彩色圖像的超復(fù)數(shù)整體處理理論及應(yīng)用研究.pdf

1、超復(fù)數(shù)把彩色圖像像素在色彩空間上的三色分量作為一個矢量整體進(jìn)行描述,與傳統(tǒng)方法相比,超復(fù)數(shù)更好地描述了不同色彩分量之間的特定聯(lián)系,為彩色圖像處理開辟了一個新天地。
　　 首先,本論文在研究彩色圖像超復(fù)數(shù)整體處理理論的基礎(chǔ)上,提出了一種快速計(jì)算超復(fù)數(shù)傅氏變換和超復(fù)數(shù)互相關(guān)的新算法,它把超復(fù)數(shù)按實(shí)部和各個虛部展開,分別進(jìn)行傳統(tǒng)的快速傅氏變換計(jì)算,再把對應(yīng)的單位虛向量還原,從而實(shí)現(xiàn)了超復(fù)數(shù)傅氏變換和超復(fù)數(shù)互相關(guān)的快速求解。分析表明,與

2、目前現(xiàn)有的快速算法相比,本論文計(jì)算超復(fù)數(shù)傅氏變換和超復(fù)數(shù)互相關(guān)的快速算法更簡單易行,且計(jì)算量更小。
　　 其次,本論文通過對彩色載體圖像進(jìn)行快速超復(fù)數(shù)傅氏變換,在超復(fù)數(shù)頻域的合適頻段嵌入水印數(shù)據(jù),從而提出了超復(fù)數(shù)頻域的有意義數(shù)字水印算法。為了保證嵌入水印的載體圖像仍然可以用三色分量進(jìn)行傳輸,本論文研究了在超復(fù)數(shù)頻域嵌入水印的前提條件,以及提出了如何滿足該條件的方法。分析表明:提出的方法通過超復(fù)數(shù)傅氏逆變換,可以把嵌入水印帶來的誤

3、差擴(kuò)散到色彩空間的三色分量上,實(shí)現(xiàn)了不易感知性和安全性的良好結(jié)合。同時,為提高提出水印算法的魯棒性,本論文還提出了進(jìn)行“交叉冗余嵌入”的規(guī)則。在此基礎(chǔ)上,本論文研究了人類視覺系統(tǒng)對彩色載體圖像的紋理、邊緣和亮度的掩蔽特性與嵌入水印強(qiáng)度的關(guān)系,據(jù)此關(guān)系進(jìn)而提出了彩色圖像在超復(fù)數(shù)空間的自適應(yīng)水印算法。在彩色載體圖像中嵌入數(shù)字水印的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的超復(fù)數(shù)頻域水印算法優(yōu)于文獻(xiàn)中報道的算法。
　　 此外,針對彩色目標(biāo)跟蹤,本論文通過把

4、彩色圖像目標(biāo)像素作為一個矢量進(jìn)行整體描述,建立起了完整描述目標(biāo)色彩特征的超復(fù)數(shù)目標(biāo)模板;為了減小背景圖像對目標(biāo)跟蹤的干擾,采取了對距離目標(biāo)中心越遠(yuǎn)的矢量像素就賦予越小權(quán)值的措施;利用研究的超復(fù)數(shù)互相關(guān)的快速算法來計(jì)算被加權(quán)的目標(biāo)與模板之間的“超復(fù)數(shù)魯棒互相關(guān)”,提高了對有粗差和局部遮擋運(yùn)動目標(biāo)的空間定位的魯棒性;應(yīng)用研究的“目標(biāo)圖像特征識別”方法,實(shí)現(xiàn)了對有形變運(yùn)動目標(biāo)的尺度定位;從而提出了一種具有高抗干擾能力的彩色目標(biāo)跟蹤算法。視頻流