基于图像块分类稀疏表示的超分辨率重构算法

 目前基于图像块稀疏表示的超分辨率重构算法对所有图像块都用同一字典表示,不能反映不同类型图像块间的差别.针对这一缺点,本文提出基于图像块分类稀疏表示的方法.该方法先利用图像局部特征将图像块分为平滑、边缘和不规则结构三种类型,其中边缘块细分为多个方向.然后利用稀疏表示方法对边缘和不规则结构块分别训练各自对应的低分辨率和高分辨率字典.重构时对平滑块利用简单双三次插值方法,边缘和不规则结构块由其对应的高、低分辨率字典通过正交匹配追踪算法重构.实验结果表明,与单字典稀疏表示算法相比,本文算法对图像边缘部分重构质量明显改善,同时重构速度显著提高.     

基于块方向性小波变换的图像融合算法

针对传统小波变换存在的缺陷,提出了一种基于块方向性小波变换的图像融合算法.将输入的图像均匀划分成多个子块,并通过训练确定每块图像的方向性小波;利用块方向性小波对图像进行稀疏变换得到稀疏系数,对融合系数进行逆变换得到融合图像,并采用仿真实验对算法性能进行测试.实验结果表明,相对于其它图像融合算法,如DTC、FFT和DWT等,本算法无论是在近物图像、遥感图像还是红外线图像上,其信息熵和平均梯度等图像融合质量评价指标都更优,使图像融合过渡效果更加自然.同时其图像融合速度更快,可以满足图像处理系统实时性的需求.     

改进的基于稀疏表示的多聚焦图像融合

针对基于稀疏表示(Sparse Representation,SR)的融合算法存在冗余性和残余量丢失,提出一种改进的基于稀疏表示(Improved Sparse Representation,ISR)的多聚焦图像融合算法。该算法通过对源图像块去平均后再进行稀疏分解,解决了信息冗余问题;对稀疏表示中的残余量进一步采用小波变换进行融合,保证了信息的完整性;采用加权平均的融合规则,从而获得更多的信息量。实验结果表明,与其他的方法相比,本文提出的算法能实现更好的性能。     

基于块结构稀疏度的自适应图像修复算法

现有基于稀疏性的图像修复算法采用固定大小的待填充块和邻域一致性约束,且在全局搜索待填充块的最优匹配块,既降低了待修复区域的结构连贯性和纹理清晰性,又增加了算法的时间复杂度.针对上述问题,根据破损区域特性和块结构稀疏度间的关系,提出基于块结构稀疏度的自适应图像修复算法.根据最大优先权值点的块结构稀疏度值,设定不同参数以自适应选取待填充块大小、邻域一致性约束权重系数和局部搜索区域大小,并通过仿真实验分析讨论了各参数选取.实验结果表明本文算法较文献算法在峰值信噪比上提高0.3dB ～ 1.2dB,并且提高算法速度3～7倍.     

基于稀疏表示的红外空中目标分类算法

针对红外空中目标,提出了一种基于稀疏表示的快速分类算法.该工作的技术难点表现在训练样本较少,算法需要具有旋转不变性、较高的抗噪性和实时性.针对这些难点,首先根据红外空中面目标的梯度信息和统计特性,计算出图像主方向,然后将主方向旋转至同一参考方向.接着基于稀疏表示原理,把分类问题转化为1范数最小化问题,最后用快速收敛方法得到分类结果.实验结果表明该方法能够达到98.3%的正确率,给测试图像50%的像素叠加噪声后,分类正确率仍大于80%.     

多稀疏表示分类器决策融合修正距离的图像检索

针对当前许多图 像检索方法的检索精度不理想的问题,本文为增强图像特征的表达能力,通过统计图像的颜 色矩、多尺度分块 局部二值模式、灰度共生矩阵、尺度不变特征变换以及空间位置信息,提取5类能从不同角 度表征图像本 质特性的特征,并根据图像库中各训练图像的类别信息,以此5类特征构造5个稀疏表示分类 器,同时引 入决策融合思想,根据每个子分类器的分类性能,通过一个自适应迭代运算过程确定各子分 类器的融合权 值,以刻画不同类别特征的图像表达能力,并据此构造距离修正因子对不同特征所描述的图 像间距离进行 修正,从而得到综合各类特征表达能力的图像间的修正距离,实现图像的相似性评价,获得 检索结果。实 验结果表明,基于Corel-1000图像库,本文提出的方法平均查准率 为82.1%,比现有的方法平均提升10个百分点 ,而且鲁棒性更强。     

基于空间相关性约束稀疏表示的高光谱图像分类

该文提出一种新的基于稀疏表示的高光谱图像分类方法。首先利用训练数据构造结构化字典,建立基于稀疏表示的高光谱图像分类模型;然后添加空间相关性约束项和训练数据的空间信息,提高稀疏表示模型分类的准确性;最后采用快速的交替方向乘子法求解模型。实验结果表明：该文方法能够有效提高分类精度,且分类结果稳定。     

基于卷积稀疏表示的红外与可见光图像融合

稀疏表示是以块为单位进行编码的,因此破坏了图像块间的相关性。针对上述问题,提出了基于卷积稀疏表示的红外与可见光图像融合算法。该算法采用交替方向乘子算法(ADMM)求解非下采样轮廓波变换(NSCT)域强边缘子带的卷积稀疏系数,完成特征响应系数的融合。同时,采用脉冲耦合神经网络(PCNN)模型的点火图完成NSCT域高频子带的融合。实验结果表明:该算法解决了稀疏表示的“块效应”问题,同时又兼具PCNN模型的视觉特性,可以有效地捕捉源图像的特征信息。另外,在主观视觉评价和客观质量评价方面均优于现有算法。     

原子稀疏结合块结构稀疏的联合表示图像识别算法

针对结构稀疏表示识别算法中稀疏准则的选择以及字典内块的划分两个重要问题,提出两种改进的结构稀疏表示识别算法。首先,针对结构稀疏准则会出现较多系数不为零的情况,提出将结构稀疏准则与原子稀疏准则相结合的思路,包括并行和串行两种结合方式。并行结合是将两者以加权求和的方式同时作为稀疏表示的判别准则进行分类,串行结合则是在结构稀疏表示后,通过重组字典,再对测试样本进行原子稀疏表示实现分类。然后,针对字典中类内样本的块划分问题,提出基于MLP的结构稀疏表示识别算法,先将类内样本经过MLP的划分,保证各个分块分别位于低维的线性子空间中,再进行结构稀疏表示的分类。实验结果证明两种改进的结构稀疏表示识别算法的有效性。      

基于稀疏表示的超分辨率图像重建

针对单幅低分辨率图像的超分辨率重建,提出一种基于稀疏表示的改进算法。通过联合输入低分辨率图像块和对应生成的高分辨率图像块,求解其在高低分辨率字典对上的稀疏表示系数,再将系数与高分辨率字典结合,修正输出的高分辨率图像块。仿真实验表明,文中提出的算法有效提升了重建图像的质量。     

一种基于稀疏表示的红外与微光图像的融合方法

根据人类视觉系统及信号的过完备稀疏表示理论,提出了一种基于稀疏表示的红外与微光图像融合算法。该方法首先把图像分割成部分重叠的图像块,由正交匹配追踪算法完成图像块的稀疏分解;然后采用最大值融合准则选择融合系数并完成图像块的重构,得到融合结果图像。实验结果表明,本文算法的融合效果优于小波变换法、Laplacian塔型方法以及PCA方法等传统融合方法。     

基于分块过完备稀疏表示的多聚焦图像融合

提出一种基于分块过完备稀疏表示的多聚焦图像融合算法。该方法将多聚焦源图像对应分块,采用稀疏模型进行分解,得到每个块的稀疏表示系数。考虑到稀疏系数向量的l1范数越大,带的信息量就越多,采用此因子对稀疏系数加权,求得融合系数,结合过完备字典重构融合图像。实验结果表明该图像融合方法取得较好的融合效果且优于传统小波分解融合方法。同时探讨了字典维数对所提出方法的影响。     

基于NSST和自适应稀疏表示的紫外光与可见光图像融合

针对紫外成像仪中紫外光图像与可见光图像的灰度值特点及传统的图像融合方法在图像融合时存在紫外光斑信息丢失的问题,提出一种基于非下采样剪切波变换(NSST)和自适应稀疏表示的紫外光与可见光图像融合方法。首先用NSST变换分解源图像,得到低频子带系数和高频子带系数;然后采用邻域标准偏差取大的融合规则融合低频子带系数,生成近似融合图像;根据自适应稀疏思想指导高频子带系数的融合;最后通过逆NSST变换重构得到融合图像。实验结果表明,该方法在保留可见光背景信息的基础上,很好地融合了紫外光斑信息,改善了图像的主观视觉质量,在客观评价指标上也有所提高。     

图像的超小波稀疏表示

图像表示是图像处理领域研究的基础,对后继各种处理具有重要影响。寻找简洁有效的图像表示方法,对于推动图像处理领域的研究发展意义重大。针对二维可分离小波变换在稀疏表达图像中存在的问题,研究了各种超小波稀疏表示方法,并对未来发展进行预见性研究。     

稀疏表达的自适应遥感图像融合算法

本文提出一种基于稀疏表达的图像融合算法。该算法利用稀疏系数中的非零元素所对应的基向量作为图像特征,首先分离相同基向量和相异基向量,然后采用加权求和算法合并相对应的稀疏系数,并重构得到融合图像。该算法对相同特征和相异特征分别进行融合,克服了融合图像中相异特征清晰度下降的问题。并且由于稀疏表达具有很好的去噪功能,本文算法也可以同时进行图像融合和去噪。通过与4种流行的融合算法比较,本文算法得到较好的视觉效果。      

基于稀疏表示的红外图像去噪算法研究

红外图像具有动态范围窄、对比度低、易受噪声污染等缺点,传统红外图像去噪算法在去除噪声的同时也滤掉了图像细节。提出了一种基于稀疏表示的红外图像去噪新方法。该方法首先将原始红外图像进行聚类分析,再将每一聚类子图像分解成字典,由稀疏系数矩阵重构去噪后的红外图像。实验结果表明,该方法相比于传统红外图像去噪算法,能更好地保留图像的细节信息,视觉效果比较理想。     

基于自适应过完备稀疏表示的红外图像滤波方法

针对传统滤波算法在滤除红外图像噪声时会损失部分有用信息的问题,提出一种基于自适应过完备稀疏表示的红外图像滤波方法。该方法采用K-SVD算法以待滤波的红外图像为样本训练出自适应过完备原子库;采用正交匹配跟踪算法将红外图像信号在该过完备原子库上稀疏分解为稀疏成分和其他成分,稀疏成分对应红外图像中的有用信息,其他成分对应红外图像中的噪声,由稀疏成分重建图像,从而达到消除噪声的目的。实验结果表明:该方法相比传统方法具有更好的滤波效果,重建图像质量较高。     

多极化SAR图像联合稀疏去噪

给出了一种基于联合稀疏表示的多极化合成孔径雷达(SAR)图像滤波算法。首先,利用三个极化通道(HH、HV、VV)的部分SAR图像数据进行字典联合训练;然后,对极化SAR的三个通道图像构建联合稀疏描述模型;最后,采用正交匹配追踪算法求解联合稀疏系数,重构每个通道的图像。文中采用美国AIRSAR实测半月湾数据进行实验,并与每个通道图像单独稀疏去噪再合成的功率图像结果进行比较,结果表明:该算法不仅对图像的斑点噪声抑制效果明显,而且边缘特性和强散射点目标幅值特征保持效果良好。