体层合成的各向异性扩散滤波重建算法

为消除体层合成(tomosynthesis)重建图像中存在的切片间伪影,提出一种各向异性扩散滤波器的图像重建算法。利用偏微分方程的图像处理方法,设计边缘增强型三维各向异性扩散滤波器,对体层合成切片进行滤波重建,保证重建切片图像对比度的同时对切片间伪影进行平滑。实验结果表明,与传统的滤波后投影重建算法相比,该算法可明显减弱切片间伪影,改善了重建图像质量,提高了体层合成重建图像中目标可见度,满足了临床影像诊断要求。     

图像插值模糊的非线性自适应消除

针对线性移不变图像插值方法造成的插值图像边缘模糊,提出采用具有高通特性的有理滤波器增强图像,重建锐变的图像边缘。对基本有理滤波算子进行改进,避免滤波信号峰值点和孤立点的失真。推广算子的二维形式并引入图像对比度约束,形成一种自适应图像插值模糊消除算法。实验结果表明,算法能够不失真地重建图像边缘的高频细节,提高图像的视觉分辨率,图像质量优于现有图像插值模糊消除算法。     

基于矢量尺度的图像滤波

对于医学图像滤波来说,很重要的一点就是滤波后的图像应该尽可能地保留图像中的边缘和细节特征.但通常在滤波过程中,在消除噪声的同时会模糊图像中一些重要的结构信息.在最近几年中,基于尺度的滤波方法已经有效地应用在灰度图像的滤波中.现把基于尺度的方法推广到矢量(彩色)图像的滤波中.在传统滤波方法(矢量中值滤波、基本矢量方向滤波和方向距离滤波)基础上,相应地提出了3种基于球尺度的矢量滤波器.新的滤波方法能根据图像中像素的尺度信息,在图像边缘和细节附近,即区域边界执行较小的平滑,而在区域内部进行较大的平滑,从而能够自适应地控制滤波过程.实验结果表明,所提出的滤波方法与传统滤波方法相比,在消除噪声的同时更能够保留图像中的边缘和细节特征.     

基于各向异性主动轮廓模型的图像分割方法研究

摘 要：分割的作用是将数字图像分割为多个简单区域,并根据区域中图像的某种特征提取和分离出的目标区域,便于图像识别与理解分析。主动轮廓模型(snake)是一条可变形的参数曲线及相应的能量函数,广泛应用于医学领域的图像分割。主动轮廓模型是以最小化能量函数为目标,控制参数曲线变形,最后具有最小能量的闭合曲线就是所需分离的目标轮廓。在采用主动轮廓模型进行分割之前,通常都采用高斯滤波器对图像进行滤波,在对图像进行平滑的同时,也会使边缘模糊化,从而影响分割效果。本文将各向异性滤波和主动轮廓模型结合起来,充分利用各向异性滤波在平滑图像的同时能保持边缘的特点,在利用主动轮廓模型进行分割之前使用各向异性滤波代替传统的高斯滤波对图像进行预处理。实验结果表明：与传统方法相比,在主动轮廓模型的预处理阶段,采用本文所提出的算法平滑噪声图像,提高了后续图像分割的准确性。     

基于决策分析的高椒盐噪声轮胎痕迹图像滤波方法

决策分析能准确判断出噪声像素与信号像素,均值滤波能较好平滑噪声,而自适应中值滤波能较好地保持原始图像的细节及边缘。为了恢复被高密度椒盐噪声污染的轮胎痕迹图像,提出三者相结合的新算法。该算法结合三者的优点,与传统中值滤波器、自适应中值滤波器等非线性滤波器相比,能得到更好的图像质量。实验表明,算法能有效消除灰度轮胎痕迹图像中的高密度椒盐噪声和彩色轮胎痕迹图像中的中低密度椒盐噪声,较好地保护了图像的细节及边缘信息。     

伪球滤波和边缘检测

提出了一种图像滤波器——伪球滤波器.在伪球滤波器中,除了尺度参数外,还引入了边缘保持参数,因而它能较好地解决传统滤波器的平滑性能与边缘定位精度之间的矛盾.以伪球滤波器取代经典Canny边缘检测算子中的高斯滤波器,得到一种基于伪球的边缘检测算子.模拟图像和真实图像的实验结果表明,与经典的Canny边缘检测算子相比,在具有相当平滑性的条件下,基于伪球的边缘检测算子对边缘定位具有更高的精度.     

基于Canny算子的边缘切线扩散医学超声图像去噪

医学超声图像的细节特征在临床诊断中具有重要的意义.针对于传统的PM算法以及各种改进型各向异性去噪方法(Catte_PM、SRAD、CENCD等)存在边缘中的噪声点未作处理,多次迭代产生虚假边缘等缺点,通过分析具有代表性的Catte_PM各向异性模型,提出了一种结合自适应Canny算子,沿图像边缘切线方向扩散的去噪方法.该算法首先通过改进的Canny算子将图像范围分为边缘区和非边缘区;其次改进现有的扩散方法,使扩散方向只沿图像边缘切线方向进行;最后对非边缘区域采用有限次(三次)的各向同性滤波.实验结果表明,该方法能够有效地解决滤波和图像细节保护这一矛盾问题,使得图像质量有较明显的改善.     

结合邻域方差和各向异性窗的引导滤波算法EI北大核心CSCD

针对引导滤波会导致边缘附近出现光晕且难以识别精细边缘的问题,提出了一种结合邻域方差与各向异性窗的引导滤波算法.首先,利用各向异性高斯滤波器的方向选择性实现对边缘的精细识别,并利用滤波器的狭长空域结构可实现局部窗口内不同像素信息融合,以抑制边缘模糊和光晕效果;其次,基于局部结构相似性原理,引入邻域方差以实现对局部线性变换参数的优化,同时保证强边缘结构和非边缘区域的最大扩散.实验结果表明,在102类花卉图像数据集上,文中算法的视觉效果、定量评价(PSNR和SSIM)均优于其他边缘保持滤波算法,并且测试图像的失真度比引导滤波、加权引导滤波和各向异性引导滤波分别小46.72%,48.64%和29.61%,能够在识别精细边缘的同时有效地抑制伪影现象的发生.     

基于方向滤波的超声图像边缘增强

由于斑点噪声的存在,传统的边缘增强算子常常会强化超声图像的斑点噪声,降低对比分辨率。针对这种情况,提出基于方向滤波的超声图像边缘增强算法。算法首先进行斑点去噪,然后基于纹理分析进行图像分割,判定图像的强边缘、弱边缘及反射伪影,最后以方向滤波为基础,计算强边缘和弱边缘的局部方向,设计方向滤波器,根据图像的方向自适应选择滤波器进行滤波,增强图像边缘。实验结果表明,原超声医学图像得到有效增强,边缘细节得以保留。该算法能有效地提取需边缘增强区域,获得满意的组织边缘增强效果,同时图像的反射伪影部分保持不变。     

一种有效的滤波尺度自适应调整边缘检测方法

该文在分析图像的边缘细节提取与噪声消除相矛盾的基础上,提出了一种有效的滤波尺度自适应调整的小波边缘检测方法,并且给出了滤波尺度参数的调整策略。实验结果表明,该方法能有效提取图像的细节边缘,具有较好的抗噪声性能。     

自适应多尺度分块压缩感知算法

目的 基于小波域的多尺度分块压缩感知重构算法忽略了高频信号在重构过程中的作用,丢失了大量的边缘与细节信息。针对上述问题,提出一种自适应多尺度分块压缩感知算法,不仅合理利用低频信息还充分利用图像的高频信息,在图像细节复杂度提高的情况下保证图像重构质量的提高。方法 首先进行3层小波变换,得到一个低频信号和9个高频信号,分别进行小波逆变换后分成大小相同互不重叠的块,对低频部分采用2维邻块边缘自适应加权滤波的方法进行处理,对高频部分采用纹理自适应分块采样,最后利用平滑投影Landweber（SPL）算法对其进行重构。结果 与已有的分块压缩感知算法、基于边缘和方向的分块压缩感知算法和基于纹理和方向的分块压缩感知算法相比,本文算法在不同的采样率下,性能均有所提升,代表细节信息的高频信号得到充分重建,改进的算法所得到的重建图像具有较高的分辨率,尤其对细节较为丰富的图像进行重建后具有较高的峰值信噪比;2维邻块边缘自适应加权滤波有效的去除了重建图像的块效应,且重建时间平均减少了0.3 s。结论 将三层小波变换后的高频分量作为纹理部分,利用自适应多尺度分块重建出图像的轮廓与边缘;将低频分量直接视为平坦部分,邻块边缘自适应加权滤波重建出图像细节,不仅充分利用了图像的高低频信息,还减少了平坦块检测过程,使得重建时间有效缩短。经实验验证,本文算法重建图像质量较好,尤其是对复杂图像明显消除了块效应,边缘和纹理细节较清晰。因此主要适用于纹理细节较复杂的人脸图像、建筑图像和遥感图像等。     

双边滤波与暗通道结合的图像保边去雾算法

目的 图像去雾领域越来重视去雾过程中对图像边缘细节的恢复和保护,针对现有主流的基于模型的有雾图像复原算法,基本都是对介质透射率进行直接求解,即先预估透射率,再细化抠图,运算量很大的问题,提出利用双边滤波方式进行介质透射率的间接求解,用以简化去雾算法时间复杂度。方法 利用双边滤波方式对介质透射率的求解,是先估算出较精确的大气散射函数及大气光值,然后间接求出透射率,其避免了采用软件抠图的方式对介质透射率进行细化的过程,提高了算法的时效性。结果 选取两组户外有雾图像进行实验,并从得出的透射率图、复原效果及运算时间进行了对比分析。本文算法能得到较为清晰的透射率分布图,并且改善了预估透射率图中的块状现象;本文算法对透射率细化的同时,还起到了平滑图像边缘的效果;耗时方面,本文算法对大小为608×456像素的图像恢复耗时为1.803 s。结论 本文算法对有雾图像进行全局清晰化处理的同时,重点恢复有雾图像的局部细节,复原结果能更好地保持图像边缘的效果,更适合运用到基于图像检测类的系统中去。     

基于残差点的干涉相位图自适应滤波

为了能有效地对InSAR干涉相位图进行滤波,利用残差点矩阵作为滤波控制因子,对两种干涉相位图滤波方法进行了改进。该措施在不破坏致密的干涉条纹的情况下,通过引用干涉相位图的残差矩阵,对不同区域的图像采用不同强度的滤波器来实现自适应的降噪,同时详细描述了滤波方法的实施步骤,并用ERS-1重复轨道数据进行了验证,结果表明,该改进方法可取得良好的滤波效果。     

全细节增强多曝光图像融合

目的 曝光融合算法,即将多幅不同曝光时间的图像融合得到一幅曝光度良好的图像,可能在最终的输出图像中引入光晕伪影、边缘模糊和细节丢失等问题。针对曝光融合过程中存在的上述问题,本文从细节增强原理出发提出了一种全细节增强的曝光融合算法。方法 在分析了光晕现象产生原因的基础上,从聚合的新角度对经典引导滤波进行改进,明显改善引导滤波器的保边特性,从而有效去除或减小光晕;用该改进引导滤波器提取不同曝光图像的细节信息,并依据曝光良好度将多幅细节图融合得到拍摄场景的全细节信息;将提取、融合得到的全细节信息整合到由经典曝光融合算法得到的初步融合图像上,最终输出一幅全细节增强后的融合图像。结果 实验选取17组多曝光高质量图像作为输入图像序列,本文算法相较于其他算法得到的融合图像边缘保持较好,融合自然;从客观指标看,本文算法在信息熵、互信息与平均梯度等指标上都较其他融合算法有所提升。以本文17组图像的平均结果来看,本文算法相较于经典的拉普拉斯金字塔融合算法在信息熵上提升了14.13%,在互信息熵上提升了0.03%,在平均梯度上提升了16.45%。结论 提出的全细节增强的曝光融合算法将加权聚合引导滤波用于计算多曝光序列图像的细节信息,并将该细节信息融合到经典曝光融合算法所得到的一幅中间图像之上,从而得到最终的融合图像。本文的处理方法使最终融合图像包含更多细节,降低或避免了光晕及梯度翻转等现象,且最终输出图像的视觉效果更加优秀。     

多方向模板变分模型的单幅图像超分辨率重建

目的 为了增强图像超分辨率重建的准确性,克服传统插值所产生的边缘模糊与边缘锯齿等负面效果,提出一种基于多方向模板变分模型的单幅图像超分辨率重建方法。方法 首先构建体现28个方向的多方向模板对输入图像的轮廓方向进行计算,同时通过将TV模型引入到图像轮廓的估计中来确定边缘轮廓的最优方向;在此基础上通过进行基于所提出的多方向模板的图像插值来实现图像的超分辨率重建。结果 对比基于活动轮廓的图像边缘插值方法重建的经典高分辨率测试图像,本文方法在平均峰值信噪比和平均结构相似度方面分别提高了1.578 dB和 0.030 02 dB。结论 本文方法可以有效地克服传统插值方法所产生的边缘模糊和边缘锯齿化等负面效果,也避免了较少方向模板所带来的边缘和纹理丰富区域的纹理失真现象,可以取得较好的重建效果。     

梯度分层重构的彩色图像分水岭分割

目的 现实生活中的彩色图像往往因噪声、色彩不均匀、有较多弱边界等问题的存在导致难以准确分割,结合分水岭变换与形态学重构的优势,提出了一种基于同态滤波与形态学分层重构的分水岭分割算法。方法 首先提取彩色图像的梯度图,接着对该梯度图采用同态滤波修正梯度图。然后利用形态学开闭重构的方法,对滤波后的梯度图进行分层重构。根据梯度图像的累积分布函数及滤波后的梯度像素直方图的分布信息,给出了梯度分层数的计算公式,同时确定了形态学结构元素尺寸。最后对修正后的梯度图像应用标准分水岭变换实现了图像分割。结果 对不同类型的4幅彩色图像进行分割实验,采用区域一致性与差异性相结合的综合指标对分割结果进行无监督评价。这4幅图像的综合评价指标分别为0.6333、0.6656、0.6293、0.6484,均高于文献中两种现有分水岭算法的指标值：0.6295、0.6641、0.6230、0.6454与0.5861、0.5907、0.5704、0.5852,分割性能较好。结论 提出一种新的彩色图像分割算法,应用同态滤波保留了图像的弱边界,采用自适应形态学重构,抑制了分水岭变换中过分割。算法的分割结果更加接近人眼对图像的感知,无论从评价指标还是分割性能看,均表现出色。算法对噪声不敏感,鲁棒性较好,可广泛应用于计算机视觉、交通控制、生物医学等方面的目标分割。     

结合边缘和区域的活动轮廓模型SAR图像目标轮廓提取

目的 目标轮廓表征了目标形状,可用于目标方位角估计、自动目标识别等,因此提取合成孔径雷达（SAR）图像中的目标轮廓受到了人们的广泛关注。受SAR图像乘性噪声的影响,传统的目标轮廓提取方法应用在SAR图像时失效。针对这一问题,提出一种将基于边缘的活动轮廓模型和基于区域的活动轮廓模型相结合的活动轮廓模型。方法 以真实SAR图像为基础,分析了向量场卷积（VFC）活动轮廓模型以及区域竞争（RC）活动轮廓模型各自的特点和优势,发现这两个模型存在一定的互补性,因此将这两个模型进行了结合,得到了一种新的SAR图像目标轮廓提取方法。结果 基于真实SAR图像的实验结果表明,本文方法能较好地应对SAR图像信噪比较低、目标边缘模糊等特点,能准确地获得SAR图像目标轮廓。结论 本文方法可用于执行实际的SAR图像轮廓提取任务,为后续的SAR图像自动识别和特征级图像融合等任务提供了较为优良的输入信息。     

基于自适应边缘检测的小波包图像去噪

为了在滤除图像噪声的同时能很好地保持图像的细节，提出了一种基于自适应边缘检测的小渡包图像去噪方法，先用自适应滤波多尺度边缘检测方法检测出图像的边缘，小波包去噪时就可选用全局闽值而不必担心损害图像的边缘特征。实验结果表明，谊方法不但可以保持图像的边缘信息，而且能够提高去噪后图像的信噪比。     

改进的自适应中值滤波

均值滤波能较好的平滑图像的噪声,自适应中值滤波能较好的保存原始图像的细节和边缘。为了恢复被高密度脉冲噪声污染的图像,提出了改进的自适应中值滤波算法,新算法结合了均值滤波和自适应中值滤波两者的优点。实验结果表明,该算法能够有效地消除被污染图像中的高密度脉冲噪声,并较好地保留原始图像细节和边缘。