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基于图像自适应变换及D-S证据理论的多聚焦图像融合方法研究

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基于图像自适应变换及D-S证据理论的多聚焦图像融合方法研究

作者：蔡晨溪西安电子科技大学

学位级别：硕士

多聚焦图像融合是图像融合领域的一个重要分支。光学镜头由于受到景深的限制,拍摄时无法同时聚焦多个目标,导致图像中未被聚焦的目标区域较为模糊。多聚焦图像融合旨在将多幅聚焦区域不同的图像融合成一幅全聚焦的清晰图像,融合后的图... 详细信息

多聚焦图像融合是图像融合领域的一个重要分支。光学镜头由于受到景深的限制,拍摄时无法同时聚焦多个目标,导致图像中未被聚焦的目标区域较为模糊。多聚焦图像融合旨在将多幅聚焦区域不同的图像融合成一幅全聚焦的清晰图像,融合后的图像能够更全面准确地描述场景信息,具有十分重要的现实意义和应用价值。本文研究了基于图像自适应变换及D-S证据理论的多聚焦图像融合方法,具体研究内容如下:研究了基于自适应变换的多聚焦图像融合方法。本文设计了一种图像自适应变换方法,对反卷积神经网络中预置的高斯滤波器的参数进行自适应设置。其中,引入自适应粒子群寻优算法代替传统的遍历方法,寻找图像变换时滤波器的最佳截止频率。此外,本方法还通过研究高斯方向滤波器个数对图像融合效果的影响,确定了图像变换时所需的高斯方向滤波器最佳个数。通过上述图像自适应变换方法,可以获得待融合多聚焦图像的最佳高、低频特征图,对于高频特征图,设计了区域梯度取大的融合规则;对于低频特征图,设计了像素绝对值取大的融合规则。实验结果表明,将本方法与已有的基于神经网络及方向滤波的图像融合方法进行比较,本方法在平均梯度、边缘强度、标准差和信息熵上优于对比算法。研究了基于多特征D-S激励DCPCNN的自适应多聚焦图像融合方法。首先基于上述图像自适应变换方法,获得待融合多聚焦图像的最佳高、低频特征图。然后根据高频和低频特征图的不同特点,设计了不同的融合规则。其中,对于高频特征图,设计了基于多特征D-S激励DCPCNN的高频融合规则,该规则将多特征D-S证据理论的合成结果作为DCPCNN的激励函数。对于低频特征图,设计了区域能量取大的低频融合规则,可以充分保留待融合多聚焦图像的能量信息。实验结果表明,将本方法与已有的基于NSCT及空间频率激励PCNN的图像融合方法、以及基于图像自适应分解及PCNN的图像融合方法进行比较,本方法在平均梯度、边缘强度、标准差和信息熵上优于对比算法。研究了基于权重自适应D-S证据理论的多聚焦图像融合方法。首先基于上述图像自适应变换方法,获得待融合多聚焦图像的最佳高、低频特征图。其中,对于高频特征图,设计了基于权重自适应D-S证据理论的高频融合规则;对于低频特征图,设计了基于快速引导滤波加权的低频融合规则。最后,设计了多聚焦图像融合系统,以应用于实际工程问题。实验结果表明,将本方法与已有的基于Contourlet及D-S证据理论的图像融合方法、基于图像自适应分解及梯度值取大的图像融合方法以及邓勇的D-S证据理论改进方法进行比较,本方法在平均梯度、边缘强度、标准差和信息熵上优于对比算法。本文的研究成果可以解决多聚焦的清晰成像问题,将对后续的图像检测和识别等任务重要的理论意义和实际工程应用价值。

关键词：多聚焦图像融合自适应变换反卷积神经网络 D-S证据理论双通道脉冲耦合神经网络

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自适应变换在视频压缩中的应用

自适应变换在视频压缩中的应用

作者：谢超北京工业大学

学位级别：硕士

随着信号处理和通信技术的发展以及多媒体技术的日新月异，数字视频压缩技术越来越成为研究的热点。新一代视频压缩编码标准H.264具有压缩效率高、压缩码率低、图像重建质量好、网络亲和性强等优势，其主要应用范围包括数字广播电视、... 详细信息

随着信号处理和通信技术的发展以及多媒体技术的日新月异，数字视频压缩技术越来越成为研究的热点。新一代视频压缩编码标准H.264具有压缩效率高、压缩码率低、图像重建质量好、网络亲和性强等优势，其主要应用范围包括数字广播电视、视频点播、视频会议等领域，是目前应用最广泛的视频压缩编码标准。近年来，由于小波分析理论的日益完善以及离散小波变换在数字图像处理中取得不断的突破，使得利用小波变换技术来提升视频压缩标准H.264的压缩效率成为了可能。因此研究小波分析理论以及它在H.264标准中的应用对与推动视频压缩标准的进步有着重要的现实意义。本文首先着重分析了新一代视频压缩标准H.264中预测编码及变换编码算法,同时将小波分析理论应用其中。主要工作如下：⑴分析H.264视频压缩编解码器系统的结构，着重研究Haar小波变换、离散余弦变换、离散哈特利变换、4-进最优Haar小波变换四种离散变换在视频压缩中的应用。⑵基于上述四种变换分别训练了对应的量化矩阵。⑶分别利用离散余弦矩阵与4-进最优Haar小波矩阵对高斯信号进行变换，分析生成的变换矩阵，我们发现当视频码率较低时，基于离散小波变换(DWT)的压缩算法的压缩效率总体上要优于基于离散余弦变换(DCT)的H.264，但在视频码率较高时，H.264较优。⑷根据上述实验结果以及H.264码流自身的特点，我们提出了一种结合离散小波变换以及离散余弦变换的自适应视频压缩算法。实验表明该算法的总体压缩效率无论在高码率视频或低码率视频中均优于H.264以及基于离散小波变换的压缩算法。

关键词：视频压缩离散小波变换离散傅里叶变换自适应变换

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自适应变换编码的理论研究与硬件实现

电路与系统学报 1998年第4期3卷 93-97页

作者：张毓忠戈敬东天津大学电子信息学院天津300072

本文介绍了一种建立在心理声学基础上的适用于宽频带数字音频信号的数据压缩技术。我们利用计算机对自适应变换编解码算法的全过程进行了模拟，并采用Motorola公司的数字信号处理芯片DSP56009作为硬件平台，实现了高质量的音频信号压缩... 详细信息

本文介绍了一种建立在心理声学基础上的适用于宽频带数字音频信号的数据压缩技术。我们利用计算机对自适应变换编解码算法的全过程进行了模拟，并采用Motorola公司的数字信号处理芯片DSP56009作为硬件平台，实现了高质量的音频信号压缩编码，试验结果压缩比达到1／10以下，而且没有明显的音质衰减。

关键词：心理声学数据压缩自适应变换编码理论

H.264/AVC High Profile视频编码中自适应变换模块的设计

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电子技术应用 2011年第11期37卷 17-19页

作者：姜英王桂海山东科技大学信息科学与工程学院山东青岛266510

提出了一种可配置的整数变换运算单元并将其用于H.264/AVC Hi★Profile视频编码器的自适应变换模块中。通过变换类型信号的配置,该变换单元可以完成相应的变换操作。本设计采用Altera公司的CycloneⅡ系列FPGA进行实现和验证,布局布线后... 详细信息

提出了一种可配置的整数变换运算单元并将其用于H.264/AVC Hi★Profile视频编码器的自适应变换模块中。通过变换类型信号的配置,该变换单元可以完成相应的变换操作。本设计采用Altera公司的CycloneⅡ系列FPGA进行实现和验证,布局布线后的最大工作频率为63 MHz,采用4个可配置变换单元的变换模块,可以满足HD1080P@50帧/s视频的实时编码要求。

关键词：自适应变换硬件复用离散余弦变换哈达玛变换 H.264 High Profile视频编码器

基于自适应变换和空域同态变换的人脸光照补偿方法研究

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基于自适应变换和空域同态变换的人脸光照补偿方法研究

作者：郑伟华湘潭大学

学位级别：硕士

人脸检测有重要的科研和应用价值,AdaBoost是当前执行检测速度最快的算法之一。光照问题是人脸检测和人脸识别研究的主要问题之一,是限制人脸检测率和人脸识别率提高的主要原因。光照补偿方法分成两个大类:基于图像处理的方法和基于模... 详细信息

人脸检测有重要的科研和应用价值,AdaBoost是当前执行检测速度最快的算法之一。光照问题是人脸检测和人脸识别研究的主要问题之一,是限制人脸检测率和人脸识别率提高的主要原因。光照补偿方法分成两个大类:基于图像处理的方法和基于模型的方法,基于模型的方法因计算复杂和限制条件较多应用并不广泛,基于图像处理的方法因计算简单速度快得到广泛应用。基于图像处理的方法在人脸检测中表现优秀的GIC、HE和HS等方法都存在一些问题,GIC需要先指定参照光照图像,HS需要指定直方图形状,HE容易受图像背景影响,而对数、指数和伽玛校正等方法光照处理能力不够强,对数变换只能补偿过暗偏光图像,指数变换只能补偿过亮图像,伽玛校正无法独立补偿图像光照。本文采用自适应变换技术和空域同态技术进现有常见方法进行改进,使基于图像处理的光照补偿方法的整体性能得到提高,提高了人脸检测率。光照问题非常复杂,所有的基于图像处理方法的光照补偿对正确曝光图像都有一定的损害,直接导制人脸检测率的降低,造成这一问题的主要原因是因为没有一个行之有效的判断光照的标准,使无需光照补偿的图像和需要光照补偿的图像一起被光照补偿方法处理了。本文定义了二个简单的图像光照标准,建立在此二个光照标准上的自适应变换技术大大改善了以上情况,自适应对数变换和自适应指数变换可以对过暗和过亮光照图像进行有效补偿,自适应伽玛校正无需参数图像或变换参数可以自动对所有有问题光照进行光照补偿,采用自适应技术的直方图均匀化也在一定程度改善了受背景影响的缺点。另外,基于图像处理的光照补偿方法没有区分光照和反射,会把图像的反射和图像光照一起处理,造成图像的失真,本文提出了空域同态补偿技术解决这个问题,同态补偿技术可以应用到对数变换、指数变换、伽玛变换等光照补偿方法中,使被补偿后的图像细节变得更清晰。光照问题只是人脸检测和人脸识别研究中的一个方面,所以,在最后本文采用了磁盘蔟聚技术和异步调回I/O技术来提高AdaBoost的训练速度训练了一个1000个弱分类器的级联分类器,做为支撑前面提到的光照技术的研究和应用平台。

关键词：人脸检测 AdaBoost 光照补偿自适应变换空域同态技术

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自适应暂态计算在继电保护分析中的应用

中国电机工程学报 2004年第11期24卷 43-47页

作者：王庆平董新洲周双喜陈超英陈礼义大学电机系北京市海淀区100084 天津大学电力系天津市南开区100084

为了分析二次扰动或多次扰动情况下继电保护的动作行为,需要精确模拟较长时间的电力系统故障暂态过程。该文应用自适应变换技术实现了适应不同暂态阶段仿真的元件模型转换,可以真实地仿真故障后的振荡过程,为分析保护动作行为提供了较... 详细信息

为了分析二次扰动或多次扰动情况下继电保护的动作行为,需要精确模拟较长时间的电力系统故障暂态过程。该文应用自适应变换技术实现了适应不同暂态阶段仿真的元件模型转换,可以真实地仿真故障后的振荡过程,为分析保护动作行为提供了较长时间的故障波形。文中以LFP-901A型线路保护为例,应用自适应仿真的结果对其动作特性及其振荡闭锁元件进行了分析。结果表明:所提方法能够精确模拟较长时间的故障过程,为研究电力系统在复杂扰动情况下继电保护的动作行为奠定了基础。

关键词：继电保护电力系统动作行为暂态计算故障暂态线路保护动作特性自适应变换元件模型仿真

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基于自适应正交有限脊波变换的图像编码算法

光学技术 2006年第2期32卷 186-189页

作者：司菁菁程银波燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学现代教育技术中心河北秦皇岛066004

在有限脊波变换的基础上,根据对图像有限Radon变换系数的分析,提出了一种自适应的正交有限脊波变换。此变换根据特别设计的代价函数,可自适应地为每列有限Radon变换系数选择最优的正交变换形式,从而可高效地分析图像中的直线奇异。讨论... 详细信息

在有限脊波变换的基础上,根据对图像有限Radon变换系数的分析,提出了一种自适应的正交有限脊波变换。此变换根据特别设计的代价函数,可自适应地为每列有限Radon变换系数选择最优的正交变换形式,从而可高效地分析图像中的直线奇异。讨论了此变换在图像编码领域中的应用,通过对零树编码算法SPIHT进行改进,实现了图像自适应正交有限脊波变换系数的渐进编码。实验结果表明,对富含直线边缘的图像来说,与小波图像编码算法相比,该算法获得了较高的边缘重建质量。

关键词：图像压缩脊波变换自适应变换 SPIHT

一种适用于人脸检测具有强聚类能力的新颜色空间YCH

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模式识别与人工智能 2011年第4期24卷 501-505页

作者：钟志光宁波大学信息科学与工程学院宁波315211

利用肤色信息检测人脸是一种快速而有效的方法,但选取合适的颜色空间是一个十分棘手的问题.文中提出一种自适应颜色空间YCH,将最常用颜色空间的优点融合到一个新的简单的非线性变换,其中所有的变换系数都能根据人脸图像中每个像素自身... 详细信息

利用肤色信息检测人脸是一种快速而有效的方法,但选取合适的颜色空间是一个十分棘手的问题.文中提出一种自适应颜色空间YCH,将最常用颜色空间的优点融合到一个新的简单的非线性变换,其中所有的变换系数都能根据人脸图像中每个像素自身的特性自动调整,因而可有效消除影响肤色与非肤色分类结果的各种不利因素.实验结果表明提出的颜色空间对各类人脸图像都有很强的聚类能力.

关键词：人脸检测颜色空间 YCH 自适应变换

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自适应同态对数光照补偿

中国图象图形学报 2011年第8期16卷 1429-1436页

作者：郑伟华戴永湘潭大学信息工程学院湘潭411105 湖南工业大学计算机通信学院株洲412008

人脸检测有广泛的应用前景,但目前的许多人脸检测算法对光照有一定的要求,过亮过暗偏光图像使检测率急剧下降。提出一种自适应同态对数光照补偿方法,用对数函数作为基函数,使变换后的图像符合人的视觉特点;设置对数函数的平移系数,使变... 详细信息

人脸检测有广泛的应用前景,但目前的许多人脸检测算法对光照有一定的要求,过亮过暗偏光图像使检测率急剧下降。提出一种自适应同态对数光照补偿方法,用对数函数作为基函数,使变换后的图像符合人的视觉特点;设置对数函数的平移系数,使变换对各种程度过暗过亮偏光阴影图像都可以进行有效的补偿;引入同态补偿公式来补偿光照的同时增强图像细节,使变换后的图像更清晰。实验结果表明,该方法对过暗过亮的人脸图像都可以进行有效的光照补偿,有助于提高人脸检测率。

关键词：光照补偿自适应变换同态滤波同态补偿对数变换人脸检测