研究

面向基于有限差分光扩散模型的平板乳腺扩散光学层析反演问题,提出了一种有效提高图像重建质量的方法.与基于全空间域离散像点的传统重建算法不同,本方法采用小波函数对吸收系数和散射系数在空间域进行多尺度分解,在减少低分辨率重建中光学参量的个数、有效改善重建过程病态性的同时,通过逐级细化分解尺度,最终提高了图像的量化度和空间分辨率.数值模拟表明,该方法可实现目标体边对边4 mm的空间分辨率,量化度明显高于传统算法.     

混沌干扰中基于同步挤压小波变换的谐波信号提取方法

针对混沌干扰背景下多个谐波信号的提取问题, 提出了一种基于同步挤压小波变换(SST)的谐波信号抽取方法. 首先利用SST将混沌信号和谐波信号组成的混合信号分解为不同的内蕴模态类函数, 然后利用Hilbert变换对分离出的内蕴模态类函数进行频率识别, 从中分离出各谐波信号. 以Duffing混沌背景为例, 对混沌干扰下多谐波信号的提取进行了实验分析. 实验结果表明: 对于不同频率间隔的多个谐波分量, 本文方法的提取结果都具有较高的精度, 而且所提方法对高斯白噪声的干扰具有较好的鲁棒性, 综合提取效果优于经典的经验模态分解方法.