【电子与通信】光学子波变换及其在图像处理中应用.pptVIP

光学子波变换及其在图像处理中的应用 严瑛白 一．光学技术与信息科学 电子信息系统，作用巨大,但受限于： 量子力学： （速） （能） 热力学：信号功率 热噪功率 电子线路技术：集成度，交叉干扰 一．光学技术与信息科学 光子信息系统——物理本质上的优势 并行性：工作并行互联，并行处理。 超高速：开关响应速度 秒， 电子： 秒。 大容量：频带宽。 小尺寸（ ）：具原子水平的集成化，光学芯片。 一．光学技术与信息科学 现代光学技术发展迅猛： 激光，光信息处理，光纤通讯，光学存储及集成光学等。 光学信息（图像）处理： 光学傅立叶变换和子波变换，光学形态学，光学神经网络，，光学细胞逻辑处理及相关处理等。 ——构成了重要的前沿学科及其应用 二．子波变换与傅里叶变换： Wavelet Transform (WT) and Fourier Transform (FT) （一）傅氏变换 FT：频谱分析的各种滤波方法中最基本的数学工具。 正变换： 逆变换： 是信号 的傅氏谱，为信号各频率成分的权重。 （一）傅氏变换 FT的基本函数为正余弦三角函数，在时间轴上是无限延 （一）傅氏变换 不足： （一）傅氏变换 许多实际问题：实变或非稳态信号 例如： 地震波：记录分析什么位置（时间）、什么样的反射波。 语音：什么时候、什么样的音符和音阶，录音中消除哪一位置的咳嗽噪声等。 图像：细节的定位描述、识别与分割等。 （二）子波变换 将FT中的基函数（核） ： 子波函数： 基函数： 称为母函数 其中： 是缩放因子， 为实数，是平移因子； WT： （二）子波变换 不是唯一的三角函数，而是根据应用对象选择（满足一定条件）的某个函数； 基函数是由某个母函数通过平移 （b）和伸缩（a）的一组子波函数组成 ； 优点：分析信号的局域特性 （二）子波变换 图1-2 母函数生成系列子波 图1-3 子波变换用于非稳态信号分析（a）时域分析（b）频域分析 （二）子波变换 由于子波变换可以根据时频域局域特征所需的分辨率来调节分析窗口的大小，具有明显的“变焦”特性，因此被誉为“数学显微镜”。子波变换因子与显微镜的对应关系如下表： （三）光学子波变换 光学子波变换————利用光学系统来实现子波变换。 （傅里叶光学：利用光学系统来实现傅里叶变换，Fourier Optics） （三）光学子波变换 频域中等价的表达式： （四）光学子波变换的实现系统 Vander Lugt匹配滤波系统 （四）光学子波变换的实现系统 1. Harr子波 （四）光学子波变换的实现系统 2. Mexican-hat子波 （四）光学子波变换的实现系统 3.Gabor子波 （四）光学子波变换的实现系统 联合变换相关系统 （四）光学子波变换的实现系统 输入和输出 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 纹理分割 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 达曼光栅（ Dammann Grating ） （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 （a）纹理模型,（b）2*2Gabor子波滤波器组，（c）四个子波通道的输出结果 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 航拍图像纹理分割 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 在线检测系统 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 微光学楔环Gabor子波滤波器 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 在线检测系统图 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 系统检测结果 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 晶体体全息子波相关图像识别系统 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 三多通道系统 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 人脸识别 利用子波变换特点解决图象畸变不变性以及实现图像压缩 彩色图像识别 指纹识别 车辆与字符识别 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 人脸识别 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 实现图像畸变不变性：人脸 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 实现图像畸变不变性：交通标 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 图像压缩 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 彩色图像识别 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 识别结果 （五）光学子波相关图像处理系统及其应用 指纹识别 （五）光