The main purpose of this paper is the evaluation of the developed image encryption algorithm based on wavelet decomposition of images. Encryption algorithms DES (Data Encryption Standard) and AES (Advanced Encryption Standard) are used only for encryption of detail coefficients of the wavelet decomposition and encrypted images are the result of the inverse wavelet transform. Compressed data is also examined in the encryption process. This encryption approach is implemented in Matlab environment.
PL
Głównym celem tego artykułu jest ocena opracowanego algorytmu szyfrowania obrazów opartego o dekompozycję falkową obrazów. Algorytmy szyfrowania DES (Data Encryption Standard) i AES (Advanced Encryption Standard) są wykorzystane do szyfrowania tylko współczynników detali dekompozycji falkowej a zaszyfrowane obrazy są wynikiem odwrotnej transformacji falkowej. Skompresowane dane są również badane w procesie szyfrowania. Ten proces szyfrowania jest implementowany w środowisku Matlab.
Zaprezentowano wybrane aspekty analizy dokładności zobrazowania klasycznego oraz zobrazowania metodami tomografii komputerowej obiektu jednopunktowego obracającego się ze stałą prędkością kątową ω po wyeliminowaniu ruchu translacyjnego. W radarach dopplerowskich dwuwymiarowy obraz tomograficzny, czyli rozkład przestrzenny punktów rozpraszania obiektu na płaszczyźnie (X, Y) jest tworzony z jednowymiarowych rzutów tomograficznych otrzymanych z profili częstotliwościowych rolującego obiektu. W artykule przyjęto wyostrzony spektrogram (Reassigned Spectrogram) jako rzuty tomograficzne. Ocena jakościowa rozdzielczości zobrazowania jest dokonywana na podstawie zachowania funkcji rozpraszania systemu PSF (Point Spread Function). Jeśli taką funkcję uda się wyznaczyć dla rozpatrywanego systemu zobrazowania, to można analizować matematyczne aspekty tej funkcji. W przeciwnym przypadku pozostaje badanie zobrazowania pojedynczego punktu rozpraszającego i ocena skutków nieuniknionego rozmycia wprowadzanego przez funkcję rozpraszania PSF na rozdzielczość obrazu wynikowego. Przeanalizowano właściwości funkcji PSF dla kilku metod zobrazowania radarowego, ze szczególnym uwzględnieniem zobrazowania tomograficznego ratującego obiektu. Zobrazowanie tomograficzne zrealizowano za pomocą algorytmu filtrowanej projekcji wstecznej (Filtered Back Projectiori) w środowisku Matlab.
EN
In this work selected aspects of the resolution study of a classical imaging and tomographic imaging for a one-point object rotating with the constant angular rate ω is presented. It has been assumed that translational motion has been previously removed and only rotational motion is analysed. In Doppler radar tomography the 2D image as distribution of scatterers of the object on the (X, Y) plane is created from 1D projections obtained from a Doppler profile of a rotating object. The reassigned spectrogram has been proposed as projections. The quality of the resolution is assessed by a point spread function PSF (Point Spread Function). If such a function could be developed for the imaging system, the function can be analysed from the mathematical point of view. Otherwise, examination of the imaging result of one rotating point allows to assess the limit of inevitable smearing in a final image. In the paper, properties of the PSF function for a few imaging methods have been analysed focusing on imaging of a rotating object by the tomographic method. A tomographic image has been calculated by the filtered back projection method (FBP). Simulations have been performed in Matlab environment.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Doppler radar tomography is a method of creation of a target image from Doppler profiles of a rotating target. Electromagnetic backscattering from rotating objects generates time-varying Doppler spectra which can be a base of tomographic projections in the time-frequency approach. In this paper the influence of projections and significant radar system parameters on the final image resolution is considered. The results of simulations of the proposed imaging method are also presented.
PL
Dopplerowska tomografia radarowa jest metodą formowania obrazów obracających się obiektów radarowych z profili Dopplerowskich. Rozpraszanie fali elektromagnetycznej przez rotujacy obiekt powoduje powstanie czasowo zmiennych charakterystyk częstotliwościowych, które są bazą rzutów tomograficznych w podejściu czas-częstotliwość. Rozważono wpływ jakości rzutów tomograficznych oraz istotnych dla zobrazowania parametrów systemu radarowego na rozdzielczość tworzonego obrazu. Przedstawiono również rezultaty symulacji.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The elimination of undesired impulses by non-parametric estimation of the instantaneous frequency (IF), using time-frequency distribution, is considered in this paper. Standard time–frequency techniques fail to analyse signals embedded in impulse environment. It has been shown, taking into considerations polynomial frequency modulation signals, that the robust Wigner distribution (WDR) produces quite good estimates of (IF) of nonstationary signals corrupted by impulses for values of the SNR ?0 dB ratio, independently of the signal frequency modulation (FM).
PL
W artykule prezentowany jest algorytm eliminacji zakłóceń impulsowych poprzez nieparametryczną estymacje częstotliwości chwilowej sygnału (IF). Przyjmując do rozważań wielomianowe modulacje częstotliwości pokazano, że krzepka transformacja Wignera-Villego (WDR) pozwala na akceptowalną jakość estymacji IF w impulsowych zakłóceniach z wartością SNR ?0 dB, niezależnie od typu modulacji.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A new supervised classification algorithm of a heavily distorted pattern (shape) obtained from noisy observations of nonstationary signals is proposed in the paper. Based on the Gabor transform of 1-D non-stationary signals, 2-D shapes of signals are formulated and the classification formula is developed using the pattern matching idea, which is the simplest case of a pattern recognition task. In the pattern matching problem, where a set of known patterns creates predefined classes, classification relies on assigning the examined pattern to one of the classes. Classical formulation of a Bayes decision rule requires a priori knowledge about statistical features characterising each class, which are rarely known in practice. In the proposed algorithm, the necessity of the statistical approach is avoided, especially since the probability distribution of noise is unknown. In the algorithm, the concept of discriminant functions, represented by Frobenius inner products, is used. The classification rule relies on the choice of the class corresponding to the max discriminant function. Computer simulation results are given to demonstrate the effectiveness of the new classification algorithm. It is shown that the proposed approach is able to correctly classify signals which are embedded in noise with a very low SNR ratio. One of the goals here is to develop a pattern recognition algorithm as the best possible way to automatically make decisions. All simulations have been performed in Matlab. The proposed algorithm can be applied to non-stationary frequency modulated signal classification and non-stationary signal recognition.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule został przedstawiony algorytm Wignera-Hougha (WHT) wykorzystywany do detekcji sygnałów z liniową modulacją częstotliwości (LFM) i pozwalający na znaczne przyspieszenie obliczeń. Modyfikacja algorytmu w stosunku do algorytmu standardowego WHT polega na wprowadzeniu detekcji hierarchicznej z dwoma progami detekcji. Duża liczba punktów płaszczyzny obrazu powstającego w wyniku transformacji Wignera-Ville'a ma małą wartość transformaty i nie ma dużego wpływu na transformację Hougha. Oszczędności obliczeniowe przy wyznaczaniu transformaty Hougha są osiągane po wprowadzeniu wstępnego progu selekcji w płaszczyźnie obrazu, wyznaczanej w transformacji Wignera-Ville’a. Właściwa transformacja Hougha jest obliczana z próbek powyżej tego progu. W artykule zostały rozważone charakterystyki detekcji sygnału z zakłóceniem gaussowskim, przy założeniu właściwych modeli prawdopodobieństwa w płaszczyźnie obrazu po transformacji Wignera-Ville’a i w płaszczyźnie parametrów po transformacji Hougha. Zamieszczono również wyniki badań eksperymentalnych potwierdzające poprawność przyjętych modeli probabilistycznych wykorzystywanych do oszacowania progów detekcji oraz wyniki badań potwierdzające spodziewane oszczędności obliczeniowe.
EN
The fast Wigner-Hough detection algorithm (WHT) with two thresholds, applied to the signals with linear frequency modulation, has been presented in this paper. The considered algorithm is a two-stage method. In the first stage, the Wigner-Ville transform is performed and the image space is created. In the second stage, the Hough transform is computed and the parameter space is determined. A lot of points in the image space have small amplitude and small influence on the Hough transform. The points exceeding the selected primary threshold have the amplitude high enough and are used in the Hough transform stage. The secondary threshold is set in the parameter space to complete the final detection process. The models of probability distribution in the image and the parameter spaces are introduced to make selection of two thresholds. The proposed formula of probability distributions is used in extensive simulation experiments. Applying suitable thresholds for the WHT, computation speed can be increased while preserving the performance. The quality of the algorithm also strongly depends on discretisation of the image space and the parameter space. Too small discretisation can bring missing of the detected line in the image space, corresponding to the signal with linear frequency modulation. In the simulation part, signals corrupted with qaussian noise are examined and the ROC curve has been determined. There is also shown, that the Wigner-Hough transform with two thresholds can afford to highly reduce the computational effort.
Dokonano przeglądu podstawowych metod analizy sygnałów z wykorzystaniem przekształceń czas-częstotliwość do detekcji i rozpoznania w systemach łączności radiowej oraz radiolokacyjnych. Przeprowadzono wstępną analizę porównawczą tych metod dla sygnałów z wewnątrzimpulsową liniową i kwadratową modulacją częstotliwości, dla sygnałów z modulacją fazy oraz dla sygnałów w systemach łączności o rozproszonym widmie, pracujących na zasadzie skoków częstotliwości FHSS (ang. Frequency Hopped Spread Spectrum).
EN
The paper deals with methods based on time-frequency transforms in the signal detection and recognition in radio communication and radar systems. Time-frequency analysis has been used to signals with pulse linear and non-linear frequency modulation and also signals including phase modulation and frequency hopping. The selected numerical results with the standard Wigner-Ville Distribution and the Polynomial Wigner-Ville Distribution has been shown.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.