基于快速傅里叶变换的四种相位解包裹算法

为了快速准确地对含有噪声的包裹相位图进行相位展开,采用理论分析与计算机模拟及实验验证相结合的方法,对基于快速傅里叶变换(FFT)的四种典型算法——四次FFT算法(4-FFT)、二次FFT算法(2-FFT)、四次离散余弦变换算法(4-DCT)及横向剪切干涉与FFT相结合的算法(LS-FFT)作了对比研究。结果表明:2-FFT算法运行速度最快,4-FFT算法次之,LS-FFT算法速度最慢;4-FFT算法对含有较强噪声和轻微欠采样的实验数据的处理效果是最好的;LS-FFT算法对强噪声数据的处理效果最差。

变换域加密全息水印算法

提出了一种基于DCT-DWT的彩色图像全息水印算法。为了保证水印信息的安全性,该算法首先对水印信息进行双随机相位调制,并生成水印全息图;其次,将载体图像在Lab空间内的L分量进行4×4分块,对每一分块进行DCT变换,抽取每个矩阵的中低频系数,组成一个新的矩阵,并对之进行小波分解,将水印全息图嵌入到它的中低频小波系数上。实验结果表明,基于DCT-DWT变换的水印算法具有较好的不可见性,对常见的攻击具有强鲁棒性。

基于矩形双窗的滑动DTFT高精度相位差测量算法

针对机械振动中频率很低或接近奈奎斯特频率的信号,采用传统的相位差测量方法存在较大误差,为更好地抑制频谱泄露的影响,提高相位差测量精度,在传统DTFT算法的基础上,采用矩形双窗、计及负频率影响以及滑动递推,提出一种基于矩形双窗的滑动DTFT高精度相位差测量算法,并阐述该算法原理及其实现步骤。研究结果表明:该算法计算量较小,实现简单,应用于相位差测量,有效地减小了频谱泄露引起的测量误差,能够获得比传统加窗DTFT算法更高的相位差计算精度。仿真和实验结果验证了本文算法的可行性和有效性。

基于频谱融合技术的光学衍射成像彩色图像加密系统

提出了一种基于光学衍射成像原理的彩色图像加密方法.首先把彩色图像分成红、绿、蓝三基色分量,并将三基色灰度图像分别作离散余弦变换,得到对应的离散余弦变换谱.保留离散余弦变换谱的主要数据,并用空间复用的方法把这三个主要数据融合于一个实值图像之中,该图像即为复合频谱.再将此复合频谱送入光学衍射成像系统中加密,得到单幅密文.解密过程为加密过程的逆过程,即首先由单幅密文恢复复合频谱,再由复合频谱分离出三基色图像的部分离散余弦变换谱,再对这些离散余弦变换谱做逆变换得到三基色图像.由于对复合频谱设置了一个特殊数据区,因此在利用相位恢复算法恢复复合频谱的过程中,这些特殊数据作为输入平面的部分振幅支撑,可以避免迭代过程的停滞问题并提高收敛速率,从而完全恢复复合频谱,进而恢复原始图像.本方法可以将一幅彩色图像加密成单幅具有噪声图样的强度密文,同时,解密恢复得到的原始彩色图像具有较高的像质.

含噪声包裹相位图的加权最小二乘相位展开算法研究

二维相位展开广泛应用在精密光学测量、自适应光学、合成孔径雷达、图像处理等领域中。为处理含噪声包裹相位图,以预条件共轭斜量法求解权重最小二乘相位展开方程。引入非加权二维离散余弦变换求解泊松方程得到的最小二乘相位解作为共轭斜量法的初始解,从而加快了收敛速度,同时提出一种新质量图确定算法求解过程中的权重项。计算机模拟和试验表明算法计算速度快,能有效地消除传统路径积分法在处理信噪比低包裹相位图时的"拉线"现象,是一种有效的相位展开方法。

单幅干涉条纹图相位提取新算法

散斑干涉测量中,得到的干涉条纹图必须通过提取当中的真实相位才能够得出所测的物理量。从干涉条纹图中提取相位常用的相移法,过程复杂、对环境要求较高,而且要通过解包裹运算才能求得真实相位,容易产生误差。通过希尔伯特变换,基于离散余弦求解泊松方程的方法,提出从单幅干涉条纹中提取真实相位的新算法。通过实验分析,本文提出的新方法能够有效地从单幅干涉条纹中提取真实相位,并且在现实情况中,本文提出的新方法从单幅干涉条纹图中提取相位误差小于相移法,而且运行速度快,为从干涉条纹图中提取真实相位提供了新的参考。

基于一类新窗的滑动DTFT相位差测量算法及分析

为更好地抑制频谱泄露的影响,增强算法的动态性能,提高相位差测量精度,在传统DTFT算法的基础上,施加通过若干矩形窗进行卷积运算构造出的一类新窗,计及负频率成分的影响,利用滑动递推的思想,提出一种基于一类新窗的滑动DTFT相位差测量算法,并阐述算法原理、公式推导过程及算法实现步骤。研究结果表明:该算法计算量较小,实现简单,应用于相位差测量可有效减小频谱泄露引起的测量误差,能够获得比传统DTFT算法更高的相位差测量精度。实验分析与应用验证结果均证实了该算法的有效性和可行性。

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。

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.

基于多尺度相位谱的显著性运动目标检测

针对视频序列中的显著性运动目标检测问题,提出一种基于图像频域中的多尺度多特征显著性运动目标的快速检测方法.所提算法在对视频序列多尺度运算的基础上,通过提取视频序列底层特征,分析其离散余弦频域中的时空域相位信息,最终构建时空域显著性视频序列,完成序列中的显著性运动目标检测.实验结果表明,所提算法在复杂背景环境下,特别是各种监控视频中,能够快速有效地检测出与人类视觉较为一致的显著性运动目标.

基于调制度分析的加权最小二乘位相展开方法

提出将条纹光强调制度分析和加权最小二乘法相结合进行二维位相全局展开的一种方法 .在 Ghiglia和 Romero提出的基于离散余弦变换的加权最小二乘位相展开算法的基础上 ,根据条纹图像调制度分析确定加权最小二乘算法中的权矩阵 ,对调制度低的位相数据赋予低的权值 ,可以有效屏蔽无效位相数据对邻近区域的不利影响 .该方法更充分利用条纹图像信息 ,算法稳健 ,可以实现完全自动的二维位相展开 .

振动信号离散余弦变换域维纳滤波算法

由于振动信号分析对相位敏感,需要在滤除噪声的基础上保证线性相位,防止畸变失真。针对传统信号滤波方法往往存在滤波效果和线性相位矛盾的问题,提出了振动信号离散余弦变换域维纳滤波算法。该算法将离散余弦变换域的能量集中特性和维纳滤波的线性滤波特性相结合从而更好地发挥维纳滤波的作用。仿真结果表明该算法拥有较好的噪声滤除效果,且能保证滤波后不产生明显的畸变失真,适合于汽轮机振动信号的去噪处理。该算法的基本原理也可应用于其他具有相似滤波要求的信号去噪处理中。

振动信号离散余弦变换域循环维纳滤波算法

为解决对非平稳振动信号直接进行循环维纳滤波噪声去除效果较差的问题,将离散余弦变换应用于循环维纳滤波中,提出振动信号离散余弦变换域循环维纳滤波算法.利用离散余弦变换能量集中的特性和循环维纳滤波线性相位滤波特性,采用分段处理方法使二者结合,以便更充分发挥维纳滤波的性能,实现更好的滤波效果,并降低处理阶次.结合工业现场实测汽轮机振动信号,对算法进行分析与仿真,仿真结果表明:该算法拥有较好的噪声滤除效果,且能保证滤波后不产生明显相位失真,适于振动信号去噪处理,优于单独进行循环维纳滤波或DCT滤波.

基于相位恢复和数字全息的音频水印

提出了一种在数字全息技术中引入相位恢复算法的音频水印方法.用水印图像经相位恢复处理形成虚拟物光波与参考光波干涉,得到高对比度的傅里叶变换全息图.利用量化算法和离散余弦变换把数字全息图嵌入音频信号中,在水印提取过程中不需要原始音频信号的参与,并且采用密钥加强了水印的安全性.数值计算实验表明:该算法对有损压缩、重采样、低通滤波、噪音干扰等常用音频信号攻击均具有很好的稳健性.

基于IDCT域的加窗全相位数字滤波器

为了改善直接基于逆离散余弦变换(IDCT)域设计的全相位数字滤波器(APDF)幅频特性,推导了IDCT域加窗APDF的设计公式.IDCT域加窗APDF是一种零相位数字滤波器.滤波器设计实验表明,与加其他窗函数相比,依据此公式设计的基于IDCT域的加凯塞窗APDF能使滤波器达到更好的幅频特性.在相同频率采样点数的情况下,基于IDCT域设计的加凯塞窗APDF和传统频率采样法设计的FIR低通滤波器的幅频特性相比而言,其通带、阻带更平坦,过滤带更窄.

基于DCT的旋转机械振动信号无相移滤波方法研究

把离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT)无相移滤波方法引入了旋转机械振动信号处理领域。采用该方法的步骤为:先将输入数据进行DCT变换,将变换后的数据根据压缩率保留前面的数据,抛弃后面的数据,然后把保留的数据补0到原始数据长度,再进行DCT逆变换,就获得了滤波后的数据。通过对旋转机械油膜涡动振动信号的试验研究表明,基于DCT的无相移滤波方法不但能把振动数据进行无相移滤波处理,而且可以压缩数据。该研究成果能广泛地用于旋转机械振动信号滤波、压缩领域。

DCT域全相位FIR滤波器的设计与实现

离散余弦变换(DCT)具有优于傅里叶变换、哈尔变换等正交变换的高度解相关性,为了充分发挥DCT在信号滤波中的应用,提出基于DCT的严格零相位的一维全重叠频域滤波器(AOFD)的概念并给出与其对应的FIR滤波器结构.理论证明了滤波器零相位、对变换域抽样序列具有可加性和可形成严格互补子带的多分辨率分析等重要性质.实验中,通过对图像的多分辨率分析表明,AOFD可实现无波形失真的滤波效果.

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。

基于圆柱衍射与离散余弦变换的图像光学加密算法

目的为了实现多幅图像的同步加密,并增强加密系统的抗破译能力,提出一种基于圆柱衍射域的相位截断与离散余弦变换的多图像光学加密算法。方法首先引入压缩感知(CS,Compress Transform)方法,对输入明文实施压缩;基于离散余弦变换DCT(Discrete Cosine Transform)对压缩明文完成分解,获取相应的DCT系数,形成系数矩阵;构建迭代复数,将每个压缩明文对应的系数矩阵融合为一个复矩阵,通过DCT逆变换,形成一幅组合图像。联合Hilbert变换与波带片相位模型,构建调制掩码;引入圆柱衍射域的相位截断机制,联合调制掩码,对组合图像实施光学加密,获取密文与私钥。结果实验数据表明,相对于已有的多图像同步加密方法而言,所提算法具备更高的加密安全性,密文熵值以及相邻像素间的相关系数分别达到了7.998,0.0012,且具有强烈的密钥敏感性。结论所提加密算法可以抵御网络中外来攻击,在图像信息防伪领域具有一定的参考价值。

全相位DCT数据内插与立方卷积内插方法比较研究

本文对基于8点信息的全相位数据内插方法进行了推导和理论分析,利用它对实际图像进行了插值处理,并且同当前比较先进的H.26L中建议的立方卷积内插做了比较,仿真实验结果表明全相位数据内插在性能指标上要优于立方卷积内插.