二維狀態(tài)空間濾波在圖像處理中的應(yīng)用.pdf

1、近三十年，基于兩個獨立變量的二維(2-D)系統(tǒng)或濾波器理論吸引了越來越多學者的興趣并在其中做了大量的研究工作，這主要源于2-D信號，如地震和磁記錄數(shù)據(jù)、X射線斷層攝影數(shù)據(jù)、雷達和聲納地圖、衛(wèi)星圖像等處理需求的增加。特別地，2-D濾波器在圖像處理問題中得到了廣泛應(yīng)用。
　　傅里葉變換在圖像處理中應(yīng)用廣泛，除用于確定運動問題外，因為圖像不同的結(jié)構(gòu)特征在傅里葉變換域?qū)?yīng)不同的頻率特性，所以很多圖像處理方法通過處理圖像的特定頻率信息來影響

2、圖像的空間域結(jié)構(gòu)。與此同時，我們注意到，在圖像的傅里葉變換中，相位通常比幅頻響應(yīng)更重要，因為圖像許多重要特性和信息包含在相位中，如點、線的位置信息等，因此大多數(shù)2-D無限區(qū)域沖激響應(yīng)(IIR)濾波器的非線性相位會以多種方式造成圖像失真。
　　本文采用基于狀態(tài)空間模型的頻域變換法設(shè)計2-D零相位狀態(tài)空間濾波器，在保留圖像重要的相位信息同時達到圖像處理需求。首先在圖像分割中，根據(jù)圖像不同子區(qū)域的獨特頻域特征設(shè)計2-D零相位狀態(tài)空間濾波

3、器，結(jié)合全局閾值處理完成區(qū)域分割。與基于理想濾波器和空間掩模的傳統(tǒng)頻域濾波、IIR陷波濾波器的實驗比較證明本文所設(shè)計方法無論在主觀上還是客觀評價上性能都是最好的。而且計算復雜度分析表明，低階二維狀態(tài)空間濾波法的計算量與傳統(tǒng)的頻域濾波方法相比是可比擬的，甚至更低。此外，以豐富圖像細節(jié)信息為目標，本文提出了一種新的圖像增強算法。該方法結(jié)合了對比度受限的自適應(yīng)直方圖均衡(CLAHE)在增強圖像局部細節(jié)的優(yōu)勢和同態(tài)濾波補償圖像照度不均從而增強低