自适应分数阶微分的复合双边滤波算法

分数阶微分的图像滤波和增强方法多数通过尝试不同的分数阶得到结果,并以固定分数阶进行纹理细节提取,这种方法对于复杂环境难以鲁棒的增强整幅图像中的纹理细节。为此,我们提出了一种自适应的分数阶微分的复合双边滤波方法。通过分析纹理特性,建立幅值频率非线性联合指数模型自适应选择分数阶微分阶数检测图像纹理细节,有效克服图像中纹理细节的变化;在双边滤波的框架下,引入自适应分数阶微分构建的引导图像,借助细节转移方法,确保在图像去噪的同时保持/增强纹理图像细节。实验结果表明,自适应分数阶微分的复合双边滤波算法在图像滤波、去雾、细节增强等计算机视觉应用方面具有良好的效果。     

一种改进的双边滤波图像去噪算法

双边滤波亮度相似度因子仅受[σr]一个参数的约束,很难准确辨析图像平滑区域及细节丰富区域的纹理信息,不能较好地保留纹理细节信息。基于此,提出一种自适应分数阶微分与双边滤波相结合的图像去噪方法。在双边滤波算法的基础上,通过分析局部纹理特征,计算频率变化梯度和幅值变化特征,建立幅值频率非线性指数模型,自适应地选择每个像素点对应的分数阶阶次[v,]构建分数阶微分掩模算子。实验结果表明,改进的双边滤波算法能够在图像滤波的同时实现纹理细节地保留/增强,获得较好的滤波结果。     

一种基于轮廓波变换和各向异性扩散的图像去噪模型

提出一种采用轮廓波变换和各向异性扩散的图像去噪模型。利用轮廓波变换较好的稀疏性、多方向性等特点,通过对噪声图像经轮廓波变换后的不同尺度上的子带图像进行扩散,并采用P范数方法在轮廓波域计算子带图像的梯度阈值,实现建立在图像精细分析基础上的新的各向异性扩散模型。仿真结果表明,提出的扩散模型较好地抑制了传统各向异性扩散模型出现的边缘模糊效应,在对图像去噪的同时保留了更多的边缘、纹理等细节信息。     

双边非局部均值滤波图像去噪算法

为提高图像去噪的视觉效果,本文根据自然图像通常包含较多的重复性结构这一现象,以及双边滤波器的在图像去噪中所具有的优点,提出了一种新的基于双边滤波与非局部均值（ NLM）的图像去噪算法。利用NLM思想对当前的像素灰度值进行估计。过程中,不仅考虑到了当前像素的灰度值对预测结果的影响,而且考虑到了当前像素的位置与周围像素位置之间的关系,构建了非局部邻域内的位置系数来对预测结果进行约束,最后考虑到非局部邻域内同质像素的相似性,设计了双边NLM滤波器。实验结果表明：本文算法比双边滤波算法运行时间快了0.114 s、峰值信噪比（ PSNR）提高了0.9、图像相似度（ MSSIM）提高了0.181,图像保真度（ VIF）提高了0.2147。本文提出的方法能够更好地保留图片信息的完整性,提高了图像的亮度和图像纹理的清晰度。     

双向增强扩散滤波的图像去噪模型

提出一种双向增强扩散滤波的图像去噪模型。简化扩散方程建立双向扩散系数,使模型在扩散过程中能够实现平滑与锐化的双向过程,为加强平滑和锐化强度,用小波变换增强图像,使整体图像轮廓得到增强和局部图像纹理特征得到弱化。然后,对阈值进行了自适应设计和改进,使其根据图像的最大灰度值和迭代次数自动控制阈值,进一步保留图像边缘和细节特征。实验仿真和可行性的验证结果表明,新模型去噪效果较理想,不但能抑制噪声,而且能保护细节信息,峰值信噪比得到了有效的提高,性能更优越。     

基于阈值函数和TV模型的印章图像去噪

为了进一步提高针对印章图像的去噪性能,提出了一种基于阈值函数和TV模型的印章图像去噪方法。首先对含噪印章图像进行Contourlet分解;然后低频部分利用自适应TV模型进行扩散,高频部分通过阈值函数进行筛选;最后经Contourlet逆变换重构印章图像。实验结果表明,与小波阈值法、小波扩散法及Contourlet阈值法相比,该方法能有效地去除高斯白噪声和椒盐噪声的混合噪声,提高峰值信噪比,并较好地保留图像的细节和纹理,具有更好的视觉效果。     

自适应尺度的双边纹理滤波方法

目前已有的结构保持的纹理平滑方法主要是利用矩形片内的统计量来区分纹理和结构,但是所用的矩形片边长是单一尺度的,这将导致含有尖锐结构或结构在多个尺度上的图像出现纹理过平滑或未平滑的现象。为此,提出一种自适应尺度的双边纹理滤波方法。首先,通过对局部区域进行统计分析,从给定候选值中自适应地为每个像素选取合适的矩形片边长,对于均匀的纹理区域,选取较大的矩形片边长,对于邻近特征边的区域选取较小边长;其次,利用自适应的矩形片边长计算引导图像;最后,对原始图像进行引导双边滤波。实验结果表明,所提方法能够在保持图像结构的同时更好地平滑纹理。     

基于变换折衷阈值的多分辨图像双边滤波仿真

为了有效解决多分辨图像内存在噪声的问题,提出一种基于视觉灵敏度的多分辨图像双边滤波算法。通过粗糙集理论初步判断多分辨图像内的噪声,利用视觉灵敏度对判断结果展开修正。通过双边滤波器将噪声图像分解为高低频两个部分,高频部分使用Curvelet变换折衷阈值,根据设定的阈值保留多分辨图像中更多的边缘纹理细节。将低频图像和处理后的高频图像重构,获取经过滤波处理后的多分辨图像。实验结果表明,所提算法可以精准检测出多分辨图像内存在的噪声,同时能够获取满意的多分辨图像滤波结果。     

小波域上图像非线性扩散滤波

提出一个小波域上图像扩散滤波恢复新模型。主要思想是把原图像作为最精细尺度下的小波子带，根据噪声分布的特点，导出保护较大尺度下信息的泛函模型代替小波阈值除噪，对泛函求变分得：Euler-Lagrange方程。新的滤波方法能避免小波阈值除噪的伪Gibbs现象，改进了同类型非线性扩散方程滤波的效果。利用可加算子分裂(AOS)格式求非线性扩散方程的数值解。实例的数值计算说明对图像滤波和保护边缘的有效性。     

结合改进扩散和双边滤波的低剂量CT重建

针对低剂量计算机断层扫描(CT)重建图像时出现明显条形伪影的现象,提出一种结合非局部均值模糊扩散和扩展邻域双边滤波的中值先验(MP)重建算法。首先,使用基于非局部均值模糊扩散方法对中值先验分布的最大后验(MAP)重建算法进行改进,以减少重建图像中的噪声;然后,采用基于扩展邻域的双边滤波方法对重建图像进行处理,以保持图像的边缘和细节信息,进一步提高重建图像的信噪比。采用Shepp-Logan模型和胸腔模型来验证算法的有效性,实验结果表明,与滤波反投影(FBP)、中值根先验(MRP)、非局部均值模糊扩散的MP重建(NLMMP)算法和非局部均值双边滤波的MP重建(NLMBFMP)算法相比,所提新算法的归一化均方距离和均方绝对误差最小,且信噪比最高,分别为10.20 dB和15.51 dB。该重建算法可以在对重建图像进行降噪的同时保持了图像的边缘和细节信息,改善了低剂量CT图像质量退化的问题,获得高信噪比和高质量的重建图像。     

梯度双边滤波的图像去噪

为了改善双边滤波的去噪性能,引入图像的局部模式,提出了梯度双边滤波算法。采用相邻像素亮度值的梯度距离来构造梯度相似度核,通过几何邻近度核函数和梯度相似度核函数来对图像邻域像素进行加权平均,从而实现滤波;为了获得最佳的滤波参数,通过经验学习的方法对滤波参数进行选择,最终得到通用的参数配置。实验结果表明,新方法能很好地保持图像的边缘,且与传统去噪模型相比,其去噪性能也是最好的。     

结合双边滤波和多帧均值滤波的图像降噪

针对单幅图像空间降噪中存在的问题,提出一种利用同一场景的多帧图像进行噪声抑制的自适应空域滤波方法。首先对每一帧用双边滤波器进行滤波,以在平滑噪声的同时,保护图像边缘;然后对每一像素进行帧间平均值滤波,以利用多幅图像的信息进一步滤除噪声,并减轻双边滤波后的卡通效果。提出的算法在两组多帧图像上进行了测试。实验显示,与单帧双边滤波和简单的多图像平均方法相比,该方法的降噪性能有所提高。     

Bilateral normal filtering for mesh denoising

Decoupling local geometric features from the spatial location of a mesh is crucial for feature-preserving mesh denoising. This paper focuses on first order features, i.e., facet normals, and presents a simple yet effective anisotropic mesh denoising framework via normal field denoising. Unlike previous denoising methods based on normal filtering, which process normals defined on the Gauss sphere, our method considers normals as a surface signal defined over the original mesh. This allows the design of a novel bilateral normal filter that depends on both spatial distance and signal distance. Our bilateral filter is a more natural extension of the elegant bilateral filter for image denoising than those used in previous bilateral mesh denoising methods. Besides applying this bilateral normal filter in a local, iterative scheme, as common in most of previous works, we present for the first time a global, noniterative scheme for an isotropic denoising. We show that the former scheme is faster and more effective for denoising extremely noisy meshes while the latter scheme is more robust to irregular surface sampling. We demonstrate that both our feature-preserving schemes generally produce visually and numerically better denoising results than previous methods, especially at challenging regions with sharp features or irregular sampling.     

一种提高SVD滤波性能的新方法

提出一种提高SVD滤波性能的新方法。基于奇异值分解滤波可以有效地分析水平（垂直）方向的图像特性。根据图像的局部方向,自适应地调整待滤波区域的形状,使重采样后局部区域中的边缘垂直或水平,再对局部区域进行奇异值分解滤波;所得的结果加权平均,得到信号估计值。将这一算法应用于图像去噪,实验结果表明,新方法可以有效地提高SVD的滤波性能。     

Edge-preserving filtering of images with low photon counts

Edge-preserving filters such as local M-smoothers or bilateral filtering are usually designed for Gaussian noise. This paper investigates how these filters can be adapted in order to efficiently deal with Poissonian noise. In addition, the issue of photometry invariance is addressed by changing the way filter coefficients are normalized. The proposed normalization is additive, instead of being multiplicative, and leads to a strong connection with anisotropic diffusion. Experiments show that ensuring the photometry invariance leads to comparable denoising performances in terms of the root mean square error computed on the signal.     

改进各向异性扩散模型在图像滤波去噪中的应用

为了增强锅炉水位计图像滤波去噪效果,提高图像清晰度,便于后期液位计图像识别研究,通过分析P-M各向异性扩散模型、选择扩散模型及You Yu-Li和Kaveh M四阶偏微分方程的滤波去噪算法,提出了改进各向异性扩散模型滤波算法.所提算法对Perona和Malik两个扩散函数均值化,并引入标准差作为梯度期望值的偏差裕度,结合了P-M各向异性扩散模型保边缘特性的优点,并消除了由于传统各向异性滤波算法迭代过度所造成的阶梯缺陷问题,确保图像有用信息不缺失和像素点平滑度.实验结果表明:所提算法能够更好地降低噪声对目标信号提取产生的影响,提高了图像识别鲁棒性,增强了图像平滑滤波效果,保证了锅炉水位计图像边缘清晰度和完整性.     

基于Dual-Tree CWT和自适应双边滤波器的图像去噪算法

针对目前图像去噪方法主要局限于单一噪声,无法有效解决多种混合噪声的不足,提出了一种基于Dual-Tree CWT和自适应双边滤波器的图像去噪算法。该算法使用双树复小波变换对含噪图像进行多尺度和多方向的分解,由改进阈值对各个方向子带的高频系数进行阈值量化,同时由自适应双边滤波对每尺度下低频子带系数进行滤波,并将重构得到的图像进一步去除噪声。实验仿真结果表明,该方法对混合噪声的滤除效果明显优于现有算法,且能较好地保护图像的边缘细节信息,通过客观评价指标峰值信噪比（PSNR）和均方根误差（RMSE）定量比较,PSNR提升了5.333 2~6.527 8 dB,RMSE可降低29.41%~46.03%,运行时间仅为1.492 0 s,整体降噪性能更优。     

基于修正维纳滤波的小波包变换图像去噪

图像去噪是图像处理中一个非常重要的环节。为了改善降质图像质量,根据Donoho提出的小波阈值去噪算法,分析了维纳滤波原理,提出了一种基于修正维纳滤波的小波包变换图像去噪方法。利用修正维纳滤波对噪声图像进行处理,用处理后的图像计算噪声的标准方差,以此作为小波包的阈值。利用小波包对维纳滤波后的图像进行分解,实现对图像的低频和高频部分分别进行分解,用计算出的阈值对小波包树系数进行软阈值处理。利用小波包逆变换来获取去噪后的图像。结果表明：在噪声方差为0.01时,经该算法去噪后图像的PSNR比小波包自适应阈值去噪后的PSNR高出8.8 dB。该算法不仅能有效地去除加性高斯白噪声,而且能很好地保留边缘信息,极大地改善了图像的视觉质量。     

Fundamental relationship between bilateral filtering, adaptivesmoothing, and the nonlinear diffusion equation

In this paper, the relationship between bilateral filtering and anisotropic diffusion is examined. The bilateral filtering approach represents a large class of nonlinear digital image filters. We first explore the connection between anisotropic diffusion and adaptive smoothing, and then the connection between adaptive smoothing and bilateral filtering. Previously, adaptive smoothing was considered to be an inconsistent approximation to the nonlinear diffusion equation. We extend adaptive smoothing to make it consistent, thus enabling a unified viewpoint that relates nonlinear digital image filters and the nonlinear diffusion equation