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基于独立分量分析的图像去噪方法研究
作 者: 唐文清
导 师: 康健;马彦
学 校: 吉林大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 独立分量分析 稀疏编码 形态滤波 FastICA
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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引 用: 1次
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内容摘要
独立分量分析是信号处理领域一门新的理论,它作为盲信号分离的一种有效方法而受到广泛的关注。独立分量分析算法通过计算数据的高阶统计信息,从观测信号中估计出相互独立的、原始的、被未知因素混合的估计信号。由于算法能够反映图像数据的高阶统计特征,在图像处理中得到成功的应用。本文在分析独立分量的基本模型及方法的基础上,讨论了含噪信号的独立分量分析,首先对噪声图像进行形态滤波,目的是得到无噪参考模型,然后使用FastICA算法结合稀疏编码收缩法对有噪图像进行去噪处理。在仿真实验中,本文方法与小波阈值去噪和形态滤波去噪进行了比较,证明了本文方法的优越性。为说明本文方法的良好的性能,在对含噪图像进行了初步的形态滤波处理后,又采用了独立分量分析中的非高斯最大化方法、信息最大估计算法、非线性PCA算法进行去噪处理,并同时对几种方法应用了不同的优化算法。实验分析证明,本文方法的收敛速度更快、稳定性更强、稀疏性更好。
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全文目录
提要 4-8 第1章 绪论 8-15 1.1 引言 8-9 1.2 国内外发展现状及课题研究意义 9-11 1.2.1 ICA方法的现状 9-10 1.2.2 ICA方法的研究意义 10-11 1.3 图像处理方法研究现状 11-14 1.3.1 空间域法 11-13 1.3.2 形态学图像处理方法 13 1.3.3 小波图像处理方法 13 1.3.4 独立分量分析图像处理方法 13-14 1.4 本文的内容安排及创新点 14 1.4.1 内容安排 14 1.4.2 创新点 14 1.5 本章小结 14-15 第2章 独立分量分析的基本理论 15-29 2.1 独立分量分析基本概念 15-16 2.2 高斯性与非高斯性 16 2.3 高阶累积量 16-18 2.4 信息论的基础知识 18-22 2.4.1 熵 18-19 2.4.2 联合熵 19 2.4.3 互信息 19 2.4.4 K? L 散度 19-20 2.4.5 负熵 20-21 2.4.6 峰度 21-22 2.5 独立分量分析的预处理 22-23 2.5.1 中心化 22 2.5.2 白化 22-23 2.5.3 降维 23 2.6 高斯变量局限性 23-25 2.7 独立分量分析的若干限制条件 25 2.8 独立分量分析与传统统计方法的关系 25-28 2.9 本章小结 28-29 第3章 独立分量分析算法 29-44 3.1 前言 29 3.2 信息最大估计算法 29-31 3.3 非高斯极大化算法 31-32 3.4 非线性PCA算法 32-33 3.5 稀疏编码收缩法 33-34 3.6 互信息极小法 34-37 3.7 基于张量算法 37 3.8 非线性去相关方法 37-38 3.9 独立分量分析的优化估计算法 38-43 3.9.1 快速独立分量分析(FastICA ) 算法 38-41 3.9.2 极大似然法 41 3.9.3 自然梯度学习算法 41-42 3.9.4 最小二乘估计法 42-43 3.10 本章小结 43-44 第4章 独立分量分析方法在图像去噪中的应用 44-60 4.1 前言 44 4.2 图像去噪方法概述 44-47 4.2.1 基于小波变换的图像去噪 45 4.2.2 基于阈值的小波去噪方法 45 4.2.3 去噪方法的实现 45-47 4.3 基于数学形态学的图像去噪 47-53 4.3.1 数学形态学基本运算 47-51 4.3.2 基于数学形态学图像去噪的实现 51-53 4.4 独立分量分析在图像去噪中的应用 53-59 4.4.1 窗口化方法 53-54 4.4.2 图像去噪仿真实验 54-59 4.5 本章小结 59-60 第5章 结束语 60-62 5.1 主要工作与总结 60 5.2 今后待研究问题 60-62 参考文献 62-66 致谢 66-67 摘要 67-69 Abstract 69-71
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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