图像稀疏编码算法及其应用研究

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1、作者简介严春满，甘肃华亭人。2005年7月毕业于兰州大学，获工学硕士学位。2009年3月起攻读西安电子科技大学电路与系统专业博士学位，导师：郭宝龙教授。主要研究方向：图像处理、模式识别、人工神经网络及智能控制等。代表性成果：发表论文8篇，其中EI检索6篇，核心刊物l篇；申请国家发明专利1项；参与国家863项目、国家自然科学基金项目等4项。ChunmanYan，wasborninHuating，GansuProvince，China．HereceivedhisM．S．degreeinCircuitsandSy

2、stemfromLanzhouUniversity,Lanzhou,China,in2005．Currently,heispursuingthePh．D．degreeinCircuitsandSystem，withtheInstituteofIntelligentControl&ImageEngineering，XidianUniversity,Xi’an，China．HisadvisorisProf．BaolongGuo．Hisresearchinterestsincludeimageprocessing

3、，paaemrecognition，artificialneuralnetworksandintelligentcontr01．Hepublished8technicalarticlesinrefereedjournalsandproceedings，inwhich6wereindexedbyEI，andalsoappliedforthenationalpatentofinvention1item．Heparticipatedin4projectsincludingnational863projects，t

4、henationalnaturalsciencefunds，etc．IlullIIIII))IllIIIIIlllllllIIIII]MIIIIIIIIY2379946西安电子科技大学⋯～学位论文独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作

5、的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人虢至壶垫西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学

6、。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密，在～年解密后适用本授权书。本人签名：至查照导_!J磁名；象室：受日期：凼丛：』圭：』～日．期．印／2r／2·f摘要图像处理技术已成为人类生活与生产实践不可或缺的重要信息获取手段，已广泛应用于空间技术、医学影像、遥感图像处理、工业控制、文化艺术、计算机视觉、视频与多媒体系统、科学可视化、电子商务等众多领域。生物视觉系统是一种高效的图像处理系统。随着脑科学研究的不断发展，人类对生物视觉系统的研究逐步深入，从初级视皮层到高级视觉区域，从初级视觉感知到高级知觉组

7、织等，都取得了许多重要的研究成果。从视网膜接收到光刺激作为输入信号开始，视觉系统利用一套完整的信息处理机制对输入图像进行处理和加工。尽管我们尚未透彻了解生物视觉系统的工作机制，但视觉信息处理过程的“稀疏编码”特性己证实了其合理性及有效性。广义的视觉图像稀疏编码特性是一种符合生物进化过程能量最节约原则的视觉信息表达方式：图像处理的稀疏编码算法及应用正是基于这一生物学背景而发展起来的一种高效信息处理技术。已有的研究成果表明：有效的视觉信息稀疏编码系统一般具有多分辨、临界采样及过完备性：用于表示图像的基函数具有局

8、部性、带通性、方向性、各向异性等特点。基于这些规律，本文以图像稀疏编码算法的应用为重点，研究了图像信息的基本稀疏编码模型、基于优化Gabor字典的图像稀疏编码算法、基于过完备稀疏表示的图像处理及应用、基于多分辨分析理论的图像稀疏表示及应用，以及视觉皮层脉冲耦合神经网络模型及应用。所取得的研究成果如下：1．提出了一种基于优化Gabor字典的图像稀疏编码算法。图像稀疏表示的关键问题之一是如何构造有效的过完备字典。二维