基于图形小波变换的遥感图像表示与去噪

离散小波变换（Discrete Wavelet Transform,DWT）通常用于图像的表示。然而,对于具有不规则形状边缘的图像,尤其是对于纹理和细节信息较多的遥感图像,DWT却很难有效表示,进而影响后续去噪效果。针对该问题,提出了一种基于图形小波变换（Graphic Wavelet Transform,GWT）的图像去噪方法。首先,将图像表示为图形信号,并通过该图形信号的谱表示构造相应的变换矩阵;然后,设计了一种改进自适应阈值的图像去噪方法,在GWT变换域内对图像去噪。实验结果表明,与常用的图像去噪方法相比,所提算法能够提供更好的图像主观质量。采用均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）和峰值信噪比（Peak Signal-to-Noise Ratio,PSNR）作为客观指标,结果表明,采用所提方法得到的重建图像客观质量更优。     

基于拓扑结构的图像拼接算法

针对加速稳健特征（SURF）算法匹配特征点对较多，造成拼接精度低、计算量大的缺点，结合网络拓扑学理论提出了一种剔除误匹配的SURF改进拼接算法。算法定义并采用连通矩阵得到特征点的拓扑结构，将两幅图像的连通矩阵做异或运算得到判断矩阵，多次迭代剔除特征点集合中错误匹配点和匹配度较低的点，得到拓扑结构完全相同的特征点集合，有效减少了匹配特征点对的数量，提高了特征点对的匹配正确率。根据最终的特征点集合计算变换矩阵完成两幅图像的拼接处理。对比实验结果表明，针对同一组图像进行拼接处理，所提算法的特征点匹配正确率较SURF算法提高了28.28%以上；对于小分辨率图像拼接，耗时基本保持一致；对于大分辨率图像拼接，所提算法耗时大大减少。     

遥感图像的自动配准综述

遥感图像配准,是针对两幅或多幅图像重叠区存在几何畸变或空间坐标位置不一致而进行的最佳匹配处理过程。图像配准是图像镶嵌和图像融合中最为重要的步骤,也是图像处理的重要内容之一。1996年,微软研究院的Szeliski提出了一种2D空间八参数投影变换模型,采用Levenberg-Marquardt迭代非线性最小化方法 （简称L-M算法）求出图像间的几何变换参数来进行图像配准;张祖勋等利用多级影像概率松弛法有效地解决了不同时相、不同传感器获取的不同分辨率遥感影像之间的配准问题。无论采用何种方法配准，都需要大量的同名点。     

基于图像显示、波段变换的信息隐藏安全测算法浅析

利用计算机技术,结合Arnold变换,提出了一种基于图像置乱变换的小波水印算法,对提出的算法进行了各种攻击测试。实验表明,该算法对JPEG有损压缩、中值滤波攻击和高强度噪声攻击具有强稳健性,具有很好的透明性和鲁棒性,实用性也较高。     

利用曲波变换和局部线性嵌入算法的SAR图像海面油膜特征提取

溢油事故带来的海洋污染问题日益严重,SAR图像快速准确地自动识别为溢油事故的处理和决策支持提供了重要前提。为了获得更高的油膜识别准确率,提出了一种基于曲波变换（Curvelet）和局部线性嵌入（Local Linear Embedding,LLE）算法的SAR图像特征提取方法。首先,利用Curvelet对图像进行分解,选取包含了主要信息的低频分量作为新的图像矩阵;然后,利用LLE进行非线性降维,提取图像分类特征。为了验证提取特征的有效性,所提的Curvelet-LLE算法与PCA、LLE、等距特征映射（Isomap）、Curvelet变换和 Fisher 判别分析(Curvelet-KFD)、Wavelet-LLE等特征提取算法,利用K最近邻和支持向量机分类器分别进行了对比实验。实验结果表明,Curvelet-LLE算法能更有效地提取SAR图像油膜识别的分类鉴别特征,其准确率相对较高,具有较好的实用性。     

多光谱图像变换域统计量移位鲁棒无损信息隐藏

为了提高鲁棒无损信息隐藏算法容量,利用多光谱图像谱段间的相关性及其小波变换高频系数分块均值的稳定性,提出一种变换域统计量移位的鲁棒无损信息隐藏算法。首先,在光谱方向采用Karhunen Loêve变换(KLT)去相关,然后对得到的KLT本征子图像进行离散小波变换,将小波HH高频系数分块均值作为统计量,通过其直方图移位来隐藏秘密信息,最后将浮点数变换和像素溢出引起的误差嵌入含密图像中以便对恢复的载体图像进行误差补偿。实验结果表明：在图像质量和以往算法相当的情况下,该算法的隐藏容量增加了1倍,并且能抵抗噪声攻击;而与最新算法相比,在隐藏容量相同时,该算法抗JPEG2000压缩倍数平均提高23.9%,误码率平均降低了44.8%。     

基于勒让德矩的图像篡改检测研究

针对常用图像篡改检测复杂度过高的问题,提出了一个新的图像篡改检测算法。该算法首先利用小波变换得到了低频子图像,其次将其分割成一系列的图像子块,计算各小块的勒让德正交不变矩,将各小块的正交不变矩字典式排列,最后计算相邻行相关系数,通过相关系数的比较判断图像是否被篡改。通过数值实验,证明了所提出的方法的可行性。     

商业图像信息隐藏技术的设计

在多媒体网络传输中使用信息隐藏技术越来越重要,而用于商业图像版权保护的主要是数字水印技术。实现数字水印可以使用基于图像变换的数字水印技术,对图像作离散余弦变换(DCT)。将图像块转换成矩阵,从变换后的矩阵中的DCT系数中选取部分频率分量,再把水印也转换成矩阵,然后嵌入原始图像,通过离散余弦反变换得到含有水印的图像,提取水印采用了嵌入水印的逆过程。     

一种多视角自适应的模板匹配目标检测方法

基于灰度的模板匹配方法难以解决航空图像多视角变换问题,而基于特征点的模板匹配方法难以解决低分辨率小目标模板图像匹配不稳定的问题。为此,提出了一种基于变换矩阵空间优化搜索的模板匹配方法。首先将多视角下的投影变换空间进行离散化建模,利用归一化灰度的模板与实时图像,以投影后模板图像与实时图像之间的绝对误差和（SAD）建立优化模型;然后通过优化搜索算法寻找到模板图像与实时图像之间的最优变换矩阵,检测出实时图像中的包含的模板目标;最后针对搜索的时间复杂度较高问题设计了基于分支界限法的加速算法。利用公开数据集和实际图像进行仿真实验,结果表明所提的模板匹配方法相比传统特征匹配方法对于高斯噪声、高斯模糊和图像有损压缩等图像退化具有更好的适应性,在大视角差异和低分辨率条件下具有更低的投影误差和更高的稳定性,并解决了单模板多目标的匹配检测问题。     

基于方向小波的弱尾迹检测

针对遥感图像中的弱尾迹检测,提出了一种基于方向小波变换的尾迹检测新算法,并且比较了方向小波和传统的小波变换在检测尾迹中的不同之处。分析得出方向小波变换更符合图像的方向、纹理特征,因而不仅可以有效检测出图像中的弱尾迹,而且可以检测出某一特定方向上的弱尾迹。仿真结果表明,检测效果十分良好。     

一种基于最小错分概率的遥感影像变化检测算法

变化检测是研究自动实现目标变化信息提取的方法。为适应不同时期遥感影像成像环境和灰度的差异,提出一种基于最小错分概率的遥感影像变化检测方法,对待检测的遥感影像利用差影法提取出差值影像,利用最小错分概率的计算方式计算变化阈值,提取出重要的变化区域,最后采用去噪扫描和形态学的方式剔除噪声带来的虚假变化。实验结果表明,所提出的变化检测算法稳健、实时性强,具有较大的实用价值。     

一种鲁棒的SAR图像匹配方法

针对合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）图像匹配中虚假匹配和鲁棒性欠缺的问题,提出了一种鲁棒的SAR图像匹配方法。首先通过正射校正来进行预处理,从而消除SAR图像的旋转;然后利用相关匹配方法初步提取同名点;最后根据同名点的空间位置来筛选同名点并计算仿射矩阵进行匹配,提高了SAR图像匹配的精度和鲁棒性。实验证明了所提方法的有效性。     

一种SAR与可见光图像压缩感知融合增强方法

针对机载多传感器成像战场态势感知的问题，提出了一种合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)与可见光图像压缩感知融合增强方法。该方法首先对SAR与可见光图像分别进行压缩感知测量，得到压缩测量值，然后通过基于局部权值的融合方法实现对压缩测量值的融合，再利用有序度最优分割法提取SAR图像的强散射目标，最后对融合测量值重建得到初步融合图像，初步融合图像通过目标对比度增强得到最终融合图像。对多组图像进行了仿真分析，视觉及数值结果表明该方法能显著增强融合图像的目标对比度，提升了图像纹理清晰度，较大程度降低了图像融合过程中的数据计算量。     

面向近眼式应用的快速瞳孔中心定位算法

针对Hough圆变换、最小二乘法椭圆拟合瞳孔中心定位算法中运算量大的问题,提出一种基于椭圆外切矩形的快速瞳孔中心定位算法。该算法从人眼图像中通过阈值分割得到瞳孔区域,对瞳孔区域进行边缘像素点的提取,然后利用椭圆外切矩形模型定位出瞳孔中心。通过Matlab对中国科学院自动化研究所公开的虹膜数据库中756张人眼图像进行遍历实验验证,所提算法定位准确率为98.3%,平均用时0.192 s。在同等条件下,与Hough圆变换、最小二乘法椭圆拟合算法进行对比,在保证定位准确率的同时,所提算法平均用时更少。实验结果表明,所提算法能够快速准确地完成瞳孔的中心定位。     

融合改进FT显著性与Grabcut的图像目标分割算法

针对目前复杂度较大的图像中目标分割速度较慢、显著性边界分割不明确等问题,提出了一种融合改进的FT（Frequency-tuned）显著性检测与Grabcut的图像分割算法。该算法首先通过改进基于频率调谐的FT显著性检测方法得到图像中显著性较高的区域,并利用SLIC（Simple Linear Iterative Clustering）算法对显著图进行预处理得到超像素图,能够有效改善边界的分割效果,然后通过以图论GraphCut算法为基础改进的Grabcut算法建立高斯混合模型。为了提高算法效率,通过聚类以超像素代替原像素,并反复迭代高斯混合模型（Gaussian Mixed Model,GMM）参数,最后利用最大流最小割算法得到最优目标分割结果。实验结果表明所提算法能够更准确更高效率地分割图像中的显著性目标,对高分辨率图像也有很好的适用效果,相比于其他算法在分割精度上提高10%左右,并具有较高的分割效率。     

一种结合空谱聚类的高光谱图像快速压缩算法

对高光谱图像进行快速压缩已经成为了高光谱遥感领域的研究热点。针对现有的高光谱图像数据量大和压缩所需运算量大的问题，提出了一种基于频段聚类+主成分分析(PCA)与空间分类相结合的高光谱图像快速压缩算法。首先利用最大相关度频段聚类算法(MCBC)将频段聚类，接着将每一类频段用PCA压缩，然后将压缩后的图像利用聚类信号子空间投影(CSSP)算法进行图像分类，最后在每一类内利用LBG(Linde Buzo Gray)算法通过矢量量化快速完成高光谱图像的编码。在不同的压缩比下进行实验，结果表明提出的高光谱图像压缩算法能在保证良好的图像恢复质量的前提下，大幅度降低运算复杂度，实现高光谱图像的快速压缩。     

利用生成对抗网络的时频图像去噪和增强处理

针对雷达信号时频图像的去噪和增强问题，提出了利用生成对抗网络二次生成时频图像的方法。首先利用时频分析产生雷达信号的时频图像作为原始数据集1;接着利用生成对抗网络对数据集1进行学习之后生成新的数据集2，数据集2相对于数据集1拥有着去噪和增强的效果;最后提取时频图像奇异值特征检验生成的数据集2的有效性。对6种常见的雷达信号的时频图像进行了仿真实验，结果证明了该方法在时频图像去噪和增加样本多样性方面是有效的。     

高精度机载可见光图像定位方法

针对现有技术不能解决机载可见光图像快速自动定位的问题，提出了一种定位精度高、处理速度快、可扩展性好的机载可见光图像定位方法。该方法以传感器共线成像模型为中心，将实时图像和传感器成像参数送入共线模型进行正射校正，校正后的图像与相应的基准图像进行图像配准，使用配准同名点信息更新传感器成像参数，最后再次通过共线模型获取实时图地理坐标定位信息。这种通过图像配准再计算成像模型的间接定位方法，不仅减少了计算量，而且使自动配准算法稳定，较传统的直接定位方法或图像配准方法有突出的优势。此外，该方法具有严格的误差传递计算公式，能计算定位结果的误差。仿真实验表明即使在大倾斜角条件下，该方法也能获得优于100 m的定位精度。     

基于深度学习的远程视频监控异常图像检测

针对复杂场景下远程视频监控图像异常检测困难、传统算法功能单一(仅针对某种特定场景或某种异常图像进行检测)等问题,提出一种基于深度学习的全自动远程视频异常图像检测方法。首先采用Xavier方法对自行设计的卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的参数进行初始化,然后将标准化后的视频差分图送入CNN的输入层,通过特征提取及下采样,最后在CNN的输出层获得远程视频异常图像检测结果。实验结果表明,该方法可以对远程视频监控中突然出现遮挡、模糊和场景切换等多种异常同时进行实时在线检测,准确率可达88.75〖WT《Times New Roman》〗%〖WTBZ〗。     

超混沌视频加密系统的FPGA设计与实现

随着多媒体技术的不断发展，视频信息安全愈发受到人们的关注。为解决视频信息的安全问题，提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)技术的超混沌视频加密方法。在加密过程中，一方面FPGA控制数字摄像头实现实时彩色视频信息的采集；另一方面，在计算机密钥指令下，利用FPGA使超混沌系统产生有效的伪随机序列，实现对所采集视频信息的数据和地址的双重超混沌加密。给出了具体的超混沌视频加密算法和设计流程以及FPGA实现结果。安全性分析表明，明密文主观视觉对比显著不同，密钥空间大，视频图像统计特性的相关性弱，说明基于FPGA的超混沌视频加密系统加密效果良好可靠。