基于对比度Harris的快速鲁棒图像配准算法

为进一步提高配准算法的鲁棒性、速度及自适应程度，提出了一种基于对比度Harris的快速鲁棒图像配准算法.依据中心像素与其邻域像素灰度值差异计算分块图像对比度，自适应地确定其角点检测的阈值，并通过灰度相似性剔除伪角点；在构建的尺度空间中检测角点，解决了Harris算法需凭经验手动设定阈值，所提取的角点分布不均匀，对尺度敏感且含有伪角点的问题；采用斜率和距离约束剔除粗匹配后的部分误配准点对，再通过随机抽样一致性（random sample consensus，RANSAC）进行精配准.实验结果表明，与4种同类配准算法相比，所提出的配准算法对于JPEG压缩、模糊、视角、光照及尺度变化图像都具有更好的鲁棒性，配准正确率更高，自适应性更强，且配准时间大幅减少.      

基于Shearlet变换和KPCA的多时相遥感图像变化检测

为了进一步提高多时相遥感图像变化检测的精度,本文提出了一种将Shearlet变换与核主成分分析(kernel principal component analysis,KPCA)相结合用于遥感图像变化检测的算法.首先利用Shearlet变换的多尺度、多方向和各向异性等特点,对遥感图像进行多尺度分解,然后对分解后的数据进行核主成分分析,再进行Shearlet反变换得到含变化信息的图像,最后对该图像利用模糊局部信息C均值(fuzzy local information c-means,FLICM)聚类算法进行分割,实现遥感图像的变化检测.大量试验结果表明,与基于主成分分析(principal component analysis,PCA)、基于KPCA、基于小波变换和PCA 3种变化检测算法相比,本文算法能有效地分离出变化信息,得到更准确的变化检测图像,具有更高的变化检测精度,且对背景有较强的鲁棒性,同时也减少了计算复杂度.     

基于卡通纹理分解和NSCT的卫星云图边缘提取

为方便提取云图的缓变边缘,提出了基于卡通纹理分解和无下采样轮廓波变换(NSCT)的卫星云图边缘特征提取算法。首先使用基于张量扩散的卡通纹理分解对卫星云图进行预处理,减小云图中噪声和纹理的影响,将云的缓变边缘转化为阶跃边缘;然后依据NSCT域中高频系数的正负关系和相关性进行边缘特征提取。通过实验,将文中算法分别与基于投影卡通纹理分解的预处理算法、小波多尺度积、NSCT模极大值和NSCT多尺度积等边缘特征提取算法进行比较。结果表明,本算法可更准确地提取云的边缘,且受噪声和纹理的影响小,边缘的连续性更好,为准确地进行云分类提供了保障。     

基于Contourlet变换的抵抗几何攻击的视频水印算法

如何有效地抵抗几何形变攻击已成为数字水印技术的研究重点之一.提出了一种基于Contourlet变换的能够有效抵抗几何形变攻击的视频水印方案.在水印嵌入方案中,运用平均交流能量(AAE),并使用Contourlet变换的空-频特性嵌入水印.在水印提取方案中,运用了最佳白化滤波器,有效提高了相关检测的性能.大量的实验结果表明,该水印方案在保证视频视觉质量的同时具有很强的抵抗几何形变攻击的能力,对于时间维上的低通滤波、去帧等其他攻击也具有很强的鲁棒性.     

基于边缘点投影方差最小的车牌倾斜校正方法

在车牌识别系统中,为提高字符分割和识别的效果,需要对定位后的车牌图像进行倾斜校正.提出了一种基于边缘点投影方差最小的车牌倾斜校正方法.首先将旋转后车牌图像的垂直边缘向水平方向投影;然后导出边缘点投影方差最小时旋转角度的闭合表达式,由此一步确定车牌的倾斜角度;最后通过双线性插值方法校正车牌.给出了实验结果,并与车牌倾斜校正的Hough变换法、旋转投影法和主成分分析法进行了精确度、算法复杂度及运算时间的比较,结果表明所提出的方法精确度高、鲁棒性好、实时性强.通过进一步分析和推广,将车牌倾斜校正方法总结为两种不同类型的方法,并对它们进行了比较.     

基于二维灰度熵及混沌粒子群的图像阈值选取

为了同时考虑直方图的概率信息和类内灰度级的均匀性,提出了基于灰度级-梯度二维直方图的Shannon灰度熵及Tsallis灰度熵阈值选取方法.给出了Shannon灰度熵和Tsallis灰度熵的定义及其一维阈值选取方法,导出了二维Shannon灰度熵及Tsallis灰度熵阈值选取公式及其快速递推算法,并利用混沌粒子群算法寻求两种阈值选取方法的最佳阈值.实验结果表明,与基于改进的二维最大熵及粒子群递推的阈值选取方法相比,所提出方法的分割图像能更准确地反映原始图像的边缘、纹理及细节信息.     

基于人工蜂群优化的NSCT域图像模糊集增强方法

针对实际应用中所采集的图像对比度低、边缘细节模糊的问题,提出了基于非下采样Contourlet变换(NSCT)、模糊集、人工蜂群(ABC)优化的自适应图像增强方法.首先对输入图像进行NSCT分解,得到一个低频子带和多个高频子带;然后依据贝叶斯萎缩阈值和非线性增益函数增强高频子带系数,采用模糊增强法增强低频子带系数,并利用ABC算法优化其中的模糊参数,以提高模糊增强法的自适应性;接着用低频子带图像的信息熵作为ABC算法的适应度函数,同时引入较劣种群随机初始化策略改进ABC算法,以缩短增强方法的运行时间.文中采用该增强方法对淡水鱼、铁轨表面、储粮害虫3类图像进行了增强实验,并依据主观视觉效果和对比度增益、清晰度增益、信息熵3个客观定量评价指标,对文中方法及其他3种同类增强方法进行了比较.结果表明,所提出的方法视觉效果最佳,能提高图像的对比度和清晰度,目标边缘光滑,且增加了图像的信息量,便于后续准确地进行图像检测与识别.     

基于二维倒数灰度熵的河流遥感图像分割

为进一步提高河流检测与识别系统中河流遥感图像分割的准确性和处理速度,提出了分解的二维倒数灰度熵河流遥感图像阈值分割方法.首先引入了倒数灰度熵,避免了香农熵中的无定义点问题,给出了一维倒数灰度熵阈值选取方法,考虑了图像灰度级概率及类内像素灰度均匀性;然后经推广导出了二维倒数灰度熵最佳阈值选取公式,增强了抗噪性;最后提出了二维倒数灰度熵的分解算法,将求解二维最佳阈值转化成分别求解灰度级图像和邻域平均灰度级图像的一维最佳阈值,运算量从O(L4)大幅降低至O(L).经大量实验验证,与改进的Otsu法、基于粒子群优化(PSO)的二维最大香农熵法、基于混沌小生境粒子群优化(NCPSO)的二维斜分倒数熵法相比,该方法在对河流遥感图像的分割效果和处理速度方面有明显优势.     

基于Contourlet域独立分量分析的视频水印

提出了一种基于Contourlet域独立分量分析的视频水印.该水印算法首先对视频进行镜头分割;然后对同一镜头中的视频帧分别进行Contourlet分解,并选取分解后的带通分量进行独立分量分析;最后采用邻近特征值平均法将Arnold变换置乱后的水印嵌入到独立分量分析所得的运动分量上.实验结果表明,该算法在保证水印不可见性的同时能够有效地抵抗MPEG压缩及其它常见攻击,并且大大减少了计算量.     

二维直方图θ-划分最小误差图像阈值分割

针对常用二维直方图区域直分法存在错分的问题,并为适应实际中不同图像及分割目的的需要,提出了更具普适性的二维直方图θ 划分最小误差阈值分割方法(θ为分割直线的法线与灰度级轴的夹角）.导出了相应的阈值选取公式及其快速递推算法,根据实验结果分析了θ取值对分割结果和算法运行时间的影响.与二维直方图直分最小误差法相比,所提方法的分割结果更为准确,抵抗噪声更为稳健,且所需运行时间也大为减少;而直线形最小误差法只是文中方法中θ=45°的特例.