强反射表面缺陷图像预处理

为了校正强反射表面图像的亮度不均匀性,抑制局部强亮度现象,同时使其保留足够多的原始图像信息,研究了强反射表面缺陷图像的预处理方法。分析了强反射表面的光学特性,研究了偏微分方程理论及同态滤波算法,在此基础上提出了一种基于偏微分方程的同态滤波算法,即采用热传导方程滤波算子对同态分解的图像进行处理。引入信息熵对不同尺度参数下的处理效果进行评价,从而确定热传导同态滤波的尺度参数,并将该算法与背景去除法、基于小波的同态滤波算法进行了比较。对比实验表明,采用提出的算法处理后得到的图像其灰度级均匀分布在1～6之间,信息熵值均在91%以上。该方法校正了图像亮度的不均匀性,提高了图像质量,同时能保留足够多的原始图像信息。     

一种基于分形和小波变换的图像放大算法

为了更好地进行图像放大,利用小波变换的思想,提出了一种分形插值和小波变换相结合的图像放大算法.分形插值能够较好的保持原有图像的纹理特征,小波变换后的高频分量具有丰富的细节边缘信息,因而能够重构出高质量的图像.实验表明,和其它算法相比,使用该算法放大后的图像具有更好的主观和客观质量.     

黑素瘤图像毛发遮挡信息的非监督修复

毛发遮挡信息的修复是正确分割和分析皮肤恶性黑素瘤图像的关键.针对皮肤镜黑素瘤图像, 提出了一种毛发遮挡信息的非监督修复算法.该算法包含3个步骤: 首先, 运用形态学闭top-hat算子对毛发进行增强, 并采用统计方法对图像进行二值化; 然后, 根据连通区域的延伸性特征提取出毛发; 第三, 运用基于偏微分方程的图像修复技术对毛发遮挡部位的信息进行修复.采用形态学增强方法, 能同时增强强弱不同的毛发目标, 所定义的延伸性特征函数能够描述条带状连通区域的延伸状态, 是提取毛发的有效测度, 尤其是将毛发提取与图像修复技术结合起来, 解决了毛发的自动去除问题.实验结果表明:所提出的算法能够自动去除毛发, 所修复的图像满足医学专家的判定要求, 同时算法具有准确、鲁棒性强的特点.     

基于各向异性热传导模型的自适应图像修复

通过使热传导的传播方向及强度与图像内容相关联,提出了一种基于各向异性热传导模型的图像修复算法。该算法的基本思想是:令等照度线方向的传播强度恒为常数,而沿梯度方向信息的传播强度与图像梯度的模成反比,这样在实现结构信息修复的同时,有效解决了边缘区域模糊的问题。在数值计算中根据曲率的大小来定义结构的复杂程度,自适应地选择半点或整点差分格式,提高了处理效率。相比于其他高阶偏微分方程修复技术,该方法的数学表达更加简洁,且修复结果可取得较高的峰值信噪比以及视觉上满意的效果。     

基于CUDA的图像预处理并行化研究

为加快图像预处理算法的执行速度,提出了基于计算统一设备架构(CUDA)的预处理算法来实现高速并行处理。分析了图像灰度化、高斯滤波以及直方图均衡化等预处理方法的原理,并对它们进行并行化分析,从而将CUDA并行计算技术引入到图像预处理算法。实验结果表明,此算法充分利用GPU的并行处理能力,与CPU串行处理方法相比,速度提高明显,有效提高数据处理能力。     

显微图像的一种快速拼接算法

针对高放大倍数下，在一帧显微图像中无法获取所观测对象全貌的问题。运用基于块匹配的算法进行了多帧图像的自动拼接，并采用多分辨率技术实现了匹配算法的快速实现。拼接结果表明提出的显微图像快速拼接算法的简洁有效性．     

基于梯度矢量卷积场的四阶各向异性扩散及图像去噪

进一步研究了基于偏微分方程的图像去噪方法.为了去除二阶偏微分方程(P-M模型)引起的阶梯效应以及提高四阶偏微分方程(Y-K模型)的边缘及纹理保护能力,本文将梯度矢量卷积场(GVC)引入到四阶偏微分方程Y-K模型中,提出了基于GVC的四阶各向异性扩散模型.首先,减去原始Y-K模型中的部分梯度方向扩散.然后,引入GVC场以代替图像在梯度方向的二阶导数直接计算.由于GVC场可以较准确地确定图像的边缘位置,并对噪声具有很强的鲁棒性,因此得到了有效的各向异性扩散模型.实验结果表明,运用本文去噪方法可以更好地保护图像边缘及纹理等细节特征,而且能够有效地提高峰值信噪比:文中所有在实验中得到的峰值信噪比均比原始模型高l dB以上.     

基于小波域的偏微分方程的图像去噪算法

文章提出了一种基于小波域的偏微分方程的图像去噪算法;该算法利用了P-M方程能保留图像边缘的特点,以及SIDEs方法能很好的去除噪声且具有解的存在、唯一、稳定性特点,并结合了小波变换能够聚焦到图像的细微变化的特点.实验结果表明,该算法在较好地去除噪声的同时,能够很好地保留边缘信息和图像的细节信息.     

应用第二代Curvelet变换的遥感图像融合

提出了一种基于第二代Curvelet变换遥感图像融合算法。将具有高空间分辨力的Pan图像与Ms图像的待融合波段图像进行直方图匹配,并对直方图匹配后的Pan图像与待融合波段Ms图像分别进行Curvelet变换分解,得到各自的低频子带系数和各带通方向子带系数;采用一定的融合规则对Curvelet变换系数进行组合得到融合图像的Curvelet系数;最后对组合后的系数进行Curvelet重构得到该波段具有高空间分辨力的Ms图像。对IKONOS卫星遥感图像的仿真实验结果表明:与传统的基于亮度-色调-饱和度彩色空间变换融合算法相比,该算法使融合后的Ms图像整体光谱保持度提高了10.54％,而与传统的基于小波变换的图像融算法相比,其空间质量提高了0.81%~1.12%, 有效解决了基于亮度-色调-饱和度彩色空间变换融合算法中光谱失真严重和基于小波变换图像融合算法中空间质量较低的缺点,使得融合后的Ms图像在最大可能地保持原始Ms图像光谱特性的同时,显著提高了融合图像的空间质量。     

一种基于正方形NAM的二值图像表示方法

提出了一种基于正方形NAM的二值图像表示算法,对其存储结构和总数据量进行了详细分析.经理论分析和实验仿真,表明:与三角形NAM和线性四元树表示方法相比,SNAM表示方法具有更优的性能.     

Single image super-resolution using self-optimizing mask via fractional-order gradient interpolation and reconstruction

Image super-resolution using self-optimizing mask via fractional-order gradient interpolation and reconstruction aims to recover detailed information from low-resolution images and reconstruct them into high-resolution images. Due to the limited amount of data and information retrieved from low-resolution images, it is difficult to restore clear, artifact-free images, while still preserving enough structure of the image such as the texture. This paper presents a new single image super-resolution method which is based on adaptive fractional-order gradient interpolation and reconstruction. The interpolated image gradient via optimal fractional-order gradient is first constructed according to the image similarity and afterwards the minimum energy function is employed to reconstruct the final high-resolution image. Fractional-order gradient based interpolation methods provide an additional degree of freedom which helps optimize the implementation quality due to the fact that an extra free parameter α-order is being used. The proposed method is able to produce a rich texture detail while still being able to maintain structural similarity even under large zoom conditions. Experimental results show that the proposed method performs better than current single image super-resolution techniques.     

结合多分辨率修正曲率配准的层间插值

针对体数据各坐标轴分辨率不一致,导致医学及工业三维图像重建时出现边界台阶状结构、细节断裂或缺失等问题,提出了基于多分辨率修正曲率配准的层间插值方法。该方法采用反投影重建形式增强图像细节,解决配准图像清晰度和对比度弱的问题;利用三次卷积插值构造切片的低分辨率图像以保留图像细微结构,提高配准精度。采取从低分辨率粗配准到高分辨率精细配准的策略减少计算时间,提高计算效率。利用切片图像对应像素间存在对称形变结构的特征,建立了修正曲率模型估计形变场,解决了配准时单向形变不一致的问题。最后,通过离散余弦变换(DCT)的数值解析方案对构建的形变场估计函数进行优化,利用最终形变场数据对切片进行线性插值,计算出层间图像。实验结果表明,提出的算法能够消除现有方法插值图像的边缘模糊现象。与线性插值算法相比,提出方法的均方差(MSD)减小了40%,高于对称曲率模型,且耗时仅为该模型的20%左右,满足应用要求。     

Survey: interpolation methods for whole slide image processing

Evaluating whole slide images of histological and cytological samples is used in pathology for diagnostics, grading and prognosis . It is often necessary to rescale whole slide images of a very large size. Image resizing is one of the most common applications of interpolation. We collect the advantages and drawbacks of nine interpolation methods, and as a result of our analysis, we try to select one interpolation method as the preferred solution. To compare the performance of interpolation methods, test images were scaled and then rescaled to the original size using the same algorithm. The modified image was compared to the original image in various aspects. The time needed for calculations and results of quantification performance on modified images were also compared. For evaluation purposes, we used four general test images and 12 specialized biological immunohistochemically stained tissue sample images. The purpose of this survey is to determine which method of interpolation is the best to resize whole slide images, so they can be further processed using quantification methods. As a result, the interpolation method has to be selected depending on the task involving whole slide images.     

小波图像融合改善超声图像横向分辨率的研究

摘要：针对超声图像分辨率较低,尤其是横向分辨率低的特点,采用基于插值和小波图像融合相结合的方法对相控阵超声图像进行了多种方式的对比试验,结果表明：算法采用区域能量大小判定的设计思想对改善超声图像的分辨率是可行的,其中利用小波分解将经过插值放大的待融合图像分解为低频部分和高频部分,然后将低频部分采用平均法,高频部分采用区域能量最大的融合方式对改善超声图像的分辨率取得了较好的效果。     

基于几何成像模型的鱼眼镜头图像校正算法和技术研究

鱼眼镜头是一种具有广视场角的摄像机镜头,广泛应用于大场景视频监控领域,但其成像存在严重的非线性径向畸变,违反人类的视觉习惯,且为测量和模式识别等应用带来了不便.为了实现鱼眼镜头图像的校正,提出了一种基于几何成像模型的鱼眼镜头校正算法和技术,通过研究鱼眼镜头成像模型,根据鱼眼镜头类型采用了相应的几何模型校正图像;以“等距投影”模型为例提出了校正公式和实现方法.最后针对工程应用的实时性要求,提出了基于缓存的快速优化方法以及在保证一定精度的前提下快速实现双线性插值的优化方法.研究结果表明,这种新方法可以高效地完成鱼眼镜头图像校正,比传统方法适用面更广,更易实现.     

基于小波与双三次插值的高温锻件红外图像增强方法

提出了一种基于小波变换和双三次插值的图像处理方法,该方法利用离散小波将原图像分解成低频子带与高频子带,然后对原图像及这些子带分别进行双三次插值,同时提出增加一个中间步骤来估算高频子带,即扣除原低分辨率图像和插值后的LL子带中的相同成分而得到不同成分的图像（高频成分）,然后利用不同成分的图像对高频子带LH、HL及HH分别进行校正融合,并通过小波逆变换对这些图像进行融合重构。该方法不仅能够有效地消除图像噪声,改善细节信息,而且能够最大限度地保留边缘信息和增加图像的清晰度。最后运用该方法和传统算法分别对核电主管道高温锻件和小型高温锻件的红外图像进行增强处理,实验结果验证了该方法的可行性及优越性。     

小波及分形理论在互有位移图像序列重构中的应用

提出一种基于小波及分形理论的插值算法,用于互有位移序列图像的重构,它既考虑了各幅图像的细节特征又考虑了图像的全局特征,使得到的重构图像更接近原图。阐述了超分辨力复原技术的理论基础及复原算法,指出了基于序列图像的高分辨力成像技术的合理性,并利用小波及分形相结合的方法对互有位移的双幅图像进行了重构,实验和仿真的复原图像表明,这种方法是可行和有效的。与传统方法相比,此种方法的PSNR提高了约5dB。     

Adaptive-weighted cubic B-spline using lookup tables for fast and efficient axial resampling of 3D confocal microscopy images

Confocal laser scanning microscopy has become a most powerful tool to visualize and analyze the dynamic behavior of cellular molecules. Photobleaching of fluorochromes is a major problem with confocal image acquisition that will lead to intensity attenuation. Photobleaching effect can be reduced by optimizing the collection efficiency of the confocal image by fast z-scanning. However, such images suffer from distortions, particularly in the z dimension, which causes disparities in the x, y, and z directions of the voxels with the original image stacks. As a result, reliable segmentation and feature extraction of these images may be difficult or even impossible. Image interpolation is especially needed for the correction of undersampling artifact in the axial plane of three-dimensional images generated by a confocal microscope to obtain cubic voxels. In this work, we present an adaptive cubic B-spline-based interpolation with the aid of lookup tables by deriving adaptive weights based on local gradients for the sampling nodes in the interpolation formulae. Thus, the proposed method enhances the axial resolution of confocal images by improving the accuracy of the interpolated value simultaneously with great reduction in computational cost. Numerical experimental results confirm the effectiveness of the proposed interpolation approach and demonstrate its superiority both in terms of accuracy and speed compared to other interpolation algorithms.     

基于工业CT切片数据的反求建模技术研究

针对目前的反求技术研究都是对无分叉不带型腔的简单情况的零件,研究了复杂零件的工业CT(Industrial computed Tomography)切片数据建模技术,主要包括分割工业CT图像的方法、断层图像间的插值方法和反求重构等.采用基于边缘特征的二值化算法对图像进行分割,在此基础上提出了一种基于距离变换的目标图像插值方法,最后采用体绘制的方法对断层图像进行反求建模.对摩托车气缸头复杂零件工业CT断层数据进行了实验研究,实验结果表明,反求模型的合理性和平滑过渡都比较令人满意.     

无人车鱼眼双目深度提取研究

对无人车鱼眼双目环境感知系统模型进行了研究,分析了鱼眼双目模型与针孔双目模型的转化关系。针对鱼眼图像变形大的特点,提出了一种用于鱼眼相机图像矫正的余弦相似方法插值算法,算法采用余弦相似方法衡量待插值点与周围灰度已知点的相似性,对因重投影产生的像素缺失进行了有效插值。最后,通过场景深度提取试验对该模型和算法进行了试验验证。研究结果表明,与传统双目模型相比,鱼眼双目模型能够获得更大范围的深度信息;对于鱼眼双目模型中的插值,所提出算法能更好地处理插值细节,从而更加有效地提取场景的深度信息。