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轮廓波变换及其在图像处理中的应用

作　者: 肖玉梅
导　师: 陈蕾
学　校: 苏州大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: Contourlet变换 轮廓小波变换 图像去噪 图像融合 数字水印
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 35次
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内容摘要


小波变换具有时频局域化和多尺度、多分辨率分析的优点,在图像处理领域得到了广泛的应用。虽然常用的离散小波变换(DWT)能够有效地捕捉一维信号的奇异性,但其难以表示更高维的几何特征,而图像的轮廓、边缘和纹理等具有高维奇异性的几何特征包含了大量的信息,因此小波并不是表示图像的最优基。针对小波变换的这一局限性,为了有效地表示和处理图像等高维空间数据,人们提出了多尺度几何分析。Contourlet变换的主要目的是为了获得含有线和面奇异的图像的稀疏表示,它不仅继承了小波变换的多分辨率时频分析特征,而且拥有良好的各向异性特征。Contourlet变换是由塔形方向滤波器组(PDFB)把图像分解成各个尺度上的带通方向子带,Contourlet变换的最终结果是用类似线段的基结构来逼近原图像。Contourlet变换是一种灵活的多分辨率、多方向性的变换,它允许每个尺度上有不同数目的方向。Contourlet能够很好地表示图像的各向异性特征,更好地捕获图像边缘信息,在图像处理应用中能比小波变换更好地表示图像的边缘及纹理特征。但轮廓波存在冗余度的问题,本文研究的轮廓小波变换能解决此问题。由于轮廓小波变换对图像纹理方向十分敏感,因此在二维数据处理中得到了很好的应用。首先提出基于轮廓小波变换的图像去噪算法,实验结果显示,与小波变换、轮廓波变换相比,该去噪算法明显改善了图像视觉效果,显著提高了图像的PSNR值。其次深入地研究了Contourlet变换在图像融合中的应用,实验结果表明,与小波图像融合的算法相比,Contourlet变换算法明显提高了融合图像的视觉效果。最后针对小波变换在表示二维图像时的局限性,提出了一种基于混沌加密的Contourlet域数字图像水印算法。最后通过实验对该算法的鲁棒性进行分析和验证。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 研究背景与意义  9-11
  1.2 图像去噪技术简介  11-12
  1.3 图像融合技术简介  12-13
  1.4 数字水印技术简介  13-15
  1.5 本文的研究内容  15-17
第二章 轮廓波变换  17-28
  2.1 Contourlet 变换  17-22
    2.1.1 拉普拉斯金字塔滤波器  17-18
    2.1.2 方向滤波器  18-20
    2.1.3 Contourlet 滤波器组  20-22
  2.2 轮廓小波变换  22-26
    2.2.1 轮廓小波变换的定义  22-25
    2.2.2 轮廓小波与轮廓波  25-26
  2.3 图像表示能力实验  26-28
第三章 基于轮廓小波变换的图像去噪  28-44
  3.1 图像中的噪声  28-30
    3.1.1 噪声类型  28-29
    3.1.2 噪声特性与模型  29-30
  3.2 图像质量评价方法  30-32
  3.3 阈值处理过程中相关问题  32-35
    3.3.1 阈值函数  32-33
    3.3.2 阈值选取  33-34
    3.3.3 噪声估计  34-35
  3.4 基于轮廓小波变换的图像去噪  35-43
    3.4.1 算法描述  35-36
    3.4.2 实验结果与分析  36-43
  3.5 本章小结  43-44
第四章 基于轮廓波变换的图像融合  44-56
  4.1 经典图像融合方法  44-46
  4.2 融合规则及评价标准  46-51
    4.2.1 融合规则  46-48
    4.2.2 图像融合质量评价标准  48-51
  4.3 基于轮廓波变换的图像融合  51-55
    4.3.1 算法描述  52-53
    4.3.2 实验结果与分析  53-55
  4.4 本章小结  55-56
第五章 基于混沌加密的Contourlet 域数字图像水印算法  56-74
  5.1 数字水印的基本理论框架  56-57
  5.2 数字水印的典型算法  57-61
    5.2.1 空域水印算法  58-59
    5.2.2 变换域水印算法  59-61
  5.3 数字水印攻击方法和对策  61-64
  5.4 数字水印系统的评价  64-66
  5.5 基于混沌加密的Contourlet 域数字图像水印算法  66-73
    5.5.1 二值图像水印的混沌加密  66-69
    5.5.2 水印嵌入与提取算法  69-71
    5.5.3 实验结果与分析  71-73
  5.6 本章小结  73-74
第六章 总结与展望  74-76
  6.1 本文总结  74
  6.2 工作展望  74-76
参考文献  76-82
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文  82-83
致谢  83-84

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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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