彩色圖像的超復數整體處理理論及應用研究.pdf

1、超復數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行描述,與傳統(tǒng)方法相比,超復數更好地描述了不同色彩分量之間的特定聯系,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數整體處理理論的基礎上,提出了一種快速計算超復數傅氏變換和超復數互相關的新算法,它把超復數按實部和各個虛部展開,分別進行傳統(tǒng)的快速傅氏變換計算,再把對應的單位虛向量還原,從而實現了超復數傅氏變換和超復數互相關的快速求解。分析表明,與

2、目前現有的快速算法相比,本論文計算超復數傅氏變換和超復數互相關的快速算法更簡單易行,且計算量更小。
　　 其次,本論文通過對彩色載體圖像進行快速超復數傅氏變換,在超復數頻域的合適頻段嵌入水印數據,從而提出了超復數頻域的有意義數字水印算法。為了保證嵌入水印的載體圖像仍然可以用三色分量進行傳輸,本論文研究了在超復數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數傅氏逆變換,可以把嵌入水印帶來的誤

3、差擴散到色彩空間的三色分量上,實現了不易感知性和安全性的良好結合。同時,為提高提出水印算法的魯棒性,本論文還提出了進行“交叉冗余嵌入”的規(guī)則。在此基礎上,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度的關系,據此關系進而提出了彩色圖像在超復數空間的自適應水印算法。在彩色載體圖像中嵌入數字水印的實驗結果表明,提出的超復數頻域水印算法優(yōu)于文獻中報道的算法。
　　 此外,針對彩色目標跟蹤,本論文通過把

4、彩色圖像目標像素作為一個矢量進行整體描述,建立起了完整描述目標色彩特征的超復數目標模板;為了減小背景圖像對目標跟蹤的干擾,采取了對距離目標中心越遠的矢量像素就賦予越小權值的措施;利用研究的超復數互相關的快速算法來計算被加權的目標與模板之間的“超復數魯棒互相關”,提高了對有粗差和局部遮擋運動目標的空間定位的魯棒性;應用研究的“目標圖像特征識別”方法,實現了對有形變運動目標的尺度定位;從而提出了一種具有高抗干擾能力的彩色目標跟蹤算法。視頻流