紧密系数耦合非线性结构张量的图像修复算法

为了解决当前基于PDE技术的图像修复算法采取了各向同性扩散,且没有考虑到损坏区域周边参考点的影响,使其修复图像存在不连续边缘与纹理模糊,降低了其视觉质量等不足,本文设计了紧密度系数耦合非线性各向异性扩散结构张量的图像修复算法。基于完好像素点与受损点之间的距离,构造紧密度系数计算模型;基于 技术,将结构张量嵌入其中,构造新的扩散速度模型,使其只沿着等照度曲线方向扩散,将从损坏图像中提取的掩码信息传播至受损区域,完成图像修复。仿真结果显示：与基于PDE技术的图像修复机制相比,本文算法具有更佳的修复质量,较好地保持了图像细节信息,无模糊效应;且修复图像的PSNR值最高。     

改进非线性结构张量的含噪图像边缘检测

现有的边缘检测方法在含噪图像中的检测性能不佳.针对含噪图像的边缘检测问题,提出了利用引导核改进基于非线性结构张量的含噪图像边缘检测方法.首先,计算含噪图像的张量积.然后,根据图像梯度对张量积进行扩散,图像梯度依赖张量积本身.扩散方程中的扩散矩阵包含张量积,该张量积是通过各向异性的引导核进行空间自适应平均,而不是通过各向...     

一种基于各向异性扩散方程的自适应去噪方法

提出了一种基于各向异性扩散方程的图像自适应去噪方法。分析了各向异性扩散方程在图像除噪中的实现原理,将一种改进的图像结构相似度算法与各向异性扩散方程相结合,实现了对图像的自适应滤波。实验结果表明,改进的结构相似度算法在自适应滤波的应用中有一定的优越性和较好的鲁棒性。     

基于破损区域分类的自适应扩散模型

为了提高数字图像的修复精度,加快修复速度,文章提出了一种自适应扩散模型。该模型利用结构张量的最大特征值将破损图像区分为平坦区域、结构信息不明显的区域以及结构信息明显的区域,使模型在不同的区域进行相应的扩散;此外,文章利用结构张量的两个特征值构造了速度函数,使模型在不同的区域的扩散速度也不同,从而加快扩散速度并保持图像的结构信息。实验结果表明,该模型不仅可以加快修复速度,也可以很好地抑制噪声,并且保持图像的结构特征。     

曲率驱动的基于亥姆霍兹涡量方程的图像修复模型

图像修复模型根据已知区域信息自动修复目标区域,且保证修复后的图像满足人眼视觉系统的要求,目标区域轮廓自然.理论分析证明,流体力学中无粘亥姆霍兹涡量方程可以实现图像修复.根据曲线和曲面运动方程,使用曲率驱动亥姆霍兹修复模型中的等照度线传输方向.曲率是图像几何特征作用的结果,所以新模型可以很好地保持图像中的线性特征.图像中涡量为平滑程度的度量,二维图像域中涡量具有扩散性,对涡量方程的结果做各向异性扩散,使等照度线间的图像信息交互.亥姆霍兹涡量方程修复模型中的各个参数及扩散过程是涡量扩散性和耗散性以及图像几何特征作用的结果,扩散后的修复模型稳定且不存在错误的传输方向.理论和实验证明了曲率驱动的亥姆霍兹涡量方程模型在图像修复中的有效性.     

基于抽象匹配流的彩色图像配准模型

在抽象匹配流框架下,构造能够克服大色差问题的彩色图像配准模型.该模型中,数据项采用互相关函数作为2幅图像间的相似性度量,以解决大色差问题;正则项采用各向异性扩散滤波器约束图像演化,从而实现在演化过程中对图像特征的有效保持.扩散滤波器中的扩散系数定义为关于彩色结构张量的函数,以使图像演化能够综合各通道信息,解决了各通道所得位移场不一致而引起的色彩混迭问题.实验结果表明,文中模型对具有大色差的彩色图像能够实现有效配准.     

改进的TV模型图像修复算法

分析了基于整体变分(total variation,TV)模型的图像修复算法,TV模型修复算法只使用各向异性扩散,TV模型各向异性扩散仅向图像边缘方向扩散,容易在平滑区域引入阶梯效应.提出了一种改进的图像修复算法,该算法同时结合了各向同性和各向异性扩散,利用区域频率差异实现了在不同的区域使用不同的迭代方程,有效避免了原始算法引入的阶梯效应,同时在平滑区域提高了迭代效率.Matlab环境下的仿真结果表明,改进算法的修复效果和峰值信噪比的计算结果均明显优于原始算法.     

一种改进的各向异性扩散深度图像增强算法

深度图像受其测距原理所限,存在边缘不匹配、无效像素、噪声等问题,提出一种基于改进的各向异性扩散算法的深度图像增强方法。首先,校正深度图像和彩色图像的位置关系,并根据时间连续性选择多帧图像,进行多帧均值滤波预处理;其次,通过在彩色图像中引入权重的思想,构建具有4-邻域形式的深度图像模型,利用彩色图像引导的深度图像进行各向异性扩散,填补孔洞;最后,使用改进的自适应中值滤波平滑图像噪声。实验结果表明,该方法能够有效修复原始深度图像中存在的由无效像素组成的黑色孔洞,在抑制噪声的同时,仍能保持深度图像中物体边缘的细节信息。     

基于样例的图像修复改进算法

基于样例的图像修复算法在修复强结构纹理图像时存在结构不连续现象。针对该问题,提出一种基于样例的图像修复改进算法。在计算数据项时引入结构张量,实现各向异性线性结构的优先级,以决定目标区域修复的先后顺序,使用置信度项和数据项加权和的方式计算优先级。实验结果证明,改进算法对强结构纹理图像的修复效果较优。     

加权多尺度基本形式及应用

为了使多值图像的局部变化信息适合单值图像的处理,提出了加权多尺度基本形式,其中单值图像被赋予不同的白适应权重,单值图像的变化量越大,对应的权重也就越高．将该方法分别应用于图像融合、彩色图像增强、各向异性扩散和彩色图像复原4个方面．与基于多尺度基本形式的方法及其他方法相比较,文中方法取得了更好的应用效果．     

变分模型在矢量图像修复中的应用

图像修复是指恢复图像中破损区域的颜色信息或者去除图像中的多余物体。分析了基于整体变分法TV模型以及矢量图像耦合技术的原理,根据矢量图像耦合思想将整体变分法运用到矢量图像中并对矢量图像进行试验。实验结果表明：改进的矢量图像耦合修复模型能较好地修复大块彩色图像的缺失信息和移除多余物体,能保持彩色图像的边缘,且有较好的去噪功能。     

相关扩散方程在图像修补中的应用

图像修复是图像复原研究中的一个重要内容,可以用于旧照片中丢失信息的恢复、视频文字去除以及视频错误隐藏等。目前有很多图像修补算法对于灰度图像的修补已经取得了很好的修补效果,但存在着时间消耗大和应用到彩色图像修补中时修补效果不理想的缺点。将相关扩散方程引入到图像修补中,并进行改进,使得图像的修补效率和修补效果都得到了有效提高,而且可以很自然地应用到彩色图像修补中。大量的实验证明了该方法的有效性。     

改进的基于样例修补的目标移除方法

借助结构张量具有表达图像局部结构的性质,提出一种改进的区域填充图像修补方法．通过结构张量可以使图像的任意像素点的各个色彩分量获得一致的进化方向,其特征向量主导的目标块填充次序使得信息传播方式具有各向异性的特点．在真实自然图像上移除巨大目标物的比较实验表明：文中方法比Criminisi的基于样例修补目标移除方法具有更合理的、视觉上更真实的修补效果．     

结构张量的改进Criminisi修复

目的 针对传统基于样本块的图像修复算法中仅利用图像的梯度信息和颜色信息来修复破损区域时,容易产生错误填充块的问题,本文在Criminisi算法的基础上,利用结构张量特性,提出了一种改进的基于结构张量的彩色图像修复算法。方法 首先利用结构张量的特征值定义新的数据项,以确保图像的结构信息能够更加准确地传播;然后利用该数据项构成新的优先权函数,使得图像的填充顺序更加精准;最后利用结构张量的平均相干性来自适应选择样本块大小,以克服结构不连续和错误延伸的缺点;同时在匹配准则中,利用结构张量特征值来增加约束条件,以减少错误匹配率。结果 实验结果表明,改进算法的修复效果较理想,在主观视觉上有明显的提升,其修复结果的峰值信噪比（PSNR）和结构相似度（SSIM）都有所提高;与传统Criminisi算法相比,其峰值信噪比提高了1~3 dB。结论 本文算法利用结构张量的特性实现了对不同结构特征的彩色破损图像的修复,对复杂的线性结构和纹理区域都有较理想的修复,有效地保持了图像边缘结构的平滑性,而且对大物体的移除和文字去除也有较好的修复效果。     

流状线型结构图像修复算法的研究

针对流状线型结构图像修复问题,提出了一种基于张量扩散的流状结构图像修复算法,模型根据图像局部结构（局部图像结构由结构张量来度量）的纹理走向确定沿纹理方向和垂直纹理方向的扩散来修复断裂特征,并且控制沿纹理方向的扩散强度要大于沿垂直纹理方向的扩散强度,由此才能保证较好的纹理修复。为使计算结果更加准确,采用了非负性离散化和最优化旋转不变性两种数值计算方案。实验结果表明,对于有划痕或较小损坏区域的流状线型结构的纹理图像,该算法都能取得较好的修复结果。     

基于张量扩散的小波域修复模型

在JPEG2000图像压缩标准中,有损传输过程中的小波系数的丢失将严重影响接收端图像的质量.为了修复丢失的或被损坏的小波系数,本文提出了一种基于张量扩散的小波域修复模型(TDWI),该混合模型将结构自适应各向异性正则与小波表示结合起来.同时推导该模型对应的Euler-Lagrange方程,并据此来分析它在像素域的几何正则性能.由于在正则项中采用了矩阵值的结构张量,该模型的扩散核的形状随着图像的局部结构特征(包括尖锐边缘、角点和各向同性区域)自适应地变化.与已有的小波域修复模型相比,本文所提模型能更自适应地、更准确地控制像素域的几何正则性,并对噪声有更强的鲁棒性.另外,本文采用了一个更加有效且适合的数值实现方法来进一步改善所提模型的修复性能.最后,给出了各种丢失情形下的实验结果来表明该模型在小波域修复性能和抗噪性能等方面的优越性.     

新的彩色图像分层修复方法

基于全变分的彩色图像修复(CTV)模型,可以在保持边缘的同时达到去噪目的,但对纹理较复杂的区域修复效果不理想。利用分层修复的思想在对整幅彩色图像进行CTV修复后,再对有明显修复痕迹的局部待修复区域使用基于块的纹理合成算法。实验结果表明,这种分层修复的方法在彩色图像的结构修复和纹理修复两方面实现较好的统一,既能很好地降噪,又能保持彩色图像的清晰边界,而且在较大区域图像修复上表现出良好的效果。     

基于方向场的指纹图像偏微分方程修补模型

提出一个用于指纹图像修复的新的偏微分方程(PDE)模型,该模型对指纹图像的缺损区域能进行有效的修补。通过分析比较现有的技术方案对指纹图像修补的不足:一般常见的图像修复模型由于缺乏方向场的几何信息,对于指纹图像,这些模型不能给出满意的修补结果;或者虽然引入了方向场的几何信息,但在具体修补时会出现将不同的脊线连到一起不同的错误结果。该模型采用方向场作为扩散方向,在扩散过程中灰度信息沿着表征脊线方向的局部固定方向传播到待修复区域中, 改进了一般PDE模型不能用于修复指纹图像的不足。数值实验结果表明在修复指纹图像时提出的模型优于一般的模型