基于非下采样轮廓波变换的遥感地物分割算法

针对遥感地物图像具有背景复杂且种类众多的特点,利用传统算法进行分割会导致边缘模糊、信息丢失及分割精度低的问题,提出了一种基于改进DeepLabV3+网络的语义分割算法。首先,在主干网络中引入改进后的特征提取网络CHRNet;其次,使用非下采样轮廓波变换(NSCT)算法重构空洞空间金字塔池化(ASPP)模块中的全局池化操作;最后,在模型编码和解码阶段添加无参数的注意力机制SimAM,加强模块间的特征传递,提高特征利用率。实验表明,在PASCAL VOC2012和WHDLD数据集上,改进算法的平均交并比(MIoU)分别达到了81.56%和64.2%,较原有算法分别提升了约4.61和2.8个百分点,改进算法在保证分割速率的同时,提升了分割精度。

一种非下采样轮廓波变换的机载SAR图像增强

针对机载合成孔径雷达(SAR)影像因入射角、侧视距离和后向散射系数差异导致的内部亮度不均衡、边缘细节特征模糊等图像质量问题,采用一种基于非下采样轮廓波变换(NSCT)的图像增强处理方法来提升视觉效果,增强图像质量。相对于传统图像增强算法,该方法能够更好地解决SAR影像的辐射差异:结构相似度与平均梯度表现最优,在较好保持原始影像信息的基础上,亮度不均匀现象得到有效改善,对机载SAR影像的视觉效果有很大的提高。

基于张量低秩分解和非下采样剪切波变换的视频图像去雪方法

在雪天条件下,雪花会对视频监控系统造成遮挡,使部分重要景物信息无法被捕获,严重降低获取的视频图像质量,对后续目标检测与识别等高级图像处理造成强烈干扰。现有视频图像去雪方法普遍存在去雪效果不稳定,运算耗时长等缺陷。针对该问题,首先利用张量能充分挖掘视频图像中蕴含的空间位置信息的优势,通过张量低秩分解模型与三维全变分正则化相结合,将受到雪花污染的监控视频分解为静态背景层和运动前景层;然后,采用基于非下采样剪切波变换和数学形态学滤波方法,将运动前景层进一步分解为运动物体层和雪层;最后,将静态背景层和运动物体层进行重构,得到最终去雪后的视频图像。实验结果表明,该方法能够有效去除视频图像中的雪花干扰,清晰保留景物边缘信息,在处理效果和运算效率上均优于现有先进算法。

非负矩阵分解结合非下采样剪切波变换的遥感图像融合

文章提出了一种基于非负矩阵分解(NMF)和非采样剪切波变换(NSST)的图像融合方法。该方法通过将NMF和NSST相结合来实现图像融合,以此提取图像的共性信息和结构信息,从而获得更清晰、自然、准确的图像融合结果。具体地,我们使用NMF方法来分解多幅输入图像,并获取它们的共性部分和个性部分。通过NMF的分解,原始图像可以表示为一个非负矩阵V的乘积,其中V包含原始图像的像素值,同时包含若干列代表图像的基矩阵。在我们的方法中,共性部分对应于图像所共有的信息,而个性部分对应于图像的个别特征。接着,我们使用NSST方法对共性部分和个性部分进行分解,以便获得不同尺度和方向的图像信息。NSST是一种基于剪切波变换的多尺度分析方法,能够很好地保持图像的结构信息,并抑制伪吉布斯现象。最后,将分别经过NSST处理的共性部分和个性部分进行融合,从而获得一幅整合了图像的细节和特征的输出图像。该融合方法可以很好地处理不同类型、尺寸和分辨率的图像,并在处理复杂情况时表现出良好的效果。为了验证所提出的方法的性能,我们在不同数据集上进行了实验,并与其他常用的图像融合方法进行了比较。实验结果表明,我们提出的方法取得了良好的融合效果。因此,本文所提出的方法在图像融合领域中具有广泛的应用前景。

基于非下采样剪切波变换的FSVM图像去噪算法

以非下采样剪切波变换为基础,提出了一种模糊支持向量机图像去噪算法,其中非下采样剪切波变换能够获得噪声图像的高频子带,对高频子带系数进行模糊分类,利用自适应阈值处理含噪子带系数,达到去噪效果。实验结果表明,本文算法在图像去噪方面表现良好。

基于非下采样轮廓波变换的全色图像与多光谱图像融合方法研究

为了同时改善遥感图像的空间分辨率和光谱分辨率,提高遥感图像信息量,提出了一种基于非下采样轮廓波变换的全色图像与多光谱图像的融合方法。首先,对多光谱图像进行HIS变换,获取其亮度分量;分别对多光谱图像的亮度分量和全色图像进行非下采样轮廓波变换,获取其高低频系数;采用脉冲耦合神经网络算法和加权融合对高低频系数进行选取;最后,经过逆HIS变换和逆非下采样轮廓波变换获得最终融合后图像。实验结果表明,本文融合方法处理后遥感图像的光谱失真少,信息量和清晰度都优于其他传统遥感图像融合方法。

非下采样小波变换红外光谱数据去噪

为了降低噪声对实测红外光谱信号的影响,引入了一种非下采样小波变换的红外光谱数据去噪方法。采用非下采样小波变换对原始光谱信号进行多尺度分解,提取信号的多尺度细节特征;根据光谱信号和噪声在不同尺度上的差异,通过应用变分偏微分方程方法调整分解后的各子带系数;重构各子带就可以将原始光谱信号中真实信号和噪声分离,从而达到剔除噪声的目的。通过两组实验对比传统小波和该方法针对红外光谱数据的消噪效果,实验结果表明:非下采样小波变换在红外光谱数据去噪方面具有明显的优势,不仅能够有效地去除噪声,很好地保持信号的形状,并且均方误差较小;在实际的红外光谱数据处理中能够获得较好的去噪效果。

基于改进非下采样轮廓波的图像融合算法

针对红外光和可见光传感器难以同时获取清晰的目标和场景问题,提出一种基于非下采样Contourlet系数压缩感知的可见光和红外图像融合方法。首先采用非下采样Contourlet变换对可见光图像和红外图像分别进行多尺度、多方向分解,得到各自的非下采样Contourlet系数;然后对两种图像的低频系数采用加权与平均相结合的系数融合方案直接融合,对两种图像的带通方向子带系数采用伪随机傅里叶矩阵进行观测后将观测值进行加权融合,再对融合后的带通方向子带观测值进行系数重构,最后通过非下采样Contourlet逆变换重构图像。数值实验显示,该融合算法计算复杂度低,融合效果好,能同时得到目标和场景均清晰的融合图像。

基于多阈值的非下采样轮廓波图像去噪方法

非下采样轮廓波变换(NSCT)是一种新的多尺度几何分析工具,具有平移不变性、多方向性和各向异性。与小波变换相比,NSCT能更好地表示图像中的边缘等信息。对合成孔径雷达图像进行NSCT分解,考虑其系数统计特性,基于BayesShrink对每个分解层的各个子带做多层阈值估计和软阈值收缩处理。实验结果表明,采用该方法得到的图像在视觉效果和客观衡量指标上均符合要求。

基于非下采样轮廓波变换和直觉模糊集的红外与可见光图像融合

针对传统图像融合方法造成的边缘模糊、细节损失、图像对比度与清晰度容易降低等问题,利用非下采样轮廓波变换,提出一种基于直觉模糊集和区域对比度的红外与可见光图像融合算法.首先,使用非下采样轮廓波变换将源图像分解,分别得到源图像的高频和低频成分.其次,利用直觉模糊集灵活准确描述模糊概念的特性,构建双高斯隶属函数对低频成分进行融合;利用区域对比度详细描述图像纹理信息的特点,采用多区域特征对比度结合距离分析的融合规则,对高频成分进行融合.最后使用非下采样轮廓波逆变换得到融合图像.实验结果表明,与其它融合算法相比,该算法提高了图像对比度,保留了源图像中的边缘和细节信息,且得到的融合结果具有更优的客观评价值.

基于区域的非下采样形态小波医学图像融合算法

提出了基于区域的非下采样形态小波医学图像融合算法。该算法首先将待融合的图像进行非下采样形态Haar小波分解成高频子带和低频子带,对低频子带图像直接按绝对值最大的规则进行融合,对各高频子带图像则先进行区域分割,对分割的区域根据其活跃度指数进行匹配,再对相匹配的区域按能量最大规则进行融合;最后根据融合后的低频子带及高频子带进行融合图像重构。实验结果表明,该算法在保持移不变形态小波融合方法优点的基础上,增强了融合图像的细节及亮度信息,同时有效地克服了对噪声和非精确配准敏感等缺点。

基于图像质量评价参数的非下采样剪切波域自适应图像融合

为了提升多源图像融合精度,提出了一种基于图像质量评价参数的非下采样剪切波(NSST)域图像自适应融合方法。利用非下采样剪切波变换对源图像进行多尺度、多方向分解,低频子带图像采用结构相似度与空间频率两种图像评价参数作为系数权值,高频子带图像应用绝对值与邻域平均能量一致性选择的融合策略。应用非下采样剪切波逆变换重构图像。采用多组多源图像进行融合实验,并对融合结果进行了客观评价。实验结果表明:本文方法在主观和客观评价上均优于其他多尺度融合方法,具有更好的融合效果。

非下采样轮廓波域红外与可见光图像配准算法

针对灰度和对比度存在较大差异的可见光图像与红外图像的配准问题,提出了一种基于非下采样轮廓波变换的多分辨率配准方法。该方法分别对可见光图像和红外图像进行非下采样轮廓波分解,引入梯度归一化互信息作为配准图像的相似性测度,利用基于种群成熟度描述的自适应确定交叉和变异比率的改进遗传算法作为搜索策略,对高尺度低频图像进行粗配准。然后,根据粗匹配结果在低尺度低频图像上进行进一步配准,最终实现全分辨率条件下红外和可见光图像的配准。实验结果表明,提出的算法能够有效提高配准精度和速度。

基于非下采样双树复小波域的双变量模型去噪算法

提出一种基于非下采样双树复小波域的图像去噪算法.首先分析非下采样双树复小波变换同一方向实部与虚部小波系数之间的相关性,通过实例及统计规律得到其联合概率分布近似服从于椭圆边界的单峰各向异性二维非高斯分布.然后把双变量统计模型引入到非下采样双树复小波变换实部和虚部小波系数中,将实部与虚部小波系数的联合概率分布作为双变量先验模型,得到了非下采样双树复小波变换自适应各向异性双变量去噪模型.该模型可以很好地体现实部与虚部小波系数之间的相关性.运用最大后验概率来估计从含噪图像的小波系数恢复原图像的系数,达到去噪目的.最后根据该模型得到了一种具有闭式解的去噪算法.实验表明:该算法比经典算法提高了一定的峰值信噪比,且有良好的视觉效果,较好地保持了图像中的纹理特征.

基于CNN的非下采样剪切波域多聚焦图像融合

结合非下采样剪切波变换的时频分离优良特性,提出了一种基于卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)的非下采样剪切波变换(non-subsampled shearlet transform,NSST)域图像融合算法.首先对源图像进行NSST分解,其次对分解的低频系数进行基于CNN的融合策略.最后对分解的高频系数进行基于向导滤波(guided filtering,GF)的改进加权的拉普拉斯能量和(improved weighted sum of Laplace energy,IWSML)模取大融合策略,然后将根据不同融合规则融合后的频率系数进行NSST反变化获取输出的清晰目标图像.实验结果表明,该方法不仅可以获得更利于人眼接受的视觉效果图,且有效地提高了融合图像的客观性能评价指标.

基于非下采样双树复轮廓波变换和稀疏表示的红外和可见光图像融合

提出了一种基于非下采样双树复轮廓波变换(NSDTCT)和稀疏表示的红外和可见光图像融合方法,以改善传统的基于小波变换的图像融合方法的不足。该方法首先利用形态学变换处理源图像,利用NSDTCT变换进行图像分解得到低频子带系数和高频子带系数。根据高低频系数的不同特点,提出改进的稀疏表示(ISR)的融合规则用于低频子带;然后将改进的空间频率作为脉冲耦合神经网络的外部输入,提出基于自适应双通道脉冲耦合神经网络(2APCNN)的融合策略用于高频子带。最后通过NSDTCT逆变换获得融合后的图像。实验结果表明:本文方法在客观指标和视觉效果方面均优于传统图像融合的方法。与传统的NSCT-SR方法相比,实验的两组图像中4个客观指标:互信息(MI)、边缘信息保留量QAB/F,平均梯度(AG)和标准差(SD)分别提高了9.89%、6.39%、104.64%、55.09%和9.53%、17.77%、95.66%、52.89%。

基于非下采样剪切波变换的医学图像融合算法

为了解决单一模态医学图像的局限性,提出了一种基于非下采样剪切波变换(NSST)的多模态医学图像融合方法.该方法利用NSST将待融合的医学图像分解成低频系数和高频系数,并利用区域能量加权(WLE)的方法对分解后的低频系数进行融合,使用区域能量和平均梯度加权的方法对分解后医学图像的高低频系数进行融合,采用NSST逆变换重建融合后的图像.选择信息熵、平均梯度和空间频率3个参数作为融合图像的客观评价参数,结果表明,该方法取得的融合结果比离散小波、轮廓波和非下采样轮廓波变换等传统方法更好,计算效率更高.

非下采样方向滤波器组在遥感图像融合中的应用

利用具有平移不变性的非下采样方向滤波器组(NSDFB),结合具有平移不变性的àtrous小波变换,提出了一种基于NSDFB的低分辨率多光谱图像和高分辨率全色图像的融合方法。将多光谱图像亮度、色度、饱和度(IHS)色彩空间的I分量和全色图像(PAN)分别进行àtrous小波变换,并对得到的高频系数分别进行NSDFB分解,从而得到多方向的高频信息,然后将高低频系数分别通过一定的融合算子进行融合、重构,得到I′分量,最后通过IHS逆变换得到融合图像。实验结果表明,在几种不同的客观评价标准下,该方法优于传统的IHS、主成分分析法(PCA)和小波变换方法的融合效果,能有效地改善主成分分析法(PCA)和小波变换所带来的虚假边缘和光谱扭曲现象。

基于非下采样轮廓波变换的中子/X射线图像融合算法研究

由于中子与X射线的成像特性存在很好的互补性,将这两种成像模式下的DR(Digital Radiography)图像进行融合,可以丰富图像细节的信息量。本研究提出了基于简化脉冲耦合神经网络(PCNN)的非下采样轮廓波变换(NSCT)域中子/X射线图像融合算法,所提出的方法通过NSCT算法对源图像进行多尺度、多方向分解,有效地保留了各层信息,使得融合图像展现出良好的清晰度和对比度。同时,为了更好地保留源图像的信息,本研究对图像的不同频带分别采用取平均、绝对值取大和结合PCNN系数的融合规则进行融合。通过选取结构较为复杂的石英表、机械表以及结构相对较为简单的U盘进行中子与X射线图像采集,并利用多种客观评价指标定量评价基于小波变换融合、拉普拉斯变换融合、NSCT融合、NSCT-PCNN融合、Zhu的方法以及本文提出的方法生成中子与X射线融合图像的质量。实验结果证明,本文所提出的融合算法能够显著提高图像融合效果,获得清晰的目标信息,提高了图像对比度,同时保留丰富的细节信息,在客观评价标准和视觉效果上均优于其他典型方法。

基于非下采样剪切波变换域方向信息测度的多聚焦图像融合方法

根据非下采样剪切波变换(non-subsample shearlet transform,NSST)在图像融合领域的优势和多聚焦图像的成像特点,将NSST运用于多聚焦图像融合。在NSST变换域中,利用方向信息测度能够突出图像边缘纹理特征以及降低图像噪声,将其运用在高频子带系数的融合规则中,并对传统的低频融合策略进行改进,将低频系数和高频系数的融合图像进行NSST的逆变换,得到融合图像。计算机仿真实验表明,相比于传统的剪切波变换的融合策略,本文提出的图像融合方法提高了图像的融合质量,增加了图像的信息量,并能降低图像噪声,具有一定的有效性和实用性。