方向?yàn)V波器(組)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用.pdf

1、數(shù)字濾波器能夠非常直接和有效地提取信息，其在諸多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，例如通信、雷達(dá)信號(hào)處理、系統(tǒng)識(shí)別以及圖像處理等。近年來，數(shù)字方向?yàn)V波器由于其能夠有效提取多維信號(hào)的方向特征信息而備受關(guān)注。本文主要圍繞楔形方向?yàn)V波器和塊狀方向?yàn)V波器組的設(shè)計(jì)以及它們?cè)趫D像處理中的應(yīng)用來展開研究。主要進(jìn)行了以下兩個(gè)方面的工作：
　　 第一，本文簡(jiǎn)要回顧了方向?yàn)V波器的發(fā)展歷史。經(jīng)過分析和總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的方向?yàn)V波器設(shè)計(jì)方法存在以下不足之處：①復(fù)雜的

2、優(yōu)化，在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法中，濾波器的系數(shù)最終都要經(jīng)過復(fù)雜優(yōu)化才能得到；②方向數(shù)目受限，由于各種限制條件及優(yōu)化方法的制約，現(xiàn)有方法都無法得到具有任意方向分布的濾波器。本文從變換的角度出發(fā)，采用極坐標(biāo)傅里葉變換進(jìn)行方向?yàn)V波器的設(shè)計(jì)。將原型楔形濾波器在極坐標(biāo)傅里葉域中進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來得到具有不同方向分布的楔形濾波器，最后通過反變換來得到相應(yīng)濾波器的系數(shù)。此方法無需進(jìn)行復(fù)雜的優(yōu)化，且可通過移位來任意改變旋轉(zhuǎn)的角度，從而實(shí)現(xiàn)單個(gè)任意方向?yàn)V波器的有效設(shè)計(jì)。

3、在圖像處理應(yīng)用中，我們利用本文方法得到的一系列方向?yàn)V波器對(duì)圖像濾波，并進(jìn)行頻域能量判斷，從而實(shí)現(xiàn)紋理圖像的方向檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法對(duì)紋理圖像具有較好的方向估計(jì)能力。
　　 第二，本文的另一個(gè)關(guān)注點(diǎn)是紋理圖像的稀疏表示。圖像的稀疏表示對(duì)圖像的壓縮和去噪具有十分重要的意義。本文中，在分析了利用傳統(tǒng)小波對(duì)紋理圖像進(jìn)行處理的劣勢(shì)后，本文提出了一種新的無冗余塊狀方向?yàn)V波器組。此濾波器組由一維M通道線性相位濾波器組和二維象限濾波器組構(gòu)成