基于3维矩阵变换的彩色图像质量评价方法研究

鉴于传统的图像质量评价指标不能很好地反映图像质量,为了对图像质量进行更合理的评价,提出了一种新的彩色图像质量评价方法,该方法从图像的客观保真度、视觉失真度及清晰度3个方面来综合评价图像质量,其中,客观保真度作为图像质量的横向评价标准,而视觉失真度和清晰度则为其纵向评价标准。在评价图像的清晰度时,还充分考虑了彩色图像3帧间的结构相似性,把彩色图像的各个分量表示在一个统一的数学模型里,使用3维矩阵宽离散余弦变换来衡量图像的清晰度。实验结果表明,相对于传统的峰值信噪比评价指标来说,这种方法更为符合人眼视觉特性。

纯二维5/3小波变换及其在CT图像无损压缩中的应用

小波变换在数字图像处理领域有着广泛的应用,其对图像的处理常采用行列分离处理方式,这种方式不能完全吻合人眼视觉特性。针对这一情况,构造了一种与人眼视觉特性更加吻合的纯二维小波变换处理方式。首先,由一维5/3小波滤波器组通过Mc Clellan变换构造纯二维5/3小波滤波器组,并用提升格式实现;然后,用该提升格式与纯二维Lazy小波滤波器组相嵌套的形式实现图像的纯二维5/3小波变换。为了便于工程应用,给出了其变换规程。将纯二维5/3小波变换用于CT图像的无损压缩,实验证明:对于512 dpi×512 dpi尺寸的CT图像,纯二维5/3小波变换无损压缩效果高于二维可分离5/3小波变换,每幅图像可平均节省1 989.9 byte。

二维离散5/3小波变换并行VLSI结构设计

提出了一种基于提升算法的二维离散5/3小波变换(DWT)高效并行VLSI结构设计方法。该方法使得行和列滤波器同时进行滤波,采用流水线设计方法处理,在保证同样的精度下,大大减少了运算量,提高了变换速度,节约了硬件资源。该方法已通过了VerilogHDL行为级仿真验证,可作为单独的IP核应用在JPEG2000图像编、解码芯片中。该结构可推广到9/7小波提升结构。

一种改进的3维块匹配视频去噪算法

针对Video Block-Matching and 3-D Filtering(VBM3D)算法耗时高且去噪视频存在块效应的问题进行了改进。在对变换域系数进行收缩时,采用连续阶导数阈值法,代替原算法中的硬阈值法,减少块效应;在帧内匹配时,采用基于积分图思想的图像块距离计算加速方法;在帧间匹配时,使用帧间预测性匹配方法,减少计算量,提高算法效率。理论分析和实验结果表明,改进后的算法不仅能有效改善原VBM3D算法中的块效应,且算法复杂度大大降低。

一种制作大区域3维地形图的快速方法

在对地形 3维透视图制作机理进行深入研究的基础上 ,用分块投影和归并的技术 ,实现了一种快速制作大区域 3维地形图的方法 ,解决了将地形 3维可视化技术推向实用的一个关键问题。试验结果表明 ,利用该方法制作的 3维地形图真实感强、制作速度快 ,是一种成功有效的方法。

三维空间中高超声速目标修正三级Hough变换-检测前跟踪算法

针对大型相控阵雷达对于临近空间高超声速目标的检测跟踪问题,该文提出一种修正的3级Hough变换(MTS-HT)检测前跟踪算法。首先,为了解决直接进行3维Hough变换计算量大的问题,将3维点迹依次降维映射至径向距离-时间、方位角-时间和仰角-时间3个平面进行2维Hough变换;其次,为了能够在充分利用点迹能量信息的基础上尽量减小强干扰的影响,在每级Hough变换中采用非相参积累和二值积累相结合的双重积累方式进行点迹筛选;最后,通过引入运动约束以及合并相似航迹的方式进行航迹精简,从而有效降低虚假航迹数,得到按照时序关联的最终检测航迹。仿真结果表明,该算法具有较高的航迹检测概率和较低的虚假航迹检测概率,可以实现对临近空间高超声速目标的有效检测跟踪。

基于3维SPIHT编码的超光谱图像压缩

提出一种针对超光谱图像压缩的3维SPIHT编码算法。通过对超光谱图像进行3维小波变换,同时去除像素数据间的空间冗余和谱间冗余。针对变换后得到的小波系数,构造一种3维空间方向树结构,并用经3维扩展后的SPIHT算法(3DSPIHT算法)对小波系数进行量化编码。实验证明,基于3维小波变换的3维SPIHT编码算法在对超光谱图像压缩时,表现出了优良的率失真性能。并且算法复杂度适中,具有嵌入式特性。

快速3维坐标变换的绘制算法

目的基于深度图的绘制(DIBR)是一种新型的虚拟视点生成技术,在诸多方面得到了广泛的应用。然而,该技术还不能满足实时性的绘制需求。为了在保证绘制质量不下降的前提下,尽可能地提高绘制速度,提出了一种高效的3D-Warping(3维坐标变换)算法。方法主要在以下3个方面进行了改进:1)引入了深度—视差映射表技术,避免了重复地进行视差求取操作。2)对深度平坦的像素块进行基于块的3D-Warping,减少了映射的次数。对深度非平坦像素块中的像素点采取传统的基于像素点的3D-Warping,保证了映射的准确性。3)针对两种不同的3D-Warping方式,分别提出了相应的插值算法。在水平方向上,改进的像素插值算法对紧邻插值和Splatting(散射)插值算法进行了折中,只在映射像素点与待插值像素点很近的情况下才进行紧邻插值,否则进行Splatting插值;在深度方向上,它对Z-Buffer(深度缓存)技术进行了改进,舍弃了与前景物体太远的映射像素点,而对其他映射像素点按深度值进行加权操作。结果实验结果表明,与标准绘制方案的整像素精度相比,绘制时间平均节省了72.05%;与标准绘制方案的半像素精度相比,PSNR平均提高了0.355 d B,SSIM平均提高了0.001 15。结论改进算法非常适用于水平设置相机系统的DIBR技术中的整像素精度绘制,对包含大量深度平坦区域的视频序列效果明显,不但能够提高绘制的速度,而且可以有效地改善绘制的客观质量。

基于DIBR和图像融合的任意视点绘制

虚拟视点生成是3维视频会议等应用领域中的关键技术,为了快速高质量地进行任意视点绘制,提出了一种基于深度图像绘制(DIBR)和图像融合的新视点生成方法,该方法首先对参考图像进行预处理,包括深度图像的边缘滤波和参考图像规正,以减少目标图像中产生的较大空洞和虚假边缘;然后利用3维图像变换生成新视点图像,并用遮挡兼容算法对遮挡进行快速处理;接着再对两幅目标图像进行融合得到新视点图像;最后用插值法填充剩余的较小空洞。实验证明,该新方法能获得令人满意的绘制效果。

波段排序的高光谱影像3维混合树编码方法

目的高光谱影像压缩的关键技术是对空间维和光谱维的去相关性。根据高光谱影像数据结构的特点,如何有效去除其空间相关性与谱间相关性是高光谱影像压缩中至关重要的问题。对高光谱影像进行编码时,3维小波变换是极为有效的去除冗余的方法。因此提出了一种通过波段排序并结合3维混合树型结构对高光谱影像3维小波变换系数进行编码的算法。方法首先,将高光谱影像按照自然波段顺序进行波段分组,并对每组影像进行相邻影像的谱间相关性统计;其次,对相关性较弱的波段组,建立以影像波段序号为顶点、影像相关性系数为边的完全图,对这个完全图求其最大汉密尔顿回路。按照求得的最大汉密尔顿回路顺序对该波段组进行重新排序,从而提高波段组的谱间相关性;在此基础上,对重新排序后的波段组进行3维小波变换,并通过3维混合树结构对3维小波变换系数进行零树编码。结果通过对大量AVIRIS型高光谱影像数据的仿真实验,验证了本文方法的有效性。对相关性较低的波段组,加入排序算法后,其解码影像与未排序时比,峰值信噪比有了一定的提高。通过实验统计,算法平均用时2.7579 s。结论由于采用了对弱相关性波段组的重新排序机制,使得基于混合树结构的3维零树编码出现了更多有效的零树,在一定程度上提高了编码效率。通过实验统计算法用时,表明该方法以较小的时间代价获得了解码效果的提升。