小波分析及其应用.ppt

三、小波分析的应用小波分析在信号分析、图像处理、地质勘探、语音识别、CT成像、天体识别、机器视觉、故障诊断、人工智能等领域得以广泛应用。3.1脉象信号的特征

中医脉象是指在身体浅表的脉动，因心脏收缩、舒张活动而出现的一种周期性起伏搏动。脉搏波的基本波形，包括一升支一降支，和在降支中段出现的降中波和降中峡。3.1.1脉象信号的特征脉搏的形成与心脏的收缩舒张、心瓣膜功能、心输出量、动脉管壁弹性、血流的外周阻力、动脉管内血液充盈度、动脉内压以及末梢血管的功能状态等多方面因素有密切关系。因此脉象信号是由多种信息混合在一起的复合信号。在脉诊客观化研究过程中，发现一部分脉象用传统的分析方法难以作出明确的分类，因此，我们将小波包分析用于此类脉象信号的分析，目的是提取脉象信号的特征信息，从而实现对某些脉象的精确分类。利用小波分析对紧脉的信号特征进行分析和提取，并与其相类脉——弦脉的时频特征进行了比对，经统计学处理，在精确分类及与弦弦鉴别方面，结果满意。观察脉图的形态，并可通过脉图参数的分析，就可以在一定程度上辨识中医脉象的位、数、形、势特征，为中医辨证提供客观指标。在脉诊客观化研究过程中，发现一部分脉象用传统的分析方法难以作出明确的分类，因此，我们将小波包分析用于此类脉象信号的分析，目的是提取脉象信号的特征信息，从而实现对某些脉象的精确分类。利用小波分析对紧脉的信号特征进行分析和提取，并与其相类脉——弦脉的时频特征进行了比对，经统计学处理，在精确分类及与弦弦鉴别方面，结果满意。3.2数字水印数字水印是1993年由Caronni正式提出的。从1994年开始，国际学术界陆续发表有关数字水印的文章，而且文章数量呈快速增长趋势，几个有影响的国际会议(如IEEEICIP,IEEEICASSP,ACMMultimedia等)以及一些国际权威杂志(如ProceedingsofIEEE,SignalProcessing,IEEEJournalofSelectedAreasonCommunication.CommunicationsofACM等)相继出版了数字水印的专辑。到目前为止，数字水印从研究对象上看主要涉及图像水印、视频水印、音频水印、文本水印和三维网格数字水印等几个方面，其中大部分的水印研究和论文都集中在图像研究上，其原因在于图像是最基本的多媒体数据，且互联网的发展为图像水印的应用提供了直接大量的应用需求。数字水印技术的研究发展目前可分为两代。第一代技术主要研究在保证不可感知性的前提下，提高数字水印对多媒体的一般处理、加噪、有损压缩等攻击的鲁棒性；第代技术在第一代的基础上，重点研究了增强数字水印对仿射变换和几何攻击等的抵抗能力，并提出了一些新的水印技术和方法。M.Kutter等首先提出了第二代水印技术的概念，并提出了一种基于点特征和二维连续小波变换的水印策略；Pun利用噪声可见性函数(NVF)嵌入水印信息，以满足水印的不可见性，并通过离散傅立叶变换和水印自身的自相关函数(ACF)来实现水印抵抗几何攻击的鲁棒性。目前的数字图像水印技术主要集中应用于数字域的版权保护和认证方面。在实际应用中，彩色图像和视频占主导地位。因此近年来人们的研究兴趣逐渐转向在彩色图像中嵌入水印的研究。通常的做法一般是先通过颜色模型转换，把彩色图像由RGB模型空间变换到YIQ模型空间，然后在Y分量的变换域嵌入水印，而这实际上是灰度图像水印方案的扩展。KUTTER.M等人根据人眼对蓝色分量的变化不敏感的特性，提出一种通过修改彩色图像空间域的蓝色分量的值，来隐藏水印信息的方案。提取宿主图像的红、绿、蓝分量，利用离散小波将其分别分解得到不同分量，不同分辨率的子带图像。本文用Haar小波对各分量进行小波二次分解得到三个低频系数、、，然后在这三个低频系数中嵌入水印信息。原始宿主图像采用的是的真彩色lenna图像，如图1所示，水印图像采用的二值图像，如图4.2（a）所示，图4.2（b）为Arnold置乱后的水印图像。原始lena图像图4.2水印及其置乱后的图像小波变换的时频窗口特性与短时傅里叶的时频窗口不一样。其窗口形状为两个矩形［b－aDy，b＋aDy］×［(±w0－DY)/a，(±w0＋DY)/a］，窗口中心为(b，±w0/a)，时窗和频窗宽分别为aDy和DY/a。其中，b仅仅影响窗口在相平面时间轴上的位置，而a不仅影响窗口在频率轴上的位置，也影响窗口的形状。这样小波变换对不同的频率在时域上的取样步长是调节性的：在低频时，小波变换的时间分