基于调制技术的多通道线性相位滤波器组构造及其在图像纹理分析中的应用

本项目针对现有多通道线性相位滤波器组设计代价大、实现复杂度高等问题，提出利用高效的调制技术，研究多通道线性相位滤波器组的完全重构理论和有效设计方法，探索线性相位滤波器组在图像纹理方向信息提取、非线性逼近等方面的应用，为图像的纹理分析和稀疏表示提供更加有力的工具。研究包括：（1）提出基于调制技术的均匀线性相位滤波器组的有效设计方法，实现系统的完全重构，解决现有算法设计和实现复杂度高等问题；（2）将基于调制技术的线性相位均匀滤波器组的设计思想推广到线性相位非均匀系统中，提出具有完全重构特性的线性相位非均匀滤波器组的有效设计方法；（3）基于一维线性相位滤波器组的研究成果，构造二维非均匀方向滤波器组，克服现有方向滤波器组方向划分不灵活而导致的应用能力上的不足。本项目预期在理论上有突破，技术上有创新，不断丰富和完善多速率信号处理理论，并为该理论的实际应用奠定理论和技术基础。

本项目针对图像处理应用的需要，开展多通道线性相位均匀与非均匀滤波器组的理论、设计与应用研究，解决了现有方法设计代价大、实现复杂度高等问题，为图像的纹理分析和稀疏表示提供了更加有力的工具。现将本项目所取得的研究成果总结如下：在多通道线性相位均匀滤波器组的理论与设计方面，①提出具有线性相位特性的多通道均匀滤波器组的有效设计方法，该研究成果发表在EI国际会议ICALIP 2012；②提出多通道线性相位近似小波滤波器组的构造方法，该研究成果发表在EI期刊Journal of Computational Information Systems；在多通道线性相位非均匀滤波器组的理论与设计方面，③阐明了完全重构非均匀系统中采样因子所要满足的各种必要条件，给出这些条件之间的集合关系图并对其进行举例验证，该研究成果发表在EI期刊Information Technology Journal；④提出将部分余弦调制的设计思想进一步推广来获得具有任意整数采样因子的线性相位过采样非均匀滤波器组，该研究成果发表在EI国际会议ICNC 2014；⑤提出具有任意分数频谱划分的线性相位过采样非均匀滤波器组，该研究成果已被EI期刊International Journal on Smart Sensing and Intelligent Systems录用；在多通道线性相位滤波器组图像纹理分析应用方面，⑥提出基于二维可分离非均匀滤波器组的图像频谱分解与窄带噪声消除算法，该研究成果发表在EI国际会议ICSPCC 2013；⑦在图像非线性逼近应用方面，构造二维无冗余非均匀棋盘状方向滤波器组，可更精细地实现纹理方向信息提取；⑧提出基于多速率时空兴趣点的人类行为识别算法，该研究成果发表在SCI期刊Journal of Information Science and Engineering。本项目实施过程中共发表学术论文15篇，其中国际期刊论文4篇，国际会议论文11篇，SCI检索2篇，EI检索13篇；申请国家发明专利2项；培养博士研究生2名，硕士研究生5名。此外，项目组成员还积极开展学术交流与合作，邀请加拿大瑞尔森大学关凌教授来校指导研究工作，派遣3名成员前往国际知名大学进行学术访问，参加国际学术会议11人次。本项目既定目标已基本实现，研究内容较为充实，在理论和技术上均有所创新，具有良好的科研价值与应用前景。