基于小波变换和空时模型的动态纹理分析

动态纹理分析作为一个新的研究领域，在军事、医学以及气象等领域有着潜在的应用前景。要完成与动态纹理相关的检测、分类、分割以及检索等问题，最有效的方法就是分析它所表现出的"运动"和"外观"特性，但是动态纹理的运动分析非常困难，因此本项目拟采用空时小波变换以及空时模型来描述动态纹理的"运动"和"外观"特性，完成相应的处理任务，具体内容包括：1）研究基于小波域空时马尔可夫随机场的动态纹理分割模型，设计有效的"参数估计-分割"算法；2）建立基于多分辨率隐空时马尔可夫随机场的动态纹理模型，研究基于此模型的分类和分割；3）研究空时复小波系数的幅度和相位在描述动态纹理的"运动"和"外观"特性中所起的作用，得到能有效区分动态纹理的特征。本项目旨在利用空时小波变换和空时模型来结合动态纹理表现出的"运动"和"外观"的特性，为动态纹理分析提供新的途径，并为其应用奠定理论和技术基础。

动态纹理分析在军事、工业以及医学等领域有潜在的应用前景，针对如何有效描述并结合动态纹理的“运动”和“外观”的特性，解决动态纹理分类和分割问题，本项目研究基于空时小波变换和随机模型的动态纹理描述方法，及动态纹理分类和分割新方法：.1）基于空时马尔可夫随机场的动态纹理分割，系统研究不同邻域系统和能量函数对动态纹理模型的影响，提出了基于空时马尔可夫随机场的动态纹理分割方法；利用空时小波变换的多分辨率和局部化特性，以及马尔可夫随机场能有效刻画空时上下文关系的特点，建立了基于小波域空时马尔可夫随机场的动态纹理分割模型，设计出有效的“估计—分割”算法，新方法适合大部分随机动态纹理分割，但也存在数据量过大、参数过多导致参数估计困难的问题。.2）基于多分辨率隐空时马尔可夫随机场的动态纹理分析，研究动态纹理小波系数分布特性，建立了基于空时小波变换的多分辨率隐空时马尔可夫随机场的（标量和向量）动态纹理模型，设计了有效的动态纹理分割方法，开拓新的动态纹理分析方法，为其在视频分割、目标识别及视频检索中的应用提供直接的理论依据。.3）基于空时复小波变换的动态纹理分类，分析动态纹理复小波系数的特点，提出了基于幅度和相位特征相结合、复高斯分布、Weibull分布和Gumbel分布的动态纹理分类方法，揭示复小波系数及其相位在动态纹理描述中的作用。.4）混沌系统的扩展研究，混沌图像与动态纹理序列外观上存在一定的相似性，针对能否将混沌系统应用到动态纹理模型中，初步探讨了其可能性，并研究了基于混沌系统的图像加密。.通过本项目的研究，为动态纹理描述提供新的途径，促进动态纹理分析方法在各个领域里的应用。