Biến đổi curvelet và hướng ứng dụng cho xử lý ảnh

177 97 0
Biến đổi curvelet và hướng ứng dụng cho xử lý ảnh

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐẶNG PHAN THU HƯƠNG BIẾN ĐỔI CURVELET VÀ HƯỚNG ỨNG DỤNG CHO XỬ LÝ ẢNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Hà Nội – 2019 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Đặng Phan Thu Hương BIẾN ĐỔI CURVELET VÀ HƯỚNG ỨNG DỤNG CHO XỬ LÝ ẢNH Ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 9520203 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Hà Nội – 2019 PGS.TS Nguyễn Thúy Anh PGS.TS Nguyễn Đức Minh i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết khoa học trình bày luận án thành nghiên cứu thân suốt thời gian làm nghiên cứu sinh chưa xuất công bố tác giả khác Các kết đạt xác trung thực Hà Nội, ngày… tháng….năm 2019 Tác giả luận án Đặng Phan Thu Hương Giáo viên hướng dẫn khoa học PGS TS Nguyễn Thúy Anh PGS TS Nguyễn Đức Minh ii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Thúy Anh PGS TS Nguyễn Đức Minh trực tiếp hướng dẫn, định hướng khoa học trình nghiên cứu sinh Thầy Cô dành nhiều thời gian tâm huyết, hỗ trợ mặt để tơi hồn thành bảnluận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Đào tạo Sau Đại học, Viện Điện tử viễn thông, Cơ sở Sơn tây trường Đại học Lao Động Xã Hội, Bộ môn Mạch Xử lý tín hiệu tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Chân thành cảm ơn cán bộ, giảng viên anh chị NCS Viện Điện tử Viễn thông đồng nghiệp động viên, hỗ trợ tận tình giúp đỡ tơi q trình thực luận án Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn đến thành viên gia đình ln động viên, khích lệ hy sinh nhiều thời gian vừa qua Đây động lực to lớn để tác giả vượt qua khó khăn hồn thành luận án Tác giả luận án Đặng Phan Thu Hương iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .xi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC xii MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề .1 Tính cấp thiết đề tài .2 Mục tiêu, đối tượng, phương pháp phạm vi nghiên cứu 3.1 Mục tiêu nghiên cứu 3.2 Đối tượng nghiên cứu .3 3.3 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp, nhiệm vụ nghiên cứu 4.1 Phương pháp nghiên cứu 4.2 Nhiệm vụ nghiên cứu Các đóng góp khoa học luận án Bố cục luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu .7 1.2 Biến đổi Wavelet 1.2.1 Biến đổi Wavelet liên tục (CWT) 1.2.2 Biến đổi Wavelet rời rạc (Discrete wavelet transform) .11 1.3 Biến đổi wavelet rời rạc băng lọc 14 iv 1.3.1 Phân tích đa phân giải (Multiresolution Analysis) 14 1.3.2 Phân tích đa phân giải sử dụng băng lọc 16 1.3.3 Biểu diễn ma trận DWT .20 1.4 Biến đổi wavelet có hướng 23 1.5 Những tồn định hướng giải .26 1.5.1 Theo tiêu chí tối ưu Minimax 26 1.5.2 Theo phương pháp kết hợp với lọc khuếch tán phi tuyến 27 1.6 Kết luận chương .28 CHƯƠNG BIẾN ĐỔI CURVELET 29 2.1 Giới thiệu 29 2.2 Sự mở rộng tính định hướng trường hợp chiều .30 2.2.1 Làm việc với biến đổi wavelet rời rạc lấy mẫu điểm cực (DWT) 32 2.2.2 Làm việc với biến đổi wavelet không phân rã (UWT) 36 2.3 Wavelet footprint 37 2.4 Các wavelet cổ điển curvelet .40 2.5 Mối quan hệ Curvelet với Wavelet có hướng khác 41 2.6 Biến đổi Curvelet liên tục 44 2.6.1 Các hàm cửa sổ 44 2.6.2 Hệ thống hàm Curvelet 47 2.6.3 Định nghĩa biến đổi Curvelet liên tục 50 2.7 Biến đổi Curvelet nhanh 51 2.8 Ứng dụng 54 2.8.1 Biến dịch chuyển 54 2.8.2 Tính chọn hướng xử lý ảnh 59 2.8.3 Biểu diễn biên 60 2.9 Kết luận chương .62 CHƯƠNG ỨNG DỤNG 63 v 3.1.Giới thiệu 63 3.2 Ứng dụng 64 3.2.1 Khử nhiễu ảnh bảo toàn biên sườn phương pháp hỗn hợp Curvelet khuếch tán phi tuyến 64 3.2.2 Chống rung ảnh Stereo khuếch tán phi tuyến .70 3.2.3 Nâng cao chất lượng ảnh Restinal sử dụng biến đổi Curvelet kết hợp lọc khuếch tán phi tuyến thuật toán tối thiểu Minimax .87 3.2.4 Khử nhiễu ảnh sử dụng biến đổi Curvelet kết hợp phân đoạn biểu đồ Histogram 95 3.3 Kết luận chương .101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 103 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Khơng gian khơng gian đa phân giải Không gian L2 biểu diễn tồn khơng gian V biểu diễn khơng gian con, W j j biểu diễn chi tiết 15 Hình 1.2: Thuật tốn hình chóp hay thuật tốn mã hóa băng (a) Q trình phân tích (b) Q trình tổng hợp Hình 1.3: Phân tích wavelet sử dụng ký hiệu tốn tử Hình 1.4: Băng lọc hai kênh Hình 1.5: Sự phân chia phổ tần số chiều (a) Biến đổi wavelet có tính phân tách, (b) Biến đổi wavelet định hướng đề xuất Hình 2.1: Sự phân chia phổ tần số chiều (a)Biến đổi wavelet có tính phân tách; (b)Biến đổi wavelet định hướng đề xuất Hình 2.2: Cấu trúc băng lọc DWT – D cho lớp phân tách Chức lọc giảm mẫu thể mẫu phân tách F F1 thích cho lọc thông thấp thông cao 1- D, vùng tối thiểu cho băng thông lý tưởng D1=diag(2,1) D2 =diag(1,2) ma trận giảm mẫu cửa theo phương dọc ngang tương ứng Hình 2.3: (a) vùng tần số cao theo đường chéo tín hiệu vào ; (b) lượng tần số băng chéo góc (HH) Hình 2.4: Băng lọc hai kênh chiều với đáp ứng tần số dạng checkerboard Vùng tối thiểu băng thông lý tưởng Hình 2.5: Cấu trúc băng lọc hệ thống đề xuất ứng với phân tách lớp Hệ thống bị lặp lại băng thông thấp trường hợp phân tách nhiều lớp Vùng kết hợp, ví dụ biến đổi ngược, đưa kết nối vùng kết hợp băng lọc checkerboar biến đổi wavelet ngược Hình 2.6: Biểu diễn độ lớn đáp ứng tần số F1 trường hợp DWT vii Hình 2.7: Độ lớn đáp ứng tần số H (ejw1 ,ejw )vµFeq (ejw1 ,ejw2 ) trường hợp UWT Hình 2.8: Cửa sổ Hình 2.9: Các miền giá (support) cửa sổ U1 ( )(xám) Hình 2.10: Các lưới với 4,0 = = Hình 2.11: Miền giá cực đại xám tối màu); , 3,k ,3 Hình 2.12: So sánh thay đổi tín hiệu DWT Hình 2.13: So sánh thay đổi tín hiệu DT CWT Hình 2.14: Tín hiệu ECG Hình 2.15: Tín hiệu ban đầu hệ số wavelet bậc Hình 2.16: Tín hiệu ban dầu hệ số kép bậc Hình 2.17: Sự thay đổi lượng hệ số bậc với CS DWT Hình 2.18: Sự thay đổi lượng hệ số bậc với DT-CWT Hình 2.19: Các wavelet phân giải 2-D DWT lấy mẫu đánh giá Hình 2.20: Các wavelet 2-D kép phức định hướng Hình 2.21: Ảnh biên thẳng ban đầu Hình 2.22: Biên khôi phục sử dụng 2-D DT CWT 2-D DWT Hình 2.23: Ảnh Hyperbolic ban đầu Hình 2.24: Kết đường cong kì dị Hình 3.1: (a)Ảnh gốc, (b)Ảnh nhiễu (20.7dB), (c)Wavelet DB4 (23.9931dB),(d) Cuvelet (29.5928dB), (e) NLDF (24.5491dB), (f)Đề xuất (27.4950dB) 69 ... mịn” Nghiên cứu lý thuyết Wavelet hệ hai ứng dụng lĩnh vực nghiên cứu mẻ, nhiều tiềm hấp dẫn Đó lý luận án Biến đổi curvelet hướng ứng dụng cho xử lý ảnh có tính lý thuyết ứng dụng thực tiễn... phần biến đổi Curvelet dựa tổng quát hóa biến đổi Wavelet cho lớp hàm liên tục tồn kỳ dị tuyến tính theo đường cong • Nghiên cứu biến đổi Curvelet ứng dụng chống rung ảnh 3D dựa biến đổi Curvelet. .. rộng tính định hướng cho biến đổi Wavelet nâng cao hiệu tính định hướng biến đổi Wavelet nhiều chiều Biến đổi Curvelet dạng tổng quát hóa biến đổi Wavelet nhiều chiều nhằm xử lý tín hiệu nhiều

Ngày đăng: 20/11/2019, 17:50

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan