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频域多方向C-UNet及动态损失的工业烟尘图像分割

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控制理论与应用 2024年第3期41卷 543-554页

作者：张大锦刘辉陈甫刚赵安昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室云南昆明650500 云南昆钢电子信息科技有限公司云南昆明650302

工业烟尘污染等级监测中烟尘的准确分割是污染等级判定的重要前提.针对边缘模糊且方向多变烟尘在特征提取过程中边缘方向细节信息提取困难、分割不准确的问题,本文提出一种频域多方向C-UNet及动态损失的工业烟尘图像分割方法.首先,通过... 详细信息

工业烟尘污染等级监测中烟尘的准确分割是污染等级判定的重要前提.针对边缘模糊且方向多变烟尘在特征提取过程中边缘方向细节信息提取困难、分割不准确的问题,本文提出一种频域多方向C-UNet及动态损失的工业烟尘图像分割方法.首先,通过构建轮廓波多方向分解下采样结构增强编码阶段烟尘边缘方向信息的提取能力;其次,通过轮廓波变换提取烟尘8个边缘方向细节信息进行跳跃连接,提升持续采样过程中细节信息的表达准确度;然后,构建轮廓波细节重构上采样结构增强解码阶段烟尘边缘细节信息的恢复能力;最后,提出一种动态加权策略构建组合损失函数来优化训练网络,增强网络对烟尘边缘特征的提取能力.结果表明,本文方法与U-Net和其他同类方法相比在指标上有较好提升,改善了烟尘边缘分割不准确的问题,在不同烟尘场景上的分割效果也优于现有分割模型.

关键词：工业烟尘图像分割轮廓波变换特征提取动态损失函数

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数字全息和轮廓波变换相融合的激光图像水印技术

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激光杂志 2022年第10期43卷 202-207页

作者：张旭陈华锋荆楚理工学院信息技术中心湖北荆门448003 荆楚理工学院计算机工程学院湖北荆门448003

为了获得理想的激光图像水印,对激光图像的信息进行保护,设计了数字全息和轮廓波变换相融合的激光图像水印技术。采用数字全息对水激光图像进行预处理,增强激光图像抗剪切能力,并对水印图像进行置乱处理,然后利用轮廓波变换对激光图像... 详细信息

为了获得理想的激光图像水印,对激光图像的信息进行保护,设计了数字全息和轮廓波变换相融合的激光图像水印技术。采用数字全息对水激光图像进行预处理,增强激光图像抗剪切能力,并对水印图像进行置乱处理,然后利用轮廓波变换对激光图像进行操作,将低频区域作为水印待嵌入区域,并水印信息嵌入到激光图像低频区域中。仿真测试表明,本方法可有效提升水印的抗撕毁性,能够有效应对噪声、滤波、压缩等攻击激光图像水印的操作,增强激光图像水印效果。

关键词：数字全息轮廓波变换相融合激光图像水印技术抗剪切

基于轮廓波变换和矩阵分解的图像隐写算法研究

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基于轮廓波变换和矩阵分解的图像隐写算法研究

作者：潘平黑龙江大学

学位级别：硕士

随着网络技术和多媒体技术的快速发展,数字图像因其具有优秀视觉特性和可承载信息量大等优势,广泛地在网络上存储和传输。但含有敏感信息的图像在网络上传输有遭受破坏和面临泄露的风险,如何保证图像信息安全成为关注热点。传统的图像... 详细信息

随着网络技术和多媒体技术的快速发展,数字图像因其具有优秀视觉特性和可承载信息量大等优势,广泛地在网络上存储和传输。但含有敏感信息的图像在网络上传输有遭受破坏和面临泄露的风险,如何保证图像信息安全成为关注热点。传统的图像加密技术生成的类噪声和类纹理图像易遭到怀疑而被攻击,而图像信息隐藏技术在保护信息内容的同时实现隐蔽传输,提供了更高的安全性。但现有的信息隐藏算法存在抗攻击能力差、容量有限和隐蔽性不足的缺点。针对上述问题,本文引入轮廓波变换(Contourlet Transform,CT)和矩阵分解,对图像信息隐藏算法和图像隐写算法开展研究,通过矩阵分解将秘密信息嵌入到经CT多尺度变换得到的载体图像系数中,以实现图像信息的安全传输。本文主要内容如下:(1)提出了一种基于混合变换和双矩阵分解的信息隐藏算法。为保证隐藏算法的高隐蔽性和抗攻击能力,本算法设计了基于整数小波变换(Integer Wavelet Transform,IWT)和非下采样轮廓波变换(Non-subsampled Contourlet Transform,NSCT)的混合变换以及双矩阵分解的嵌入规则。载体图像经混合变换转换到混合变换域,通过双矩阵分解嵌入规则将秘密信息嵌入到混合变换域的系数中,减小对载体图像质量的影响。最后设计了优化因子表达式,利用果蝇优化算法得到最优嵌入强度,在隐蔽性和鲁棒性之间实现良好的平衡。仿真实验结果表明,基于混合变换和双矩阵分解的信息隐藏算法保证了秘密图像信息高隐蔽性,提高了其抗图像攻击的能力。(2)在保证隐藏算法中秘密图像信息隐蔽性的前提下,提高算法的隐藏信息容量是信息隐藏算法的又一研究重点。本文在基于混合变换和双矩阵分解的图像信息隐藏算法基础上,引入压缩感知(Compressed Sensing,CS)算法,提出了基于改进CS的混合变换域彩色图像隐写算法。该算法将压缩感知算法应用于秘密图像的预处理,通过自适应阈值稀疏化方法对秘密图像进行稀疏处理,利用经双矩阵分解优化后的测量矩阵对稀疏化图像进行测量,将压缩的图像矩阵通过嵌入规则嵌入到彩色载体图像的混合变换域系数中,实现了灰度秘密图像在彩色载体图像的完全嵌入。仿真结果表明该算法在满足隐蔽性要求的同时,提高了隐写算法的载荷容量。

关键词：图像隐写算法信息隐藏轮廓波变换矩阵分解压缩感知

基于解析轮廓波变换的图像稀疏表示及其在压缩传感中的应用

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电子学报 2010年第6期38卷 1293-1298页

作者：练秋生陈书贞燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004

提出了具有平移不变性的低冗余度解析轮廓波变换.在该变换中圆对称滤波器组首先将图像分解为多个不同分辨率的细节子带和一个低频子带,再对细节子带进行希尔伯特变换形成二维解析信号.最后用方向滤波器组对二维解析信号进行分解,实现具... 详细信息

提出了具有平移不变性的低冗余度解析轮廓波变换.在该变换中圆对称滤波器组首先将图像分解为多个不同分辨率的细节子带和一个低频子带,再对细节子带进行希尔伯特变换形成二维解析信号.最后用方向滤波器组对二维解析信号进行分解,实现具有平移不变性多尺度多方向的解析轮廓波变换.解析轮廓波变换基函数的实部和虚部与Gabor小波的实部和虚部类似,符合人眼视觉特性.实验结果表明解析轮廓波变换在图像去噪和压缩传感方面具有明显优势.

关键词：轮廓波变换解析信号平移不变性压缩传感

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基于可控金字塔的轮廓波变换构造及其应用

铁道学报 2009年第6期31卷 53-57页

作者：王蕊尹忠科龙奕西南交通大学信号与信息处理实验室四川成都610031 西南交通大学峨眉校区计算机与通信工程系四川峨眉614202

针对轮廓波变换存在频谱混淆现象等缺陷,利用满足精确重构条件的可控塔式分解替代轮廓波变换中的拉普拉斯分解,提出一种由非抽样可控金字塔和方向滤波器组实现的可控金字塔轮廓波变换SPCT(SteerablePyramid Contourlet Transform)。在... 详细信息

针对轮廓波变换存在频谱混淆现象等缺陷,利用满足精确重构条件的可控塔式分解替代轮廓波变换中的拉普拉斯分解,提出一种由非抽样可控金字塔和方向滤波器组实现的可控金字塔轮廓波变换SPCT(SteerablePyramid Contourlet Transform)。在该变换中,可控金字塔将图像分解为多个不同分辨率的细节子带和一个低频子带,方向滤波器组再将各细节子带分解为方向子带。该变换去掉了可控金字塔的抽样环节,方向分解具有高度灵活性,因而具有平移不变性。利用可控金字塔轮廓波变换SPCT对Lena图像进行自适应图像去噪,并与基于小波变换和轮廓波变换的去噪算法进行比较。实验结果表明,利用本文提出的算法能有效地抑制频谱混淆现象,并且更有效地保持了细节和纹理,其峰值信噪比和视觉效果均有较大改善。

关键词：图像处理轮廓波变换可控金字塔图像去噪

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基于轮廓波变换的煤壳质组显微组分分类

煤炭学报 2018年第S2期43卷 641-645页

作者：王培珍刘婕梅汪文艳任将张代林安徽工业大学电气与信息工程学院安徽马鞍山243032 安徽工业大学煤的洁净转化与综合利用安徽省重点实验室安徽马鞍山243002 安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室安徽马鞍山243002

在分析煤壳质组显微组分图像特点的基础上,鉴于其纹理及方向信息特征差异,提出一种基于轮廓波变换(Contourlet)与超限学习机的煤壳质组显微组分自动分类方法。首先,运用Contourlet变换对煤壳质组显微图像进行多尺度多方向分解,提取各子... 详细信息

在分析煤壳质组显微组分图像特点的基础上,鉴于其纹理及方向信息特征差异,提出一种基于轮廓波变换(Contourlet)与超限学习机的煤壳质组显微组分自动分类方法。首先,运用Contourlet变换对煤壳质组显微图像进行多尺度多方向分解,提取各子带的统计特征量组成特征向量集;再构建超限学习机分类器对壳质组各显微组分进行分类。实验结果表明:与其他用于描述纹理的同类特征提取方法相比,采用本文方法提取的特征量训练的分类器,在分类效果上具有明显的优势,其分类准确率可达97.64%;与支持向量机分类结果相比,超限学习机对于煤壳质组分类准确率可高出2%,分类速度显著提高。

关键词：壳质组轮廓波变换显微图像分类超限学习机

冗余轮廓波变换的构造及其在SAR图像降斑中的应用

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电子与信息学报 2006年第7期28卷 1215-1218页

作者：练秋生孔令富燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004

构造了由非抽样塔式分解和方向滤波器组实现的冗余轮廓波变换。文中利用McClellan变换设计非抽样塔式分解中满足精确重构条件的圆对称滤波器组。利用冗余轮廓波变换系数的自适应局部统计模型及最大后验概率法对SAR图像进行降斑处理,并... 详细信息

构造了由非抽样塔式分解和方向滤波器组实现的冗余轮廓波变换。文中利用McClellan变换设计非抽样塔式分解中满足精确重构条件的圆对称滤波器组。利用冗余轮廓波变换系数的自适应局部统计模型及最大后验概率法对SAR图像进行降斑处理,并与基于平稳小波和轮廓波变换的降斑算法进行比较。结果表明,提出的算法能有效地去除散斑噪声,并且具有更强的边缘保持能力。

关键词： SAR图像轮廓波变换 McClellan变换散斑噪声

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基于映射的复轮廓波变换纹理图像检索系统

系统工程与电子技术 2009年第12期31卷 2982-2987页

作者：陈新武龚俊斌刘玮田金文信阳师范学院物理电子工程学院河南信阳464000 华中科技大学多谱信息处理技术国家重点实验室湖北武汉430074

轮廓波变换纹理检索系统检索率比较低的根本原因在于轮廓波变换域系数的振荡性和移变敏感性。为了克服轮廓波变换的这些缺陷,提出了一种基于映射的复轮廓波变换。在该变换的基础上,采用变换域子带系数的能量和标准偏差序列作为特征向量,... 详细信息

轮廓波变换纹理检索系统检索率比较低的根本原因在于轮廓波变换域系数的振荡性和移变敏感性。为了克服轮廓波变换的这些缺陷,提出了一种基于映射的复轮廓波变换。在该变换的基础上,采用变换域子带系数的能量和标准偏差序列作为特征向量,以Canberra距离为相似度度量标准,构造了一种纹理图像检索系统。实验结果表明,在特征向量长度、检索时间、所需存储空间基本相同的情况下,基于映射的复轮廓波变换检索系统比轮廓波变换检索系统具有更高的检索率。

关键词：检索系统基于映射的复轮廓波变换纹理图像轮廓波变换 Canberra距离检索率

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圆对称轮廓波变换的构造

计算机学报 2006年第4期29卷 652-657页

作者：练秋生孔令富燕山大学信息科学与工程学院秦皇岛066004

提出了具有类似于视皮层变换频带划分的圆对称轮廓波变换.在该变换中,圆对称滤波器组将图像分解为多个不同分辨率的细节子带和一个低频子带,方向滤波器组再将各细节子带分解为方向子带.文中利用遗传算法设计满足重构要求的圆对称滤波器... 详细信息

提出了具有类似于视皮层变换频带划分的圆对称轮廓波变换.在该变换中,圆对称滤波器组将图像分解为多个不同分辨率的细节子带和一个低频子带,方向滤波器组再将各细节子带分解为方向子带.文中利用遗传算法设计满足重构要求的圆对称滤波器组,应用伯恩斯坦多项式设计的映射函数将9/7双正交滤波器组映射为扇形滤波器组.利用自适应阈值法对Lena图像去噪的实验结果表明,两种圆对称轮廓波变换(CSCT1和CSCT2)的去噪性能与轮廓波变换相比有显著提高.

关键词：轮廓波变换圆对称滤波器组伯恩斯坦多项式遗传算法图像去噪