当前国内、外的研究动态从对图像进行滤波的过程中所采用的滤波方法来分,可分为空间域滤波、变换域滤波;从滤波类型来分,又可以分为线性滤波和非线性滤波。2002年Do.M.N和VetterliM.提出了一种“真正”的二维图像稀疏表达方法——Contourlet变换[7,8],这种变换能够很好的表征图像的各向异性特征。由于Contourlet变换能更好的捕获图像的边缘信息,因此选择合适的阈值进行去噪就能获得比小波变换更好的效果。Starck等人将Curvelet变换应用于图像的去噪过程中并取得了良好的效果[9],该方法虽然能有效的去除噪声,但往往会“过扼杀”Curvelet系数,导致在消除噪声的同时丢失图像细节。在过去的二十年里,自适应滤波器在通信和信号处理领域引起了人们的极大关注。TerenceWang等人针对二维自适应FIR滤波器提出了一种二维最优块随机梯度算法(TDOBSG)[10]。这种算法对滤波器的所有系数使用了空间可变的收缩因子。基于使后验估计方差矢量的二范数最小的最小方差准则,在块迭代的过程中选出最优的收敛因子。线性滤波器的最大优点是算法比较简单且速度比较快,缺点是容易造成细节和边缘模糊。在目前对非线性滤波器的研究中,中值滤波器有较明显的优势,很多科学工作者对中值滤波器作了改进或者提出了一些新型的中值滤波器。Loupas等人提出的自适应的加权中值滤波方法(AWMF),但他利用的Speckle噪声模型不够精确,图像细节损失较大[11]。针对中值滤波器在处理矢量信号存在的缺点,Jakko等人提出两种矢量中值滤波器[12]。近年来,小波分析是当前应用数学中一个迅速发展的新领域,它凭借其卓越的优越性,越来越多的被应用于图像去噪等领域,基于小波分析的图像去噪技术也随着小波理论的不断完善取得了较好的效果。上个世纪八十年代Mallet提出了 MRA(Multi_Resolution Analysis),并首先把小波理论运用于信号和图像的分解与重构,利用小波变换模极大值原理进行信号的奇异性检测,提出了交替投影算法用于信号重构,为小波变换用于图像处理奠定了基础[13]。后来,人们根据信号与噪声在小波变换下模极大值在各尺度上的不同传播特性,提出了基于模极大值去噪的基本思想。1992年,Donoho和Johnstone[14]提出了“小波收缩”,它较传统的去噪方法效率更高。“小波收缩”被Donoho和Johnstone证明是在极小化极大风险中最优的去噪方法,但在这种方法中最重要的就是确定阈值。1995年,Stanford大学的学者D.L.Donoho和I.M.Johnstone提出了通过对小波系数进行非线性阈值处理来降低信号中的噪声[15,16,17]。从这之后的小波去噪方法也就转移到从阈值函数的选择或最优小波基的选择出发来提高去噪的效果。影响比较大的方法有以下这么几种:EeroP.Semoncelli和EdwardH.Adelson提出的基于最大后验概率的贝叶斯估计准则确定小波阈值的方法[18];ElwoodT.Olsen等在处理断层图像时提出了三种基于小波相位的去噪方法:边缘跟踪法、局部相位方差阈值法以及尺度相位变动阈值法[19];学者Kozaitis结合小波变换和高阶统计量的特点提出了基于高阶统计量的小波阈值去噪方法[20];G.P.Nason等利用原图像和小波变换域中图像的相关性用GCV(generalcross-validation)法对图像进行去噪[21];Hang.X和Woolsey等人提出结合维纳滤波器和小波阈值的方法对信号进行去噪处理[22],VasilyStrela等人将一类新的特性良好的小波(约束对)应用于图像去噪的方法[23];同时,在19世纪60年代发展的隐马尔科夫模型(HiddenMarkov Model)[24],是通过对小波系数建立模型以得到不同的系数处理方法;后又有人提出了双变量模型方法[25,26],它是利用观察相邻尺度间父系数与子系数的统计联合分布来选择一种与之匹配的二维概率密度函数。这些方法均取得了较好的效果,对小波去噪的理论和应用奠定了一定的基础。另外,尽管小波去噪方法现在已经成为去噪和图像恢复的重要分支和主要研究方向,但目前在另类噪声分布(非高斯分布)下的去噪研究还不够。目前国际上开始将注意力投向这一领域,其中非高斯噪声的分布模型、高斯假设下的小波去噪方法在非高斯噪声下如何进行相应的拓展,是主要的研究方向。未来这一领域的成果将大大丰富小波去噪的内容。总之,由于小波具有低墒性、多分辨率、去相关性、选基灵活性等特点[27],小波理论在去噪领域受到了许多学者的重视,并获得了良好的效果。但如何采取一定的技术消除图像噪声的同时保留图像细节仍是图像预处理中的重要课题。目前,基于小波分析的图像去噪技术已成为图像去噪的一个重要方法。
1 一种基于数学形态学的灰度图像边缘检测算法 付永庆; 王咏胜 哈尔滨工程大学学报 2005/05 83 773 2 USB摄像头平行双目视觉系统在面积测量中的应用 尤路; 付永庆; 王咏胜 应用科技 2008/02 13 326 3 基于非抽样复轮廓波变换的图像去噪算法研究 王咏胜; 付永庆 光电子.激光 2009/08 2 157 4 复轮廓波包的构造及其图像去噪应用 王咏胜; 付永庆 光子学报 2010/09 3 69 5 复轮廓波包变换及其在SAR图像去斑中的应用 王咏胜; 付永庆 光电子.激光 2009/11 1 66 6 噪声目标的边缘检测算法研究 王咏胜; 付永庆 弹箭与制导学报 2008/06 3 79 分享分享到7 非抽样复Contourlet变换的构造及其图像去噪应用 王咏胜; 付永庆 大连海事大学学报 2009/02 112 8 一种基于模糊聚类的小波图像压缩方法 李佶; 付永庆; 王咏胜 应用科技 2005/03 2 120 【中州期刊联盟】
Gao Qingwei, Lu Yixiang, Zhao Yanfei. Bearing Vibration Signal Analysis Based on Chirplet Transform, Proceedings of 2007 8th International Conference on Electronic Measurement and Instruments, August, 2007, Vol.4, 437-440.Qingwei Gao, Yanfei Zhao, Yixiang Lu. Despeckling SAR Images Using Stationary Wavelet Transform Combining with Contourlet Transform, International Conference on Intelligent Computing, 21-24,August, 2007, Qingdao, China.张德祥, 高清维, 陈军宁. 基于纹理一致性测度小波变换的遥感图像融合算法, 仪器仪表学报, 2007, Vol. 28, No. 1, 158-162.Yanfei Zhao, Qingwei Gao, Dexiang, Zhang. Medical Image Enhancement Methods Based on PDE, Journal of Electronic Science and Technology of China, Vol.5, No. 2, 2007, 187-190.Qingwei Gao, Dexiang Zhang, Yang Wang. Speckle Reduction in Polarimetric SAR Imagery Combining by PWF and Stationary Wavelet Thresholding, International Journal of Wavelets, Multiresolution and Information Processing. Vol.4, No.4, 2006, 589–599.Zhang De-xiang, Gao Qing-wei, Chen Jun-ning. Bayesian-based wavelet shrinkage for SAR image despeckling using cycle spinning, Journal of Electronic Science and Technology of China, 2006, Vol.4, No.2, 127-131.Zhang De-xiang, Gao Qing-wei, Chen Jun-ning. Single Channel Speech Enhancement by De-noising Using Stationary Wavelet Transform, Journal of Electronic Science and Technology of China. 2006, Vol.4, No.1, 39-42.张德祥,方斌,高清维,陈军宁. 高阶非线性控制系统相平面的图解实现, 系统仿真学报, 2005, Vol.17, No.12, 2979-2982.孙兆奇,吕建国,高清维. 半连续Ag 膜的多重分形研究,电子显微学报,2006 年第1 期,30-34.吕建国,高清维,孙兆奇. Au-MgF2复合纳米颗粒薄膜的多重分形研究,真空科学与技术学报, 2005 年第6 期,427-430.梁栋,沈敏,高清维, 鲍文霞等. 一种基于Contourlet 递归Cycle Spinning 的图像去噪方法,电子学报,2005 年第11 期,2404-2406.Gao Qingwei, Zhang Dexiang. Signal Denoising for DNA Capillary Electrophoresis by Combining Spatially Adaptive Thresholding and Stationary Wavelet Transform, 7th International Conference on Electronic Measurement & Instruments 2005,Vol.6, 220-223.Qingwei Gao, Zhaoqi Sun, Zhuoliang Cao, Pu Cheng. Denoising of Raman spectrum signal based on stationary wavelet transform. Chinese optics letter, 2004, Vol.2, No.2, 113-115.高清维, 李海鹰, 庄镇泉, 王涛.基于平稳小波变换的心电信号噪声消除方法. 电子学报, 2003年第2期, 238-240.高清维, 李斌, 解光军, 庄镇泉. 基于平稳小波变换的图像去噪方法, 计算机研究与发展, 2002年第12期, 1689-1694.高清维, 李川奇, 庄镇泉. 齿轮箱振动信号的复杂度分析, 电子测量与仪器学报,2002年第2期, 1-4.Gao Qingwei, Wang Yanmei, Li? Bin, Zhuang Zhenquan. De-noising of 13C nuclear magnetic resonance signal based on wavelet spatial adaptation, 仪器仪表学报, 2002年第2期, 111-114.
多图平均法跟多次测量取平均值差不多。多幅图像加权,噪声的强度下降。至于难点,应该是加权权值的选取,以及图像的多少。
1 一种基于数学形态学的灰度图像边缘检测算法 付永庆; 王咏胜 哈尔滨工程大学学报 2005/05 83 773 2 USB摄像头平行双目视觉系统在面积测量中的应用 尤路; 付永庆; 王咏胜 应用科技 2008/02 13 326 3 基于非抽样复轮廓波变换的图像去噪算法研究 王咏胜; 付永庆 光电子.激光 2009/08 2 157 4 复轮廓波包的构造及其图像去噪应用 王咏胜; 付永庆 光子学报 2010/09 3 69 5 复轮廓波包变换及其在SAR图像去斑中的应用 王咏胜; 付永庆 光电子.激光 2009/11 1 66 6 噪声目标的边缘检测算法研究 王咏胜; 付永庆 弹箭与制导学报 2008/06 3 79 分享分享到7 非抽样复Contourlet变换的构造及其图像去噪应用 王咏胜; 付永庆 大连海事大学学报 2009/02 112 8 一种基于模糊聚类的小波图像压缩方法 李佶; 付永庆; 王咏胜 应用科技 2005/03 2 120 【中州期刊联盟】
网上搜搜国外有一些demo程序,方便你入门。图像边缘提取 常用的边缘检测算子有梯度算子、Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子、Canny算子 不过单用 效果不好 。不知道你是什么语言的车牌识别,建议用梯度算子。江苏视图科技专业图像识别,图片识别率高达98%以上。
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随着图像处理技术的迅速发展,图像识别技术的应用领域越来越广泛。我整理了图像识别技术论文,欢迎阅读!
图像识别技术研究综述
摘要:随着图像处理技术的迅速发展,图像识别技术的应用领域越来越广泛。图像识别是利用计算机对图像进行处理、分析和理解,由于图像在成像时受到外部环境的影响,使得图像具有特殊性,复杂性。基于图像处理技术进一步探讨图像识别技术及其应用前景。
关键词:图像处理;图像识别;成像
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)10-2446-02
图像是客观景物在人脑中形成的影像,是人类最重要的信息源,它是通过各种观测系统从客观世界中获得,具有直观性和易理解性。随着计算机技术、多媒体技术、人工智能技术的迅速发展,图像处理技术的应用也越来越广泛,并在科学研究、教育管理、医疗卫生、军事等领域已取得的一定的成绩。图像处理正显著地改变着人们的生活方式和生产手段,比如人们可以借助于图像处理技术欣赏月球的景色、交通管理中的车牌照识别系统、机器人领域中的计算机视觉等,在这些应用中,都离不开图像处理和识别技术。图像处理是指用计算机对图像进行处理,着重强调图像与图像之间进行的交换,主要目标是对图像进行加工以改善图像的视觉效果并为后期的图像识别大基础[1]。图像识别是利用计算机对图像进行处理、分析和理解,以识别各种不同模式的目标和对像的技术。但是由于获取的图像本事具有复杂性和特殊性,使得图像处理和识别技术成为研究热点。
1 图像处理技术
图像处理(image processing)利用计算机对图像进行分析,以达到所需的结果。图像处理可分为模拟图像处理和数字图像图像处理,而图像处理一般指数字图像处理。这种处理大多数是依赖于软件实现的。其目的是去除干扰、噪声,将原始图像编程适于计算机进行特征提取的形式,主要包括图像采样、图像增强、图像复原、图像编码与压缩和图像分割。
1)图像采集,图像采集是数字图像数据提取的主要方式。数字图像主要借助于数字摄像机、扫描仪、数码相机等设备经过采样数字化得到的图像,也包括一些动态图像,并可以将其转为数字图像,和文字、图形、声音一起存储在计算机内,显示在计算机的屏幕上。图像的提取是将一个图像变换为适合计算机处理的形式的第一步。
2)图像增强,图像在成像、采集、传输、复制等过程中图像的质量或多或少会造成一定的退化,数字化后的图像视觉效果不是十分满意。为了突出图像中感兴趣的部分,使图像的主体结构更加明确,必须对图像进行改善,即图像增强。通过图像增强,以减少图像中的图像的噪声,改变原来图像的亮度、色彩分布、对比度等参数。图像增强提高了图像的清晰度、图像的质量,使图像中的物体的轮廓更加清晰,细节更加明显。图像增强不考虑图像降质的原因,增强后的图像更加赏欣悦目,为后期的图像分析和图像理解奠定基础。
3)图像复原,图像复原也称图像恢复,由于在获取图像时环境噪声的影响、运动造成的图像模糊、光线的强弱等原因使得图像模糊,为了提取比较清晰的图像需要对图像进行恢复,图像恢复主要采用滤波方法,从降质的图像恢复原始图。图像复原的另一种特殊技术是图像重建,该技术是从物体横剖面的一组投影数据建立图像。
4)图像编码与压缩,数字图像的显著特点是数据量庞大,需要占用相当大的存储空间。但基于计算机的网络带宽和的大容量存储器无法进行数据图像的处理、存储、传输。为了能快速方便地在网络环境下传输图像或视频,那么必须对图像进行编码和压缩。目前,图像压缩编码已形成国际标准,如比较著名的静态图像压缩标准JPEG,该标准主要针对图像的分辨率、彩色图像和灰度图像,适用于网络传输的数码相片、彩色照片等方面。由于视频可以被看作是一幅幅不同的但有紧密相关的静态图像的时间序列,因此动态视频的单帧图像压缩可以应用静态图像的压缩标准。图像编码压缩技术可以减少图像的冗余数据量和存储器容量、提高图像传输速度、缩短处理时间。
5)图像分割技术,图像分割是把图像分成一些互不重叠而又具有各自特征的子区域,每一区域是像素的一个连续集,这里的特性可以是图像的颜色、形状、灰度和纹理等。图像分割根据目标与背景的先验知识将图像表示为物理上有意义的连通区域的集合。即对图像中的目标、背景进行标记、定位,然后把目标从背景中分离出来。目前,图像分割的方法主要有基于区域特征的分割方法、基于相关匹配的分割方法和基于边界特征的分割方法[2]。由于采集图像时会受到各种条件的影响会是图像变的模糊、噪声干扰,使得图像分割是会遇到困难。在实际的图像中需根据景物条件的不同选择适合的图像分割方法。图像分割为进一步的图像识别、分析和理解奠定了基础。
2 图像识别技术
图像识别是通过存储的信息(记忆中存储的信息)与当前的信息(当时进入感官的信息)进行比较实现对图像的识别[3]。前提是图像描述,描述是用数字或者符号表示图像或景物中各个目标的相关特征,甚至目标之间的关系,最终得到的是目标特征以及它们之间的关系的抽象表达。图像识别技术对图像中个性特征进行提取时,可以采用模板匹配模型。在某些具体的应用中,图像识别除了要给出被识别对象是什么物体外,还需要给出物体所处的位置和姿态以引导计算初工作。目前,图像识别技术已广泛应用于多个领域,如生物医学、卫星遥感、机器人视觉、货物检测、目标跟踪、自主车导航、公安、银行、交通、军事、电子商务和多媒体网络通信等。主要识别技术有:
2.1 指纹识别
指纹识别是生物识别技术中一种最实用、最可靠和价格便宜的识别手段,主要应用于身份验证。指纹识别是生物特征的一个部分,它具有不变性:一个人的指纹是终身不变的;唯一性:几乎没有两个完全相同的指纹[3]。一个指纹识别系统主要由指纹取像、预处理与特征提取、比对、数据库管理组成。目前,指纹识别技术与我们的现实生活紧密相关,如信用卡、医疗卡、考勤卡、储蓄卡、驾驶证、准考证等。
2.2 人脸识别 目前大多数人脸识别系统使用可见光或红外图像进行人脸识别,可见光图像识别性能很容易受到光照变化的影响。在户外光照条件不均匀的情况下,其正确识别率会大大降低。而红外图像进行人脸识别时可以克服昏暗光照条件变化影响,但由于红外线不能穿透玻璃,如果待识别的对象戴有眼镜,那么在图像识别时,眼部信息全部丢失,将严重影响人脸识别的性能[4]。
2.3 文字识别
文字识别是将模式识别、文字处理、人工智能集与一体的新技术,可以自动地把文字和其他信息分离出来,通过智能识别后输入计算机,用于代替人工的输入。文字识别技术可以将纸质的文档转换为电子文档,如银行票据、文稿、各类公式和符号等自动录入,可以提供文字的处理效率,有助于查询、修改、保存和传播。文字识别方法主要有结构统计模式识别、结构模式识别和人工神经网络[5]。由于文字的数量庞大、结构复杂、字体字形变化多样,使得文字识别技术的研究遇到一定的阻碍。
3 结束语
人类在识别现实世界中的各种事物或复杂的环境是一件轻而易举的事,但对于计算机来讲进行复杂的图像识别是非常困难的[6]。在环境较为简单的情况下,图像识别技术取得了一定的成功,但在复杂的环境下,仍面临着许多问题:如在图像识别过程中的图像分割算法之间的性能优越性比较没有特定的标准,以及算法本身存在一定的局限性,这使得图像识别的最终结果不十分精确等。
参考文献:
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[2] 胡学龙.数字图像处理[M].北京:电子工业出版社,2011.
[3] 范立南,韩晓微,张广渊.图像处理与模式识别[M].北京:科学出版社,2007.
[4] 晓慧,刘志镜.基于脸部和步态特征融合的身份识别[J].计算机应用,2009,1(29):8.
[5] 陈良育,曾振柄,张问银.基于图形理解的汉子构型自动分析系统[J].计算机应用,2005,25(7):1629-1631.
[6] Sanderson C,Paliwal K K.Information Fusion and Person Verification Using Speech & Face Information[C].IDIAP-RR 02-33,Martigny,Swizerland,2002.
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