基于图像局部结构的扩散平滑

各向异性扩散平滑去噪的主要特点是扩散方向的选择性与定向扩散能力,有效表征信号或图像的局部结构特征是各向异性扩散的基础,传统的梯度表示方法极易受到噪声干扰。该文在分析图像局部结构表征方式的基础上,定义一个图像的局部各向异性强度参数M,提出一个新的扩散方程。试验测试显示,新扩散模型相对于ALM模型与CAZ模型具有更好的噪声压制能力和定向扩散能力,信噪比分别提高了0.1 dB~0.8 dB和0.3 dB~1.2 dB。     

结合局部熵的各向异性扩散模型

Perona-Malik (P-M)模型是一个经典的各向异性扩散模型,该模型不能保持图像的重要细节(如纹理)。针对此问题,文中提出一个结合局部熵的各向异性扩散模型,该模型的扩散系数不仅依赖于图像梯度,也依赖于局部熵描述的局部区域信息。实验表明该模型不仅能有效去除图像噪声,更好保持图像弱边缘,而且能较好地保持图像的重要细节。     

基于图像局部几何结构的SAR图像降噪与增强*

研究了基于图像局部几何结构对SAR图像进行各向异性扩散滤波降噪。首先,回顾各向异性扩散滤波的PM模型、Weickert模型和Tschumperle的迹模型,分析指出迹模型能够依据图像局部几何结构进行定向扩散滤波且扩散程度由扩散率函数决定,扩散过程可控,意义直观;继而,根据扩散系数的构建原则,构建了新的兼容图像增强、扩散幅度可调整的扩散率函数,并用于SAR图像降噪。实验结果表明,运用此函数不仅有效抑制了相干斑噪声,还保持并增强了边缘细节,取得了理想的效果。     

同向平均梯度的各向异性扩散模型

遥感图像成像过程中经常会产生包括高斯噪声和椒盐噪声的图像噪声,这些噪声在很大程度上降低了图像的清晰度,影响了图像的实际应用。如何在有效的去除图像噪声的同时又能够很好的保留图像的纹理信息,成为遥感图像去噪追求的目标。针对林石算子和基于非线性小波阈值的各向异性扩散方程存在的不足,提出一种基于同向平均梯度值的各向异性扩散去噪模型,该模型克服了林石算子和基于非线性小波阈值的各向异性扩散方程无法去除强高斯噪声和椒盐噪声的不足,在有效去除遥感图像噪声的同时,很好的保持了图像的边缘和纹理信息。实验结果表明,提出模型的稳定性和有效性,并且去噪后的图像信噪比较林石算子和基于非线性小波阈值的各向异性扩散方程分别提高了24 dB。     

基于局部方差改进的超声图像各向异性扩散去噪算法

针对各向异性扩散算法不能有效区分强噪声和弱边缘的缺点,提出了一种基于图像局部统计特征改进的算法。该算法在对图像进行各向异性扩散去噪的过程中,使用梯度阈值找到图像中灰度变化较大的点,再通过计算局部方差和局部去心方差的差值判断该点是否为噪声点,若是噪声点则使用均值滤波处理。对仿真图像和临床超声图像的实验结果表明:与传统的各向异性扩散算法相比,改进的算法在图像去噪和特征保留的能力上得到了良好的提升。     

基于对数函数的非局部总变分图像修复模型

针对基于总变分最小化的图像修复模型容易造成阶梯效应及假边缘的问题,提出了基于对数函数的非局部总变分图像修复模型。新的总变分能量泛函的被积函数为一个关于梯度幅度的对数函数。在总变分模型与各向异性扩散模型的偏微分方程框架下,首先,从理论上证明了对数总变分模型满足良好扩散所需的所有性质,并对其局部扩散行为进行了理论分析,证明了其在等照度方向及梯度方向扩散的良好特性。其次,为考虑图像块的相似性及避免局部模糊,采用非局部对数总变分进行数值实现。实验结果表明,与经典的总变分修复模型相比,基于对数函数的非局部总变分模型对图像修复的效果良好,避免了局部模糊,且在图像平滑区域能较好地抑制阶梯效应;与基于样例的修复模型相比,所提模型对纹理图像能获得更为自然的修复效果。实验结果表明,与三类总变分模型和基于样例的修复模型相比,所提模型的性能最优,且与各对比模型的平均结果（图2、图3、图4）相比,其结构相似性指数（SSIM）分别提高了0.065、0.022和0.051,峰值信噪比（PSNR）分别提高了5.94 dB、4.00 dB和6.22 dB。含噪图像的修复结果表明所提模型具有较好的鲁棒性,对含噪声的图像也能获得良好的修复效果。     

各向异性扩散平滑滤波的改进算法

图像的噪声过滤和增强是数字图像处理中非常重要的组成部分.在图像处理过程中,为了既有效地去除噪声,又能够较好地保持图像的边缘和重要的细节信息,在Perona-Malik各向异性扩散模型（PM模型）的基础上,通过对变分方法的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.该模型针对不同的梯度大小采用了不同的扩散系数.在实际处理过程中该模型不仅能够有效地保持图像的边缘,而且还能够克服PM模型对小尺度噪声敏感和部分边缘和细节失真的问题.实验结果表明,改进的扩散模型的性能优于PM模型,是一种较为理想的保边缘平滑模型.     

基于各向异性扩散活动轮廓模型的左心室MRI分割

结合各向异性扩散算法与梯度矢量流活动轮廓模型,提出了基于各向异性扩散活动轮廓模型并应用于心脏核磁共振图像分割;模型采用各向异性扩散方程构造活动轮廓模型的外部能量函数,得到边界更加清晰的分段平滑图像,运用梯度矢量流将边缘图梯度散射到平坦区域,可以有效抑制噪声,同时保持了目标边界;对左心室核磁共振图像的分割实验表明,该模型可以克服噪声和伪影的干扰,与原梯度矢量流模型相比具有更高的精确性和可靠性,有利于实现自动分割.     

基于异性扩散-中值滤波的超声医学图像去噪方法

针对超声图像存在一种特殊的斑点噪声,使图像边界与细节变得模糊而严重影响图像质量的问题,提出了一种新的去除医学图像斑点噪声的方法,它利用中值滤波和各向异性扩散相结合,不仅可以有效地去除噪声而且很好地保持了边缘、局部细节信息.此外,该方法在扩散过程中,梯度阈值选取的不同对图像结果影响很小,这极大地提高了该算法的健壮性.实验中,通过和各向异性扩散、中值滤波等方法的比较,表明该方法具有良好的去噪效果.     

基于最小描述长度原则的各向异性扩散模型

各向异性扩散的最大特点在于它是有选择性的平滑过程,这种平滑过程在均匀的区域不受限制,而在跨越边界部分被抑制,因此噪声和一些无关的细节被平滑掉了,从而能够有效地实现图像保边缘平滑。在现有各向异性扩散模型中,偏微分扩散方程解的适定性和扩散系数中的梯度阈值的合理估计是尚未很好解决的问题。为此利用最小描述长度(MDL)原则发展了一种各向异性扩散模型,并与Lyapunov函数的p-范数相结合,改善了各向异性扩散模型中梯度阈值的估计方法,形成了一种性能较好的各向异性扩散非线性滤波技术。实验结果表明,该方法不仅能够更有效地识别噪声图像中的细节边缘,而且还保证了各向异性扩散模型的稳定性;改进的扩散模型,滤波效果优于传统的各向异性扩散模型,是一种较为理想的保边缘滤波方法。