一种基于图像边缘检测的全变分的去噪方法

提出了一种基于边缘检测的全变分图像去噪方法.在利用全变分去噪之前,先用Canny算子检测图像的边缘,对检测出的边缘区域和非边缘区域做标记;然后在边缘和非边缘区域设置不同的均衡系数,利用全变分模型对图像进行去噪.实验结果表明该算法能抑制以往全变分模型方法产生的阶梯效应,具有较好的图像恢复效果.     

全变分引导图像去噪

引导滤波要求具有良好结构的引导图像进行辅助滤波。当噪声较多时,引导图像中的结构、边缘等遭到破坏,无法提供有效的引导信息,严重影响去噪效果。经典的全变分模型可以得到分片常数图像,具有良好的保持边界和结构的性能,可为引导滤波提供鲁棒的引导信息。为此,结合全变分模型和引导滤波,以噪声图像作为输入,利用全变分模型处理后的图像作为引导图像,而后进行引导滤波,并对上述过程进行迭代处理,以消除全变分模型带来的阶梯效应。实验结果表明,该算法在去除噪声的同时保持更多的细节,同时减轻全变分模型的阶梯效应。     

一种自适应全变分图像去噪算法

针对传统全变分去噪算法存在需要已知噪声方差和阶梯效应的问题,提出一种自适应全变分图像去噪算法。该算法通过修改传统算法中的逼近项,将经模糊处理后的图像代替原含噪声图像,使得在算法的计算过程中不需要已知图像的噪声方差,也减少逼近项因图像噪声所产生的误差影响。并且拉格朗日因子不再是一个全局变量,而是由图像局部信息决定其数值大小,同时用近似的边缘信息对拉格朗日因子进行加权,从而使图像的演化过程可以由统一的演化公式来表示。最后从实验和数据分析的结果可以看出,该算法要明显优于传统的全变分图像去噪算法。     

基于小波阈值和全变分模型的图像去噪

针对小波阈值函数去噪不彻底并且造成图像边缘模糊的问题,提出一种自适应小波阈值和全变分模型相结合的去噪方法。利用小波变换的时频域特性将含噪图像分解得到各维度小波系数,对低频小波系数利用全变分模型去噪,对于高频系数根据不同分解尺度选择不同的最佳阈值去噪,克服了统一阈值的不足,增强了算法的自适应性。理论分析和仿真实验结果表明,所提方法兼顾了小波变换和全变分模型的去噪优点,在有效去除噪声的同时更完整地保留了图像的边缘和细节信息,有较高的结构相似度和峰值信噪比。     

基于滤波器的局部自适应全变分图像去噪模型

综合利用冲击滤波器和非线性各向异性扩散滤波器对含噪图像做预处理,然后基于边缘检测函数建立反映图像局部特征的自适应权函数,构建能同时兼顾图像平滑去噪与边缘保留的局部自适应性的全变分模型,并建议用本原对偶算法快速求解。实验结果表明,同传统的全变分图像去噪模型相比,该局部自适应全变分模型在消除噪声的同时能很好地保持图像的边缘轮廓和纹理等细节特征,得到的复原图像在客观评价标准和主观视觉效果方面均有所提高。     

全变分的分块小波阈值图像去噪

针对全变分算法对平滑区域抑噪不充分及小波阈值算法易造成边缘模糊的缺陷,提出了全变分的分块小波阈值算法。首先利用全变分粗去噪算法对含噪图像去除幅度较大的噪声,再利用分块小波阈值算法抑制残余噪声。实验结果表明,在图像边缘得到保护的同时较好地抑制了平坦区域的残余噪声,与传统算法相比,峰值信噪比和视觉效果都得到明显提高。     

自适应全变分图像去噪模型及其快速求解*

在联合冲击滤波器和非线性各向异性扩散滤波器对含噪图像做预处理的基础上,利用边缘检测算子选取自适应参数,构建能同时兼顾图像平滑去噪与边缘保留的自适应全变分模型,并基于Bregman迭代正则化方法设计了其快速迭代求解算法.实验结果表明,自适应去噪模型及其求解算法在快速去除噪声的同时保留了图像的边缘轮廓和纹理等细节信息,得到的复原图像在客观评价标准和主观视觉效果方面均有所提高.     

加权核范数的边缘检测在最小化图像去噪中的应用

Sobel算子作为一种经典有效的边缘检测算子,在图像分割等图像处理技术中得到了广泛的应用。该算子在提取图像边缘的速度上具有明显的优势,但也存在对噪声敏感、出现伪边缘或者过度平滑图像等缺点。为了解决这些问题,提出了一种优化的边缘检测方案。该方案将加权核范数最小化(WNNM)图像去噪算法与Sobel边缘检测算法相结合,首先采用加权核范数最小化图像去噪算法的优良去噪性能,去除图像中一些敏感的噪声。经过该方法滤波后的图像,大大提高Sobel算子检测的准确度。该算法采用低秩图像去噪算法对传统的边缘检测算法进行改进。实验结果表明,该优化算法在处理含噪图像时能获得较好的检测效果,并且随着噪声强度的增加,该算法的优势更加明显;在高噪声水平下能够获得清晰连续的边缘信息,从而验证了算法的有效性。     

一种融合结构张量与非局域全变分的图像去噪方法

针对图像去噪中纹理与结构保持,提出了一种融合结构张量与非局域全变分的图像去噪模型。该模型利用非局域思想对图像中的各个像素点进行建模,定义了融合图像非局域信息与结构张量的相似性权重,一方面度量patch间的灰度相似性,能够较好的保持图像的纹理特性;另一方面兼顾图像的几何结构特性,能够调节不同对比度patch之间权重,尤其是提高了低对比度区域的权重值,同时较少阶梯效应的产生。数值实验表明本文方法在去噪的同时很好的保留了图像纹理细节与几何结构信息。     

全变分原理在地震数据去噪中的应用

地震图像资料的解释和后续处理中的重点环节是如何有效地降除地震资料记录中的噪声。高效的地震资料降噪算法在较好降除噪声的同时可以将图像的边缘信息予以较好的保留。论文首先全面地介绍了全变分去噪模型,同时详细介绍了参数的选取方法,最后进行实验和模型验证。结合小波阈值降噪方法进行比较,实验结果表明全变分降噪方法在很好地消除地震信号图像中的噪声,大面积提高信号剖面质量的同时,可以有效提高地震资料的信噪比。     

一种基于Contourlets变换和全变差的图像去噪方法

为了在克服振荡现象的同时更多地保留图像细节部分,利用一种新的图像细节表征方法Contourlet变换,在Contourlet框架下嵌入全变差,提出了一种新的非线性无约束最优化图像去噪方法。由于Contourlet变换具有多分辨率分析和多方向的特性,使得在Contourlets域中建立模型比在小波域中建立模型更有优势。实验证明该方法在抑制噪声的同时不仅能够很好地减少阈值产生的振荡现象,同时也能很好地保持图像的边缘,是一种有效的去噪方法。     

结合波原子和全变差方法的图像去噪*

传统的硬阈值去噪会产生伪吉普斯现象,而波原子本身的周期化过程也会出现新的方向性纹理失真。采用全变差最小化方法来抑制这些失真,提出一种改进的波原子去噪算法。该算法不是直接将低于阈值的小系数置为零,而是对这些系数在全变差最小的意义上作修正迭代,得到最终的去噪图像。数值实验结果表明,波原子去噪保留边缘和纹理的效果优于小波和曲线波,改进算法去噪的视觉质量明显好于传统波原子去噪。最后还指出了进一步的研究方向。     

Contourlet收缩和全变差相结合的图像去噪

充分保持细节的图像去噪在图像处理领域具有重要的意义。一种新的将Contourlet收缩和全变差相结合的混合去噪算法被提出。利用空域自适应的全变差,对含噪图像与Contourlet硬阈值收缩图像的差值图像进行滤波。再和收缩图像相叠加,从而得到最终的去噪图像。实验结果表明,和现有的典型去噪方法相比较,所提出的算法在有效去除噪声和Gibbs伪影的同时,更好地保持了边缘和纹理等重要的细节信息。     

改进的二阶总广义变分图像去噪算法

为了有效地去除含噪图像中的噪声,克服总变分（TV）去噪易于导致阶梯效应的缺陷,提出了一种改进的二阶总广义变分（TGV）的图像去噪方法。介绍了二阶TGV的理论基础,在二阶TGV中引入了各向异性扩散张量,利用张量函数引导扩散,获得了新的去噪模型,最后提出了一种扩展了的原始-对偶算法对新模型进行数值求解。新模型充分结合了二阶TGV作为正则项自动平衡了一阶和二阶导数项,以及张量函数的各向异性扩散,有效突出边缘结构的特性。实验结果表明,该方法在有效地去除含噪图像中噪声的同时,避免了阶梯效应,增强了对原始图像中边缘结构的保持。     

自适应非局部数据保真项和双边总变分的图像去噪模型

针对常见去噪方法容易造成特定区域过度平滑、奇异结构残余噪声以及产生阶梯效应和对比度损失等问题,提出一种自适应非局部数据保真项和双边总变分的图像去噪模型,建立了自适应非局部正则化能量泛函和相应的变分框架。首先,对噪声图像利用自适应权值的非局部均值求得数据拟合项;其次,引入双边总变分正则化项,利用正则化系数来适度平衡数据拟合项和正则化项的影响;最后,通过能量函数最小化对不同的噪声统计快速求得最优解,从而达到降低残余噪声并纠正过度平滑的目的。通过理论分析和针对模拟噪声图像与真实噪声图像的实验结果表明,所提出的图像去噪模型能够较好地处理具有不同统计特性的图像噪声,与自适应非局部均值滤波去噪相比,所提算法的峰值信噪比（PSNR）值最多可以得到0.6 dB的改善;与全变分正则化图像去噪算法比较,所提算法的主观视觉效果明显更好,在去噪的同时图像纹理和边缘等细节信息保护得更好,PSNR值最多可以提高10 dB,而多尺度结构相似性度（MS-SSIM）指标可以提升0.3。因此,所提出的图像去噪模型可以在理论上更好地探讨如何合理处理噪声和图像内容本身的高频细节信息,在视频和图像分辨率提升等领域也具有良好的实际应用价值。     

一种改进的各向异性全变差去噪模型

全变差（TV）正则化模型是最经典的去噪模型,利用分裂的Bregman迭代算法可以简单有效地求解该模型。结合TV-L1模型和OSV模型,提出了一种改进的各向异性全变差去噪模型,并且利用分裂的Bregman迭代算法进行求解。通过数值实验可以看出改进的模型保护了恢复图像的边缘,突出了几何特征和纹理,使其更加清晰,去噪效果比原模型有所提高。     

Adaptive total variation denoising based on difference curvature

Image denoising methods based on gradient dependent regularizers such as Rudin et al.’s total variation (TV) model often suffer the staircase effect and the loss of fine details. In order to overcome such drawbacks, this paper presents an adaptive total variation method based on a new edge indicator, named difference curvature, which can effectively distinguish between edges and ramps. With adaptive regularization and fidelity terms, the new model has the following properties: at object edges, the regularization term is approximate to the TV norm in order to preserve the edges, and the weight of the fidelity term is large in order to preserve details; in flat and ramp regions, the regularization term is approximate to the L2 norm in order to avoid the staircase effect, and the weight of the fidelity term is small in order to strongly remove the noise. Comparative results on both synthetic and natural images demonstrate that the new method can avoid the staircase effect and better preserve fine details.     

广义全变分与巴特沃斯高通滤波融合图像去噪

为了得到既可保留图像低频信息又可增强图像高频信息的去噪后的图像,提出了一种广义全变分范数与巴特沃斯高通滤波器融合的图像去噪方法。分析了广义全变分范数的图像去噪模型基本原理,给出了其优点与缺点;讨论了改进的巴特沃斯高通滤波器图像去噪方法,指出了其优点及不足之处;结合两者的优点,将两种去噪方法进行融合而得到了一种可增强对比度和保留边缘细节的图像去噪方法。计算机仿真的主观与客观实验结果证明了基本原理分析的正确性。     

基于曲率差分的自适应全变分去噪算法

针对整体变分（TV）修复模型易受到梯度的影响而且常常会丢失图像细节信息的缺点,提出了一种基于曲率差分的自适应全变分去噪算法。在联合非线性各向异性扩散滤波器和冲击滤波器对含噪图像做预处理的基础上,通过自适应方式调节正则项和保真项的权重系数,该算法能同时兼顾边缘保留和图像平滑去噪。仿真实验结果表明：与现有的去噪算法相比,该算法在不同强度的脉冲噪声下可以将峰值信噪比提升14%以上,同时将归一均方误差降低43%以上。