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.     

四阶各向异性扩散方程在图像放大中的应用

分析了进行图像放大时各向异性偏微分方程优于各向同性偏微分方程,分析了不同四阶模型的扩散方向。为了消除低阶偏微分方程在处理图像中出现的块状效应的影响,同时保证方程为各向异性扩散,构造了两个各向异性的四阶偏微分方程,并且分别从数据和放大图像效果两方面来说明本文模型优于其他4个模型。     

各向异性扩散与高斯差分模型的多聚焦图像融合方法

利用各向异性扩散模型具有良好的边缘保持特性,提出一种基于各向异性扩散滤波与高斯滤波差分规则的图像融合算法。各向异性扩散方程对图像进行滤波操作,在图像的同质区域实施正向扩散以平滑图像,而在图像边缘实行较弱平滑以保护边缘细节信息。将通过各向异性扩散模型处理的图像与经过高斯函数滤波的结果图像进行差分操作,可以得到图像的高频系数信息。为提高健壮性,对高频系数进行小窗口累加,其作为像素选择准则,再分别从原始图像中直接获取对应的像素值组成融合结果图像。实验结果表明,所提出的方法可以有效地融合源图像信息,非常适合多聚焦     

一类四阶各向异性扩散方程在图像放大中的应用

在文中我们首先分析了进行图像放大时各向异性偏微分方程优于各向同性偏微分方程,随后我们分析了在本文中不同四阶模型的扩散方向.为了消除低阶偏微分方程在处理图像中出现的块状效应的影响,同时保证方程为各向异性扩散,我们构造了两个各向异性的四阶偏微分方程,并且分别从数据和放大图像效果两方面来说明我们给出的模型优于文中提到的其它四个模型.     

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。     

一种改进的各向异性扩散去噪模型

为了既能有效地去除噪声,又能够较好地保持图像的边缘以及重要的细节信息,在Perona和Malik提出的各向异性扩散模型(P-M模型)的基础上,通过对扩散方程中扩散函数的改进,提出了一种具备自适应性的去噪扩散模型,该模型对图像去噪处理更加高效。改进的扩散函数在梯度较小时为一个常数,大于某个阈值后变为单调递减函数,直至某个梯度时递减为零。以上扩散函数特性使各向异性扩散模型能够达到在同质区加速平滑、在边缘区停止平滑的目的。实验结果表明,改进的扩散模型是一种更为理想的保边缘平滑模型。     

结合核方法的选择性各向异性扩散去噪算法

在低信噪比图像噪声抑制处理中,为了有效地保持图像边缘,在基于多相位分层分割算法的各向异性扩散模型的基础上,提出一个基于核方法的选择性各向异性扩散去噪算法。该算法根据图像数据的线性不可分特点,首先利用核方法把多相位分层分割算法中的数据项从线性不可分的低维空间推广到可实现线性可分的高维特征空间,在特征空间中实现图像分割;然后根据分割得到的同质区域的梯度信息改进了P-M模型中的扩散系数;最后,在同质区域中采用改进的P-M模型平滑噪声。实验结果表明,该算法无论在噪声去除还是边缘保持上都具较好的效果。     

一种双正则项各向异性扩散的纹理去噪模型研究

为了有效滤除图像噪声,同时最大限度地保留图像纹理和边缘等细节信息,将多尺度几何分析方法和各向异性扩散模型结合,构建了一种采用双正则项各向异性扩散的反应扩散方程,并完成了目标函数的离散及其数值解收敛性证明.目标函数定义为以波原子、曲波变换后邻域内梯度值为参数的扩散控制函数,使扩散在图像信息丰富的纹理和边缘区域减弱,并通过反应项对扩散进行调节,以得到更好的平滑效果.实验结果证明,该方法较传统的反应扩散模型不仅能提高图像的信噪比,而且可以更好地保留图像边缘和纹理等细节信息.     

各向异性的均衡化网状扩散模型

利用抛物型偏微分方程进行图像去噪与增强是图像处理领域的热门研究课题之一,既有的扩散方程通常会带来边缘平滑,以致图像变得模糊。在各向异性扩散的基础上,采用均衡化网状扩散模型,外加调整项与约束项,对图像进行降噪处理,且同时增强对象边缘、强化图像结构。利用该模型,设计了显式的离散计算方案,并进行了实验。实验结果表明,该网状扩散模型的处理效果比既有的方法更好。     

基于Canny算子的边缘切线扩散医学超声图像去噪

医学超声图像的细节特征在临床诊断中具有重要的意义.针对于传统的PM算法以及各种改进型各向异性去噪方法(Catte_PM、SRAD、CENCD等)存在边缘中的噪声点未作处理,多次迭代产生虚假边缘等缺点,通过分析具有代表性的Catte_PM各向异性模型,提出了一种结合自适应Canny算子,沿图像边缘切线方向扩散的去噪方法.该算法首先通过改进的Canny算子将图像范围分为边缘区和非边缘区;其次改进现有的扩散方法,使扩散方向只沿图像边缘切线方向进行;最后对非边缘区域采用有限次(三次)的各向同性滤波.实验结果表明,该方法能够有效地解决滤波和图像细节保护这一矛盾问题,使得图像质量有较明显的改善.     

热扩散和整体变分模型自适应调整的图像放大模型

近年来基于偏微分方程的图像处理因其具有更强的局部自适应特性和高度的灵活性而成为继小波图像处理之后新的研究热点。本文在对热扩散模型和TV（Total Variation）模型分析的基础上,针对二模型在图像平滑区域及边缘或纹理区域扩散所表现出的不同特性和优势,提出一种基于图像局部特性的自适应混合图像放大模型,该模型以双线性插值后的放大图像为初始值,根据像素点梯度特性在平滑区域和边缘或纹理区域自适应的调整扩散模型,使得在平滑区域进行热传导的同性扩散,而在边缘和纹理区域处则进行沿与梯度方向相垂直的方向扩散。该模型很好的抑制了图像插值放大后所带来的块状效应,以及放大后边缘或纹理区域的假边缘现象。理论上证明了所提出模型解的存在性,同时大量的仿真实验验证了所提出模型的有效性。     

基于网状扩散的图像去噪与边缘增强

利用抛物型偏微分方程进行图像去噪与增强是图像处理领域的热门研究课题之一,但既有的扩散方程通常会带来边缘平滑,以致图像变得模糊。在各向异性扩散的基础上,采用均衡化网状扩散模型,外加调整项与控制项,对图像进行降噪处理,且同时增强对象边缘、强化图像结构。利用该模型,设计了显式与隐式的离散计算方案,并利用显式方案进行实验。实验结果表明,与既有方法比较可知,该网状扩散模型的处理效果更好。最后,论述了该模型的不足之处与可改进的方向。     

基于图像特征的各向异性扩散去噪方法

对图像去噪滤波方法,J.Weickert模型未考虑图像光滑区域与其他图像特征的区别,在光滑区域的扩散也按照局部结构特征值进行,因而在光滑区域不可避免地产生虚假边缘,为此,提出一种改进的各向异性扩散方法。该方法首先用维纳滤波减弱噪声对图像的影响,再利用相干性正确判断边缘区域、光滑区域和T形拐角等图像特征,并依据图像特征设置相应区域扩散张量的特征值。实验结果表明,改进方法在消除噪声和保护边缘方面能取得较好的效果,并有效消除光滑区域的虚假边缘,可得到较高的峰值信噪比。     

Image magnification method using joint diffusion

In this paper a new algorithm for image magnification is presented. Because linear magnification/interpolation techniques diminish the contrast and produce sawtooth effects, in recent years, many nonlinear interpolation methods, especially nonlinear diffusion based approaches, have been proposed to solve these problems. Two recently proposed techniques for interpolation by diffusion, forward and backward diffusion (FAB) and level-set reconstruction (LSR), cannot enhance the contrast and smooth edges simultaneously. In this article, a novel Partial Differential Equations (PDE) based approach is presented. The contributions of the paper include: firstly, a unified form of diffusion joining FAB and LSR is constructed to have all of their virtues; secondly, to eliminate artifacts of the joint diffusion, soft constraint takes the place of hard constraint presented by LSR; thirdly, the determination of joint coefficients, criterion for stopping time and color image processing are also discussed. The results d     

一个基于各向异性的热传导方程导出的图像锐化算子

Ｗｉｔｋｉｎ等人的迟度空间滤波办法是对原图像一个逐渐平滑的过程,这个过程可以用传统的热传导方程来描述,假设“热量”由低温向高温外流动,导出一个各向异性的反向热传导方程。将它用于图像处理,通过选择合适的各向异性函数,使得在盛兴趣的边缘处“热量”由低温向高温处流动,即“灰度”从“     

基于异性扩散模型的图像边缘增强方法

提出了一个能增强图像边缘的异性扩散模型,结合P-M扩散模型和反热扩散模型各自的优点,能在去除图像噪声的同时增强图像的边缘,一定程度上克服了P-M扩散模型对图像边缘的模糊效应和反热扩散模型容易产生虚假边缘的缺点。实验结果表明：提出的模型有很好的去噪和增强图像边缘的效果,其峰值信噪比（Peak Signal Noise Ratio,PSNR）在强噪声水平下,较P-M扩散模型大约提高1 dB。     

一种改进的联合图像分解及边缘提取模型

针对联合图像分解及边缘提取模型对复杂纹理图像提取的边缘信息不完整、存在奇异点等问题,提出一种改进模型。利用Weickert提出的扩散张量(International Journal of Computer Vision, 1999, No.2)对模型中边缘b的正则项进行改进,使其能分别在梯度方向和沿边缘方向控制边缘b的扩散率。数值实验结果表明,改进模型可提高边缘提取的准确性,降低奇异性。     

一种基于非线性扩散方程的PET重建方法

正电子发射断层重建是一类不适定问题,因此正则化方法常用来抑制噪声提高重建的质量.依据Mumford-Shah泛函模型提出了该类重建问题的统一变分模型.基于这一模型,提出了一种新的基于扩散方程的PET重建算法,同时给出了线性和非线性两种方法.实验结果表明,两种方法均有良好的重建性能,并且非线性方法通过合理的设置参数,能体现出较为优越的抗噪声性能和边缘保持特性.     

基于改进复扩散自适应耦合非局部变换域模型的图像放大

针对二阶偏微分方程（PDE）放大算法丢失弱边缘和纹理细节的不足,提出一种改进复扩散自适应耦合非局部变换域模型的图像放大算法。利用复扩散具有边缘定位准确的特点耦合冲击滤波器,改进复扩散模型能够较好地增强强边缘;而通过对相似图像块构成图像组的三维变换系数的稀疏特性进行建模,非局部变换域模型能够很好地利用图像中相似图像块的非局部信息,对弱边缘和纹理细节有较好的处理效果;最后利用复扩散得到图像的二阶导数作为参数实现改进复扩散模型和非局部变换域模型自适应耦合。所提算法与偏微分方程放大算法、非局部变换域放大算法和偏微分方程耦合空域非局部模型放大算法进行仿真实验比较,在强边缘、弱边缘和细节纹理具有较好的放大效果,弱边缘和纹理细节图像在平均结构相似性测度上高于改进复扩散放大算法、非局部变换域放大算法。所提算法验证了空域模型和变换域模型、局部模型和非局部模型耦合结合的有效性。