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基于无抽样Contourlet变换的图像增强方法

2012-06-09周锦标赵乾宏

电子设计工程 2012年19期
关键词:细节方向信号

李 康,周锦标,赵乾宏

(中国卫星海上测控部 江苏 江阴 214431)

无抽样Contourlet变换不仅具备多尺度、多方向和各向异性特征,还具备平移不变性,因而是一种优良的图像处理工具。文中在无抽样Contourlet变换域构造了一种有效的非线性映射函数,给出了一种基于无抽样Contourlet变换的图像增强方法。实验结果表明,和无抽样小波变换相比,无抽样Contourlet变换可以更好地增强图像的细节信息。

1 无抽样Contourelet变换

Contourlet变换[1]在进行分解和重构过程中,有大量的下采样和上采样操作,使得Contourlet变换缺乏平移不变特性,而变换的平移不变特性在信号处理中发挥着重要的作用。为此,Cunha等Contourlet变换的基础上,提出了无抽样Contourlet变换 (NSCT),它是Contourlet变换的平移不变版本,并且已经应用于图像去噪和图像增强等领域中。

与Contourlet变换类似,NSCT也是将尺度分解与方向滤波分开进行:首先采用无抽样的塔式滤波器(Nonsubsampled Pyramid Filter Bank,NSPFB)获得信号的多尺度分解,然后用无抽样方向滤波器组 (Nonsubsampled Directional Filter Banks,NSDFB)对得到的各尺度子带信号进行方向分解,从而得到不同尺度、方向的子带。与Contourlet变换不同的是,NSCT在信号的分解和重构过程中,取消了下采样和上采样操作,使得NSCT不仅具备多尺度、良好的时频聚集性、高度的方向性和各向异性,而且具有平移不变特性以及各子带之间具有相同尺寸大小等特性。

NSCT采用的NSPFB为二通道无抽样滤波器组,如图1(a)所示。 其中,分解滤波器{H0(z),H1(z)}和合成滤波器{G0(z),G1(z)}满足 Bezout恒等式,如式(1)所示,从而保证了NSPFB满足完全重构(Perfect Reconstruction,PR)条件。与一维“à trous”小波[2]算法相似,NSPFB的每一级滤波器需要对上一级中采用的滤波器按采样矩阵D=2I(其中I为2阶单位矩阵)进行上采样。……

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