基于中介數(shù)學(xué)系統(tǒng)處理圖像的方法研究及其在虛擬環(huán)境中的應(yīng)用.pdf

1、本文將處理模糊信息的、有別于模糊數(shù)學(xué)系統(tǒng)和粗集理論的中介數(shù)學(xué)系統(tǒng)引入到虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和圖像處理領(lǐng)域。對(duì)基于中介數(shù)學(xué)系統(tǒng)的理論進(jìn)行了深入的研究，并將這些理論應(yīng)用到了虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)沉浸感的度量、圖像去噪和復(fù)原、圖像邊緣檢測(cè)和幽像匹配等方面。 全文的主要內(nèi)容如下： (1)首先對(duì)中介數(shù)學(xué)的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了介紹；闡述了中介真值程度的度量方法和基于中介熵的模糊程度度量方法。在此基礎(chǔ)上，分別探討了假數(shù)值區(qū)域位于真數(shù)值區(qū)域兩側(cè)時(shí)，以及真數(shù)值區(qū)

2、域位于假數(shù)值區(qū)域兩側(cè)時(shí)，中介真值程度的數(shù)值化度量，提出了相應(yīng)的距離比率函數(shù)的定義。這項(xiàng)研究?jī)?nèi)容將中介真值程度的度量方法拓展到了對(duì)稱的數(shù)值區(qū)域。 (2)通過(guò)“虛擬”和“現(xiàn)實(shí)”這兩個(gè)詞的語(yǔ)義和哲學(xué)解釋、以及沉浸的定義，給出了“虛擬的現(xiàn)實(shí)”新的定義并對(duì)其進(jìn)行了形式化描述。研究了基于中介真值程度數(shù)值化度量的評(píng)價(jià)方法，并將該方法應(yīng)用到虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)沉浸感度量中。提出了采用距離比率函數(shù)對(duì)單個(gè)感官的沉浸感進(jìn)行度量，以及采用加權(quán)距離比率和函數(shù)對(duì)以

3、身體多種感官感知為基礎(chǔ)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)沉浸感進(jìn)行度量。 (3)結(jié)合數(shù)字圖像的特點(diǎn)，以中介真值程度度量為基礎(chǔ)，研究了圖像單個(gè)像素點(diǎn)灰度的度量、圖像集合灰度的度量、圖像像素點(diǎn)間相似性的度量以及圖像集合相似性的度量；定義了圖像中介熵，獲得了利用圖像中介熵表示的圖像離散模糊程度，為處理圖像建立了一種新的基于中介邏輯的、自然的數(shù)值化方法，為其在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。 (4)根據(jù)圖像噪聲的產(chǎn)生原因，區(qū)分了圖像噪聲的隨機(jī)性

4、和模糊性，提出新的圖像噪聲定義，并明確地定義了圖像的模糊噪聲和圖像的隨機(jī)噪聲。設(shè)計(jì)了基于中介真值程度度量的圖像椒鹽噪聲去噪濾波算法和新的圖像高斯噪聲去噪濾波算法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)例，并采用經(jīng)典的PSNR評(píng)價(jià)方法，與已有的典型算法處理結(jié)果比較表明，基于中介真值程度度量的圖像去噪算法的去噪效果優(yōu)越，因而更具有實(shí)用性和有效性。同時(shí)，針對(duì)PNSR等經(jīng)典評(píng)價(jià)方法的結(jié)果往往與人們主觀視覺不—致的弱點(diǎn)，提出了基于圖像中介熵的圖像保真度度量方法。 (

5、5)以中介真值程度的數(shù)值化度量為基礎(chǔ)，從邊緣點(diǎn)的相似性出發(fā)，設(shè)計(jì)了新的圖像邊緣檢測(cè)算法并有效地應(yīng)用到車牌定位中。通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)例，與已有的典型算法處理結(jié)果比較表明，基于中介真值程度度量的圖像邊緣檢測(cè)算法能有效濾除噪聲，并能較好地保持圖像邊緣細(xì)節(jié)，邊緣檢測(cè)效果良好。同時(shí)提出一種新的基于圖像中介熵的圖像邊緣抗噪性評(píng)價(jià)方法。 (6)以中介真值程度的數(shù)值化度量為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了新的基于中介相似性測(cè)度的圖像匹配算法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)例，與已有的典型算法