基于matlab和mobius變換的圖像處理畢業(yè)論文-wenkub
2023-07-08 15:53:22 本頁(yè)面
【正文】 ，其中 k為整數(shù)， m 為 k 的整數(shù)因子 [2]。接著對(duì)一張圖片分割成四塊，然后打亂重新組合，對(duì)分割后的各個(gè)圖片模塊作為原始輸入信號(hào)通過(guò)新型的通信系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)制，在傳輸過(guò)程中，對(duì)不同模塊應(yīng)用不同的加密手段，比如對(duì)圖像的涂黑、挖洞、以及水印技術(shù)的應(yīng)用，并且不同模塊采用不同的調(diào)制解調(diào)函數(shù)。而 Mobius 變換的提出，大大改善了現(xiàn)有的通信系統(tǒng) [1]。仿真結(jié)果表明，該新型的通信系統(tǒng)可以很好的恢復(fù)原始的數(shù)字圖像信號(hào)。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò) 的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。接 著對(duì)一張圖片分割成四塊處理，對(duì)分割后的不同模塊用不同的調(diào)制解調(diào)函數(shù)在新型的通信系統(tǒng)中傳輸，并用 Matlab 軟件在計(jì)算機(jī)上仿真。在通信方面 Mobius 變換就是把信號(hào)展開成非正交周期函數(shù)族的疊加，而這些信號(hào)可以選用數(shù)字通信中比較常用的方波信號(hào)、三角波信號(hào)、鋸齒波信號(hào)等，同時(shí)也得到了與該非正交周期函數(shù)族正交的另一個(gè)非正交周期函數(shù)族，這給信號(hào)的解調(diào)奠定了基礎(chǔ) [24]。在 Matlab 仿真平臺(tái)上面進(jìn)行建模，并作仿真分析。由表 2 知，經(jīng) Mobius 變換得到的正交函數(shù)族，只是有限個(gè)正、余弦函數(shù)的組合 [1]。其中 ()dlSt和 ()dlSt分別表示解調(diào)信號(hào)和它的 ChenMobius 變換。隨著人類活動(dòng)范圍的不斷擴(kuò)大，圖像處理的應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷擴(kuò)大。Simulink 是 Matlab 里 最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。 7 圖 2 通信系統(tǒng)思想仿真模型 數(shù)字圖像在傳統(tǒng)通信系統(tǒng)模型思想下的仿真 取一張 256*256*3 圖像，用傳統(tǒng)的余弦載波，頻率為 120xxHz 進(jìn)行調(diào)制與解調(diào) ,sample time=，低通濾波器取 10000Hz。 數(shù)字圖像在 ChenMobius變換處理模型下的仿真 調(diào)制信號(hào)取 1階 Mobius變換與奇對(duì)稱方波正交的函數(shù)族，解調(diào)信號(hào)取方波頻率為 120xxHz的信號(hào)， sample time=，低通濾波器取 10000Hz。 仿真結(jié)果分析 無(wú)噪聲情況下傳統(tǒng)通信系統(tǒng)模型思想與 ChenMobius變換處理模型下恢復(fù)圖像對(duì)比如圖 11所示， 加噪聲情況下傳統(tǒng)通信系統(tǒng)模型思想與 ChenMobius變換處理模型下恢復(fù)圖像對(duì)比如圖 12所示 。因此，新型的通信系統(tǒng)有很大的發(fā)展前景。在調(diào)制過(guò)程中把圖像涂黑傳輸，在接收端對(duì)圖像進(jìn)行恢復(fù)，分割圖像c 的信號(hào)功率為 。在調(diào)制過(guò)程中把圖像挖個(gè)洞進(jìn)行傳輸，在接收端對(duì)圖像進(jìn)行恢復(fù)，分割圖像 b 的信號(hào)功率為 。嵌入的水印信息隱藏于宿主文件中，不影響原始文件的可觀性和完整性。 28 圖 22 水印仿真系統(tǒng)的模型 水印無(wú)噪聲的仿真波形如圖 23 所示 圖 a 分割圖像 d 的波形 圖 b 水印圖像 a 的波形 29 圖 c 水印的調(diào)制波形 圖 d 加水印的波形 圖 e 圖像的調(diào)制波形 30 圖 f 圖像的解調(diào)波形 圖 g 圖像的低通濾波波形 圖 h 水印的解調(diào)波形 31 圖 I 水印的低通濾波波形 圖 j 圖像的恢復(fù)波形 圖 23 水印無(wú)噪聲的仿真波形 還原成圖像如圖 24 所示： 32 圖 24 水印圖像的還原 其中分割圖像 d 的功率為 ，嵌入的水印圖像 a 的功率為 ，從圖中可以看出圖像的恢復(fù)很完美，該圖像中嵌入了一張水印圖像，而肉眼通常是不能直接看到的，在視覺上基本上與原始的分割圖像 d 一模一樣，在接收端可以從圖像中對(duì)水印的恢復(fù)。 36 原始圖像的復(fù)原 在無(wú)噪聲情況下，經(jīng)過(guò)了對(duì)不同模塊做不同的處理之后，接收端對(duì)模塊進(jìn)行重新組合，如圖 27 所示，組合后調(diào)整恢復(fù)為原始圖像如圖 28 所示。 第五章 本文總結(jié) 傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)只要接收端知道了調(diào)制載波的頻率，信號(hào)就很容易解調(diào) 出來(lái)，這在信號(hào)保密方面大打折扣。在這里還要感謝我的導(dǎo)師林順達(dá)老師，在選題和畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，都給我提供了寶貴的意見，還經(jīng)常給我們開會(huì)，關(guān)心 我們的進(jìn)展情況以及所遇到的問(wèn)題，在林老師的幫助下，本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)最終才得以完成。Simulation 。 Digital Image。通過(guò)本次的設(shè)計(jì)對(duì)圖像處理以及通信方面的有關(guān)知識(shí)了解的更深，擴(kuò)充了課外的知識(shí)，提高了自己的能力。在抗強(qiáng)噪聲方面新型通信系統(tǒng)也有不錯(cuò)的效果，以該圖像信號(hào)為例，采用 4 階 Mobius 變換與鋸齒波正交的函數(shù)族為調(diào)制信號(hào)，如表 4所示。 水印加高斯白噪聲的仿真波形如圖 25所示 取 sample time=， noise power=，高斯白噪聲功率為 。數(shù)字水印可以解決現(xiàn)實(shí)生活中的一系列問(wèn)題，比如可以防止人民幣造假，避免一些版權(quán)的爭(zhēng)議。 圖 a 分割圖像 b 的加噪圖像波形 26 圖 b 分割圖像 b 的解調(diào)圖像波形 圖 c 分割圖像 b 的低通濾波后的圖像波形 圖 20 分割圖像 b 加高斯白噪
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