一种基于各向异性扩散的图像处理方法

图像修复的方法有很多种,目前最常用的有基于偏微分方程(PDE)和基于纹理合成的修复方法.在图像的修复和去噪上,偏微分方程都有很好的应用,但对于含有噪声的破损图像的修复,传统的方法是先去除噪声再进行修复.在BSCB模型的基础上加以改进,提出了一种新的修复方法,结合现有的图像修复和图像去噪两种技术的优势,对图像破损区域修复的同时进行整幅图像的去噪,修复和去噪的过程都是各项异性扩散的过程,能很好地保留图像的边缘信息.通过数值实验也表明该方法的有效性.     

基于偏微分方程的肉品图像去噪对比研究

肉品中含有水分,或者切割过程中产生的脂肪碎屑或结缔组织,其可见光图像容易产生噪声。基于偏微分方程模型的算法去噪同时能够保持图像的某些特征,常见的有Perona-Malik模型、全变差ROF模型、Y-K四阶模型。通过对Lena图像加入高斯噪声和椒盐噪声,对比了三种模型的信噪比、方法噪声及运算时间。在此基础上,以猪肉图像为去噪对象,比较三种算法的性能。结果表明:ROF模型在去除噪声的同时,保持细节的能力强于其他两种模型,YK四阶偏微分方程模型能够去除噪声,但是图像模糊。去噪效果最差的是P-M模型。     

复小波域维纳滤波与偏微分扩散相结合的图像去噪方法

针对图像噪声的去除,提出了一种基于复数小波域上的多方向窗维纳滤波与偏微分方程保持边缘细节相结合的方法。针对小波域维纳滤波的方向性差,去噪后图像容易产生哑铃效应,该方法首先进行双树复数小波变换,集中6个方向上的图像信号能量,之后,再在该6个方向上进行方向维纳滤波,对图像进行初步去噪,再以此引导偏微分方程中的扩散函数,实现各项异性进行扩散,最大限度地在保持图像细节的同时,去除噪声。实验结果表明,该方法的峰值信噪比,以及视觉质量都较复小波去噪或各项异性非线性扩散去噪方法有明显的改善。     

改进的小波域耦合偏微分方程图像去噪模型

针对全变分及四阶偏微分方程图像去噪模型的不足,利用小波变换能够聚焦到图像细微变化的优势,提出一种基于小波域的偏微分方程图像去噪算法。并通过对小波的阈值和阈值函数做适当的改进以及利用加权函数将全变分和四阶偏微分方程去噪模型相结合的方法,得到一种改进的小波域耦合偏微分方程图像去噪模型。MATLAB仿真结果表明,该模型和小波软阈值去噪、全变分模型以及四阶偏微分方程图像去噪模型相比,峰值信噪比有明显的提高,而且能够在很好地保留图像的边缘和细节信息的同时提高处理噪声的效率。     

PDE模型在声纳图像去噪中的应用研究

偏微分方程方法在光学图像去噪中已有很多成功的应用,但用于声纳图像去噪的情况还不多见。针对声纳图像受噪声污染严重的问题,将偏微分方程原理引入到声纳图像去噪中,重点讨论了两种偏微分方程模型:ROF模型和四阶扩散模型。基于这两种模型对声纳图像进行去噪处理,仿真实验证明了偏微分方程去噪算法的有效性,并对比分析了两种模型的去噪性能。ROF模型适用于低信噪比条件下的声纳图像处理,而四阶扩散模型在高信噪比条件下,能够很好地保持图像边缘,但当噪声污染严重时,其去噪后的SNR比ROF模型去噪低了近10 dB,不利于声纳图像处理。     

融合偏微分方程和中值滤波的图像去噪模型

针对基于偏微分方程(PDE)的图像去噪模型不能有效地去除脉冲噪声,并且低阶偏微分方程在去噪的同时会出现“块效应”现象的问题,提出一种融合偏微分方程和自适应中值滤波的图像去噪模型。该模型通过对图像梯度的分析,在梯度变化剧烈区域和梯度变化微小区域利用二阶模型去噪以提高去噪效率;而在梯度渐变区域利用四阶模型平滑图像以避免出现“块效应”现象。同时,利用脉冲噪声梯度值远大于边缘梯度值的特点,定位脉冲噪声所在区域,在该区域利用自适应中值滤波消除脉冲噪声。该方法能有效去除脉冲噪声,保护图像边缘并消除“块效应”现象,同时提高了去噪效率。实验表明了该模型的有效性。     

SAR图像斑点噪声整体变分偏微分方程滤波算法研究

SAR图像固有的斑点噪声严重影响了图像的判读和后续处理,因此抑制SAR图像斑点噪声显得尤其重要。一个良好的斑点噪声抑制算法应该在降低斑点噪声的同时,能很好地保持图像的细节特征,但现有的去噪算法没有一种能够完美地解决这个问题的。本文基于SAR图像斑点噪声滤波的重要性以及存在的问题,将整体变分偏微分方程用于去除斑点噪声。根据整体偏微分方程建立了去噪模型,并分析了模型的性能和参数选择的重要性。通过实验验证了该算法的有效性,并以峰值信噪比（PSNR）为评价准则,利用多项式拟合方法选择了最优参数。引入边缘保持指数(EPI),与其他滤波算法比较,本算法在去除噪声的同时较好地保持了边缘。     

基于偏微分方程的误差分散逆半调改进算法

结合误差分散半调噪声特征,提出一种基于偏微分方程的逆半调改进算法。通过研究偏微分方程的去噪原理,以3次B样条函数作为扩散函数,采用迭代求解偏微分方程的方法估计逆半调图像,计算每次迭代前后图像梯度模值的增量以确定平滑度的调节参数,解决偏微分方程在应用中的参数选择自适应问题。实验结果表明,该算法在图像整体平滑度和细节保持能力上都具有较好的效果。     

基于偏微分方程的舌图像去噪研究

在对舌图像的去噪过程中,平滑噪声的同时容易丢失边缘和纹理等细节信息。为此,研究基于偏微分方程的舌图像去噪方法,分别采用中值滤波、高斯滤波、P-M方程、正则化P-M方程以及耦合冲击-复扩散滤波模型,对加噪舌图像进行滤波。比较结果表明,正则化P-M方程更适合舌图像的去噪处理,该方法处理速度快、去噪效果好,且能有效保护图像边缘。     

一种改进的PDE图像去噪方法

研究用于图像去噪的偏微分方程;在理论上对去噪原理进行了分析。通过对扩散方程中扩散系数的改进,提出了一个对噪声图像更有效、更具有适应性的去噪扩散模型,对高斯噪声图像进行处理。与传统的各向异性扩散算法进行了比较并对偏微分方程的未来发展方向进行了展望。实验结果表明,该方法在有效去除噪声的同时较好地保留了图像中的重要细节信息,使图像的细节部分清晰。该方法可以有效地去除图像噪声,提高图像的质量。     

一种基于四阶偏微分方程的噪声消除方法

介绍了一种基于四阶偏微分方程(PDE)噪声消除方法。采用分片平面图像逼近被处理图像。在噪声消除同时保持良好边缘,避免了使用二阶偏微分方程处理图像常常出现的块效应。实验结果表明该方法是行之有效的。     

一种改进的最小二乘正则化的图像复原方法

在常用的最小二乘正则化方法的基础上,提出了一种改进的图像复原方法。在运算中,首先用四阶偏微分方程方法对模糊图像进行噪声处理,得到一幅中间图像,然后对这个中间图像采用最小二乘正则化方法进行处理,便得到了最终的复原图像。实验表明,该方法不仅能克服问题的病态性,而且复原后的图像比最小二乘正则化方法复原后的图像整体视觉效果和峰值信噪比都有明显的提高。     

偏微分方程图像平滑模型的一种最优停止准则

基于偏微分方程的各种非线性图像平滑模型, 可归结为求解初始值为输入图像的非线性扩散方程. 这些非线性图像平滑模型在滤除噪声的同时, 在保留图像重要特征方面表现出良好的性能.采用这些模型对图像进行平滑的过程中,迭代停止准则对图像平滑的效果有着重要的影响.该文提出了一种简单实用的最优停止准则,该准则确定了一个标准,使得平滑后的图像与噪声的相关性最小时停止迭代. 它易于实现而且又有很强的通用性.实验结果表明该算法可以在图像平滑过程中适时地停止迭代, 获得满意的图像平滑效果.     

基于全局信息的图像增强组合方法

从分析图像增强的偏微分方程直方图修正方法的迭代过程出发,改进了偏微分方程的直方图修正模型.在此基础上,通过对图像的梯度信息和直方图信息的合理组合,提出了基于全局信息的图像增强组合方法.并利用图像直方图的根方差和图像噪声的根方差,构造了两种方法组合的权重因子,给出了权重因子的计算方法.同时设计了快速算法,提出了一种评价图像清晰度的指标.实验结果表明：该方法可以有效地实现对比度增强、噪声抑制和边缘保护.     

基于变分法和偏微分方程的图像彩色化方法

针对传统的图像彩色化算法易产生的图像边缘颜色模糊等问题,提出一种基于变分法和偏微分方程的图像彩色化算法,结合整体变分(TV)模型和金兹堡一朗道(GL)模型的特点,通过求泛函极值建立偏微分方程,使图像的光滑区域和边界区域都能有效的实现颜色扩散,对偏微分方程进行数值求解得到彩色化结果.实验结果表明,与其它偏微分方程彩色化技术相比,该方法能得到清晰自然的彩色化图像和较高的图像质量.     

基于四阶偏微分方程的盲图像恢复模型

由于全变分(total variation,TV)正则化方法能够很好地保持边界,因而在图像去噪和恢复中得到广泛的应用,但其一个显著的缺点就是会在恢复出来的图像中产生阶梯效应。针对此问题给出了一种基于四阶偏微分方程(PDE)的盲图像恢复模型,该模型在Chan和Wong的全变分模型的基础上,用四阶范数来代替TV范数,构造了一种新的能量泛函,消除了全变分正则化方法所产生的阶梯效应。实验结果表明,该模型能取得较好的图像恢复效果。     

数字媒体图像多特征反差增强方法仿真

由于图像在生成的过程中会有相对的噪声产生,而噪声会直接影响该图像中的多特征信息,导致信息表达不完全等情况。基于此提出了数字媒体图像多特征反差增强方法。首先将需要对受噪声污染的图像进行去噪;其次运用偏微分方程(PDE)方法,构建出一种PDE数学模型-TV模型,在对图像去噪的同时,保持原图像的边缘轮廓信息,并且运用Split Bregman算法,并引入辅助变量转换出分段线性函数的泛函极值;在偏微分方程的基础上,运用改进后的反差增强方法,根据直方图的均衡化结果利用累积分布函数的方法,来当做图像灰度的变换函数,以达到合理的调整固定动态范围,且让图像整体视觉效果增强、提高图像中多特征信息的目的。通过仿真结果可以得知,提出的方法可以处理图像中噪声的影响,并且可以将图像中的多特征信息进行有效的反差增强处理,且具有直方图均衡化结果优秀、图像特征增强效率的优点。     

基于K-SVD的偏微分方程模型在毫米波图像恢复中的应用

在图像被大噪声污染或具有较低分辨率时,传统的偏微分方程(PDE)模型的稳态解会产生明显的阶梯效应,恢复图像质量较差。针对此缺点,提出了一种新的基于K-奇异值分解(K-SVD)的PDE图像恢复方法,并应用于毫米波(MMW)图像的恢复。K-SVD是一种图像稀疏表示方法,对图像进行稀疏估计的同时实现去噪,对噪声方差较大的图像具有较好的去噪鲁棒性。首先采用K-SVD对MMW图像进行去噪,对去噪图像再应用全变分(TV)模型的PDE方法进行恢复。对所提出的算法分别使用模拟的MMW图像和真实的MMW图像进行测试,并进一步和K-SVD、PDE方法比较,同时使用峰值信噪比(PSNR)对恢复图像进行评价。根据不同噪声方差下的PSNR数据和恢复图像的视觉效果,实验结果证明了所提方法能够有效地恢复MMW图像。