全相位DFT数字滤波器的设计与实现

本文提出了全相位数据空间的概念 ,并基于DFT/IDFT滤波导出了一种新型的零相位滤波器———全相位DFT(APDFT)数字滤波器 .本文给出了它的脉冲响应与相应的DFT滤波响应向量之间的正、反变换公式 ,证明了这种滤波器的一些重要性质 .APDFT方法兼有窗函数法和频率采样法的优点 ,是一种设计FIR滤波器的新方法 .理论分析和模拟实验证实 ,其总体性能优于传统方法 .APDFT数字滤波器除可用通常的卷积结构实现外 ,也可用一种直接频域网络实现 .本文给出了这种网络结构及其简化算法 .这种网络具有实时自设计功能 .它可以构成时变系统用于滤波器传递函数实时可变的场合 ,可以方便地集成为一个长度和频响均可编程的通用零相位数字滤波器 。

有限长度信号Mallat算法的边界延拓方法

处理有限长度信号时需要对其边界做某种延拓处理。本文在对Mallat算法分析的基础上,研究了有限长度信号Mallat算法中常用的4种边界延拓方法,并详细推导了4种边界延拓方法实现小波变换的一般过程。详细讨论了对称延拓中的2种延拓方式,分别就滤波器长度和信号长度为奇数或偶数的情况进行了研究。在周期延拓和对称延拓中,为了使多级分解与重构顺利进行,引入一个二元标示序列,使得小波变换便于编程实现。最后以bior4.4双正交小波给出实例,计算结果表明,在保持信号长度不变的情况下,按本文延拓方法能实现完全重构。

全相位沃尔什双正交变换及其在图像压缩中的应用

本文提出了全相位沃尔什双正交变换和对偶双正交基向量的新概念,并提出了一种基于这种变换的、新的图像压缩算法.与JPEG压缩编码算法中的DCT变换做比较,在相同码率下,采用全相位沃尔什双正交变换的重建图像峰值信噪比与DCT变换的大致相同,而该方法最大的优点是量化简单,能对变换系数进行均一量化,从而大大缩短运算时间,且便于硬件实现.

全相位多维多抽样率数字滤波器设计

基于一维全相位数字滤波器(APDF),提出了通用的全相位多维多抽样率数字滤波器设计方法.该方法适用于抽取/内插矩阵为任意有理数情况,能够保持奈奎斯特特性和零相位特性,可将一维APDF的优良特性继承到多维滤波器.由一维APDF的波纹和过渡带参数,导出了结果滤波器的通带、阻带波纹和过渡带向量的估算公式.另外,研究了一种根据理想通带参数寻找对应抽取/内插矩阵的方法,并给出了抽取/内插矩阵分别为整数和有理数时的2个实例.在滤波器长度相同的情况下,与传统方法相比,所设计的全相位多维多抽样率滤波器过渡带略宽,但通带波纹和阻带波纹更小,阻带衰减更大,具有良好的幅频特性.

帧率提升中的三维递归搜索块匹配改进算法

将基于块匹配的运动估计用于帧率提升会产生内插重叠、空洞等问题。对三维递归搜索(3DRS)块匹配运动估计算法进行改进,结合双向运动估计给出更为精确的运动矢量,采用矢量中值滤波器平滑矢量场,并运用中值滤波运动补偿技术进行插帧。实验结果表明,该算法在主客观方面都具有较好的性能,计算复杂度较低,也便于硬件实现。

基于全相位IDCT滤波器的内插重采样分层编码技术

该文提出了一种基于全相位逆离散余弦变换(APIDCT)内插滤波器的重采样分层编码技术。全相位数字滤波器(APDF)是一种新型的线性相位滤波器。该文给出了APIDCT的设计方法,并通过比较几种APDF的性能,证明APIDCT在图像内插方面性能优异。在此内插方法基础上,结合重采样和自适应算术编码形成了分层图像编码技术,这种技术算法简单,适用于空间可分级编码。实验结果表明仅用其中3层,重建图像的峰值信噪比和压缩率就可达到略优于JPEG的效果,并且压缩率高时也不会出现块效应。

一种快速的图像修复算法

处理图像修复问题的一类主要方法是建立偏微分方程,用迭代的方法来求解,其中最具代表性的算法是BSCB(bertalmio-sapiro-caselles-bellester)算法。针对BSCB模型速度很慢的缺点,提出了结合扩散率函数的选择性自适应插值算法。实验结果表明,该算法简便易行,使运算速度比BSCB模型提高了很多,同时修复的效果也有所改善。

全相位方向滤波器组设计及其应用

为提高方向滤波器组的方向选择性和运算速度,基于全相位列率滤波理论提出了一种新的方向滤波器组设计方法.该方法直接从频谱特性设计纯二维方向滤波器并灵活构建方向滤波器组,避免了传统方向滤波器组对图像的旋转、采样等操作,可以更多地保留图像细节并减小运算量.采用该方法设计了2种全相位方向滤波器组,并将其用于图像去噪.对经典测试图像的实验结果表明,与Contourlet变换及其改进——非下采样Contourlet变换相比,采用该方法去噪后图像的峰值信噪比最多提高2.96 dB,且重建图像的主观质量也较好.

全相位DFT数字滤波器的一种等价结构

本文根据[1]中提出的全相位DFT数字滤波器的理论,导出了一种新型的频域网络结构。对于相同长度和频率响应的滤波器,该结构与[1]中的方案滤波效果相同,但运算量只有[1]的一半,硬件实现简单。由于可以直接得到梯度向量,因此可应用于自适应滤波领域,实验证明,它比传统的频域自适应滤波器具有更好的性能。

加窗全相位DFT数字滤波器

基于全相位离散傅里叶变换(DFT)数字滤波器的直接频域实现网络结构,对输入或输出数据加窗,导出了一种新型的加窗全相位DFT数字滤波器.其频率特性比不加窗的又有较大提高,幅频响应等于或逼近频率采样值,通带纹波极小,阻带衰减极大,过渡带陡峭,零相位,滤波性能和实现的简捷性超过其他传统方法.它除了可以采用通常的卷积结构外,也可采用直接频域网络实现,此文给出了它的直接频域网络组成及其简化算法.这种网络具有实时自设计功能,可构成时变系统,用于滤波器传递函数实时可变的场合,便于集成为频响和长度均可编程的通用零相位数字滤波器.它是数字滤波器的一种新的设计理念和实现结构.

提升小波变换二叉树图像编码算法

为进一步提高图像压缩质量,在研究二维离散信号采样的基础上,基于全相位列率滤波理论设计了全相位内插滤波器组,并将其用作小波变换提升格式中的预测和更新滤波器,对图像进行不可分离的二维小波变换.结合各分解子带小波系数金字塔排列的特点,借鉴经典的SPIHT小波编码算法的思想,提出了二叉树小波编码算法.对经典测试图像的实验结果表明,与SPIHT算法在相同编码比特率下做比较,在低比特率下,二叉树小波编码算法重建图像的峰值信噪比平均提高约0.5 dB,并且重建图像的主观质量也较好.

全相位DCT自适应插值算法

全相位DCT内插方法可有效减少吉布斯效应,具有优良的内插特性。在此基础上,结合边缘自适应内插思想,提出全相位DCT自适应内插算法,并根据插值点邻近像素采样点的不同选取方法,推导出相应的内插公式。实验结果表明,提出的全相位DCT自适应内插算法在有效抑制吉布斯效应的同时,能更好地保持图像边缘,改善图像质量。

一种基于全相位余弦双正交变换的JPEG算法

为了进一步改进JPEG算法提高编码的效率和重建图像质量,提出了一种新的变换方法即全相位余弦双正交变换(APCBOT)来替代传统的DCT变换。这种新的变换来源于离散余弦列率滤波(DCSF)的卷积算法,它在把原始图像变换到频率域的同时对各高频分量进行相应的衰减,从而简化了图像变换后的量化步骤。用M atlab进行了数据仿真,结果表明,本文提出的变换和DCT相比有很大的优势,不但量化简单(无量化或仅需一个参数的一致量化),而且使JEPG算法的压缩率和重建图像质量均有可观的优化。

RS码的时域编码/频域译码技术

提出一种RS混合编译码技术———时域编码/频域译码,对照单纯的时域编译码和频域编译码分析了其优越性。这种编译码技术可广泛应用于数字电视信号的传输及其它数字通信场合。

全相位双正交五株形滤波器组的设计与应用

提出了一种设计全相位双正交五株形滤波器组的一般方法.在保证线性相位和完全重建前提下,基于一维IDCT域全相位半带数字滤波器,利用新的全相位钻石形变换核函数和改进的准正交镜像滤波器(QMF)模型,设计了一类新的两通道五株形滤波器组(QFB),称为全相位双正交五株形滤波器组(apbQFB).然后利用apbQFB生成一种新的全相位Contourlet(apContourlet)变换,并详细研究了其在非线性估计和图像降噪方面的应用.数值实验结果表明,apContourlet的非线性估计和图像降噪性能均优于原Contourlet,可见apbQFB方法具有一定的通用性和优越性.

扩散滤波器及其在图象放大中的应用

图象放大在图象显示、视频特技等领域有广泛的应用。当既要求图象放大质量好又要求算法简单时，传统的图象放大方法遇到了困难，其原因是未考虑到视觉的方向敏感性。本文提出了一种与视觉特点相匹配的图象放大方法一邻域扩散法，以简单的坐标变换获得了较好的图象放大效果，特别有利于硬件实现。文中分析了一种新型的二维低通数字滤波器—扩散滤波器及其频率响应特性，构造了具体实现中的扩散增量矩阵，给出了任意（N／M）×（N／M）倍放大坐标变换关系。本文的结果和放大实例也可作为视觉方向特性的一个实验证明。

压缩感知形状检测

压缩感知以随机投影的形式利用较少的非传统采样,重构稀疏的或可压缩的信号。Hough变换通常用于检测图像中的直线和其他参数化形状。提出利用Hough变换域的稀疏性,用CS寻找图像中的参数化形状的方法。进行了用基于CS的方法检测噪声图像中的直线和圆的实验。

离散余弦列率滤波器的设计及应用

为在信号滤波领域发挥离散余弦变换（ＤＣＴ）潜在的优良特性，提出离散余弦列率滤波的时域卷积算法，引入一种新型的线性相位数字滤波器——离散余弦列率滤波器（ＤＣＳＦ），导出了任意长度一维和二维ＤＣＳＦ的设计公式，讨论了这种滤波器在广义标量维纳滤波和倍频程子带滤波中的应用．实验结果表明，ＤＣＳＦ可实现无波形失真的良好滤波效果．ＤＣＳＦ滤波算法简单，其计算量（乘法和加法）仅为采用快速ＤＣＴ（ＦＣＴ）算法的１／４．由ＤＣＳＦ的概念演绎出一种设计线性相位数字滤波器的基于列率分析的新方法，它比通常基于离散傅立叶变换（ＤＦＴ）的设计方法更简洁和直观，在数字滤波、数据压缩和特征选择等数字信号处理领域有广阔的应用前景．

形状自适应变换在基于对象编码中的应用

形状自适应DCT(SA-DCT)在低码率时编码效果欠佳,且重建图像块效应明显。针对该问题,提出一种基于形状自适应全相位双正交变换(SA-APBT)的编码系统框架,采用APBT取代DCT进行编码。实验结果表明,该方法在低码率时的编码性能优于SA-DCT,且块效应明显减小。

离散余弦列率滤波的卷积算法

本文提出了离散余弦列率滤波的卷积算法,推导了离散余弦列率滤波器(DCSF)的设计公式。这种新型的线性相位数字滤波器可使传统列率滤波得到简化且避免波形失真。