二维轮廓波变换:捕捉图像边缘几何的理想工具

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标题:“轮廓线变换(Contourlet Transform):一种高效的方向性多分辨率图像表示” 描述:在传统的图像处理中,如傅立叶变换和小波变换,由于它们的一维扩展性质,往往在捕捉图像边缘的几何结构方面存在局限性。为了更有效地提取视觉信息中的关键内在几何结构,该论文提出了一种名为“轮廓线变换”的真正二维变换。与曲线let等方法先在连续域开发变换然后对采样数据进行离散化不同,该研究采用了离散域构建,然后研究其向连续域扩张的收敛性。 具体来说,通过非分离滤波器银行构建了一个多分辨率和多方向的离散域扩展,这种方法类似于小波由滤波器银行导出的过程。这种构造产生了基于轮廓段的灵活多分辨率、局部和方向性的图像展开,这使得轮廓线变换能够更好地适应图像中的复杂几何特性。 算法上,轮廓线变换具有快速的迭代滤波器银行算法,对于N像素的图像,操作次数为O(N),这在计算效率上具有显著优势。更重要的是,论文建立了滤波器银行与连续域轮廓线变换之间的精确联系,通过一个方向性多分辨率分析框架,确保了其理论上的完备性。 作者证明了,当采用抛物线缩放和足够的方向性消失矩时,轮廓线变换能够达到最优的逼近率,适用于具有沿着可微曲线上断点的分段光滑函数。这意味着它在处理含有边缘和角点的图像时,能够提供更精确的重构效果。 最后,通过一系列数值实验,作者展示了轮廓线变换在图像处理应用中的潜力,包括边缘检测、图像压缩、图像分割以及可能的其他信号处理任务,证明了其在实际问题中的有效性。轮廓线变换作为一种新型的图像表示工具,结合了多分辨率和方向性分析的优势,为处理复杂几何结构提供了强大的支持。