基于無監(jiān)督神經(jīng)網(wǎng)絡的置換混疊圖像盲分離.pdf

1、盲源分離又稱為盲分離，是在不需要太多的源信號和信道先驗信息的情況下，僅根據(jù)觀測到的混合輸出信號，分離出各輸入源信號的過程，是信號處理領域的一個前沿問題，廣泛應用于圖像處理、醫(yī)學信號處理、語音辨識與分離等領域。置換混疊圖像的盲分離屬于盲源分離的一種特殊情況，圖像混疊以置換的方式，而非傳統(tǒng)疊加的方式，故針對傳統(tǒng)疊加方式混疊的圖像盲分離算法不再適用于此類置換方式混疊的圖像。因此，研究這種置換圖像的盲分離需要新的理論和方法。因為置換混疊圖像是在

2、置換區(qū)域位置、大小、個數(shù)、類型等先驗知識未知的情況下，僅根據(jù)置換混疊圖像的本身信息分離出置換區(qū)域的圖像，是一個具有挑戰(zhàn)性的問題。而無監(jiān)督神經(jīng)網(wǎng)絡是在先驗知識未知的情況下，只通過輸入數(shù)據(jù)自動發(fā)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)內部特征，進而找到數(shù)據(jù)的特征差異。所以本文采用無監(jiān)督神經(jīng)網(wǎng)絡模型來分離置換混疊圖像，利用無監(jiān)督的稀疏自動編碼器模型分離含噪聲的置換混疊圖像，其次，利用無監(jiān)督的受限玻爾茲曼機模型分離含模糊的置換混疊圖像。
　　本文主要研究內容概括如下:

3、
　　(1)對于含噪聲的置換混疊圖像，因為置換區(qū)域和被置換區(qū)域存在噪聲差異，并且噪聲不能稀疏表示，所以我們選用稀疏自動編碼器算法來分離含噪聲的置換混疊圖像。首先，將含噪聲的置換混疊圖像分成小塊，再將各個小塊轉化成可操作的數(shù)據(jù)集。其次，利用前向傳播構建稀疏自動編碼器網(wǎng)絡結構，利用輸入數(shù)據(jù)集訓練網(wǎng)絡，獲得解碼后的圖像。最后，將解碼后的圖像與輸入圖像作差得到差圖像，根據(jù)差圖像利用最大類間方差法選取合適的閩值，對其進行閾值化操作，獲得含噪

4、聲的置換圖像。實驗結果表明，該算法在噪聲類型和方差大小不同時，能有效地分離置換區(qū)域位置、大小、個數(shù)不同的置換混疊圖像。
　　(2)對于含模糊的置換混疊圖像，提出基于受限玻爾茲曼機的置換混疊圖像盲分離算法。首先，將含模糊的置換混疊圖像轉化成可操作的數(shù)據(jù)集。其次，構建受限玻爾茲曼機網(wǎng)絡模型并訓練，獲得概率矩陣。最后，利用訓練好的網(wǎng)絡重構輸入數(shù)據(jù)集，根據(jù)重構數(shù)據(jù)集與輸入數(shù)據(jù)集的特征差異，分離出含模糊的置換區(qū)域圖像。實驗結果表明，該算法在