基于图像特征方向的各向异性扩散滤波方法

传统的各向异性扩散滤波方法都是从偏微分方程本身出发的,理论上的分析较为复杂.本文研究了基于图像特征方向的内在正交坐标系,分析了在此框架下的扩散滤波机制,然后直接从该坐标系下建立各向异性扩散滤波方案.这样的扩散滤波方法更加直观,可以简化理论分析.在此框架下,提出了一种新的各向异性扩散滤波方法.数值实验结果表明,新的扩散滤波方法可以更好地考虑图像的局部特性,从而完成细节保护和噪声消除的双重功能.所以,基于图像特征方向建立的各向异性扩散滤波方法更能达到我们预期的效果,该设计方法是有效的.     

一种基于各向异性扩散的图像处理方法

图像修复的方法有很多种,目前最常用的有基于偏微分方程(PDE)和基于纹理合成的修复方法.在图像的修复和去噪上,偏微分方程都有很好的应用,但对于含有噪声的破损图像的修复,传统的方法是先去除噪声再进行修复.在BSCB模型的基础上加以改进,提出了一种新的修复方法,结合现有的图像修复和图像去噪两种技术的优势,对图像破损区域修复的同时进行整幅图像的去噪,修复和去噪的过程都是各项异性扩散的过程,能很好地保留图像的边缘信息.通过数值实验也表明该方法的有效性.     

一种基于各向异性扩散的图像处理方法

图像修复的方法有很多种,目前最常用的有基于偏微分方程（PDE）和基于纹理合成的修复方法。在图像的修复和去噪上,偏微分方程都有很好的应用,但对于含有噪声的破损图像的修复,传统的方法是先去除噪声再进行修复。在BSCB模型的基础上加以改进,提出了一种新的修复方法,结合现有的图像修复和图像去噪两种技术的优势,对图像破损区域修复的同时进行整幅图像的去噪,修复和去噪的过程都是各项异性扩散的过程,能很好地保留图像的边缘信息。通过数值实验也表明该方法的有效性。     

基于多方向中值滤波的各向异性扩散滤波算法

提出一种改进各向异性扩散滤波算法。现有研究方法多存在图像边缘不清,误识别多,扩散系数多凭主观选择等问题。该算法利用保留细节和边缘的能力较为突出的多方向中值滤波方法在多个方向上进行扩散,利用局部方差和图像梯度改进了扩散系数,通过多次迭代修正扩散系数,增强了算法的鲁棒性,且在滤除噪声的同时注重对边缘细节的保持。通过具体实验仿真,以峰值信噪比、均方误差、结构相似度以及图像佳数4个参数作为指标,对实验仿真结果进行了量化比较,表明该算法与传统各向异性扩散方法以及Catté_PM模型等改进方法相比,具备更好的滤除图像噪声以及保持图像边缘的能力。     

一种改进的医学图像各向异性扩散滤波算法

医学图像（CT、MRI）的滤波处理,须保留具有重要诊断意义的边缘细节信息。针对Perona-Malik各向异性扩散模型病态且不稳定的不足,提出了一种改进的各向异性扩散滤波算法。通过采用自适应加权的多尺度形态滤波来改进扩散系数,建立了一个对噪声图像更有效和更具适应性的去噪扩散模型。同时引入迭代终止准则,避免了迭代次数的设定。实验结果表明,算法优于PM方法和Catte方法,在提高信噪比的同时又可保留重要的微细结构,可以较好地满足医学图像的使用要求。     

基于改进各向异性扩散的超声医学图像滤波方法

为了能有效地去除超声医学图像中的噪声,又能较好地保持图像的边缘和重要细节信息,在η-ξ正交坐标系下研究并分析了各向异性扩散模型(P-M模型)的扩散滤波机制,并在此坐标系下建立了一种新的各向异性扩散滤波方案。实验结果表明,改进的扩散模型不仅能够有效地保持图像边缘,而且还能够克服P-M模型对小尺寸噪声的敏感问题。     

一种新型图像噪声抑制各向异性扩散算法

噪声抑制是红外图像处理中一个重要的研究课题,但常用的去噪算法会造成细节的损失。为有效地抑制噪声,同时保护边缘,在P-M扩散模型的基础上,提出了一种新的基于方向信息测度和边缘隶属度的各向异性扩散滤波算法。该算法的核心内容是将图像分为边缘区和非边缘区两个区域,对非边缘区采用常规P-M扩散方程完成噪声的滤除,对边缘区采用基于方向信息测度的非线性扩散方法,在平滑去噪的同时对边缘进行修整、增强。最终的仿真结果表明,该算法的峰值信噪比、均方误差、辐射分辨率等参数均优于常规算法,该算法具有良好的前景和实用价值。     

一种改进的各向异性扩散图像去噪方法

研究了基于图像特征方向的正交坐标系;分析了在此框架下的各向异性扩散图像去噪原理。然后根据人类视觉系统的一些特性提出了一种改进的各向异性扩散方法。该方法避免了各向异性扩散方程的不适定问题。实验结果表明;该方法在噪声消除和边缘保留方面能获得较好的效果。     

一种改进的各向异性扩散图像平滑方法

在人类视觉系统特性基础上提出了一个改进的各向异性平滑方法。加入图像四阶偏微分信息避免“阶梯效应”,扩展演化方向,改进数值模型。实验结果表明,该方法在噪声消除和边缘保留方面能获得较好的效果。     

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。     

Lattice Boltzmann Models for Anisotropic Diffusion of Images

The lattice Boltzmann method has attracted more and more attention as an alternative numerical scheme to traditional numerical methods for solving partial differential equations and modeling physical systems. The idea of the lattice Boltzmann method is to construct a simplified discrete microscopic dynamics to simulate the macroscopic model described by the partial differential equations. The use of the lattice Boltzmann method has allowed the study of a broad class of systems that would have been difficult by other means. The advantage of the lattice Boltzmann method is that it provides easily implemented fully parallel algorithms and the capability of handling complicated boundaries. In this paper, we present two lattice Boltzmann models for nonlinear anisotropic diffusion of images. We show that image feature selective diffusion (smoothing) can be achieved by making the relaxation parameter in the lattice Boltzmann equation be image feature and direction dependent. The models naturally lead to the numerical algorithms that are easy to implement. Experimental results on both synthetic and real images are described.     

基于各向异性插值模型的快速图像修复方法*

基于偏微分方程的图像修复算法运行缓慢,且无法恢复纹理细节,实用性较差。基于地统计学思想,提出一种简单有效的基于各向异性插值模型的图像修复方法。实验表明该方法具有计算复杂度低和能够恢复图像纹理细节的优点,对于图像小区域划痕具有很好的修复效果,具有较高的实用价值。     

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     

一种新的基于振动滤波和各向异性扩散的图像增强和去噪算法*

结合振动滤波和各向异性扩散,提出了一种新的图像增强和去噪方法。该方法将改进的振动滤波项引入增强和去噪方程,使其根据图像结构信息产生相应变化幅度,使得图像不仅具有很好的平滑效果,而且增强了边缘,保留了尽可能多的细节部分,同时很大程度上缩短了计算时间,并给出了方程的离散形式。通过实验表明,该方法能达到较理想的增强和去噪效果。     

用高速DSP构成图像识别专用系统的研究与设计

本文介绍用高速DSP芯片TMS32010、单片机8031、便携式扫描器HS-3000构成的一种脱机图像识别专用系统。系统为主从式,并行处理。应用于印鉴、商标的真伪识别,及指纹、手写体汉字的识别。速度高;处理能力强;性能价格比高。64KB外部RAMs的扩充,像素存放RAMs的切换,“0”号单元的程序转储,基本库区、主从系统的通讯接口等电路的设计,优化了系统整体结构。     

基于偏微分方程的医学超声图像去噪方法

研究了各向异性扩散方程在医学超声图像去噪中的应用。在理论上对去噪原理进行了分析,并在此基础上采用改进的针对乘性噪声的各向异性扩散算法对医学超声图像去噪,实验结果表明,该方法在有效去除噪声的同时较好地保留了医学超声图像中的重要细节信息,使图像的细节部分清晰。该方法可以有效地去除超声图像斑纹噪声,提高图像的质量。     

一种改进的BSCB修复模型

BSCB修复模型主要包括两个部分：信息推进和各向异性扩散部分。论文对这两个部分在修复中的作用进行了进一步的分析,并提出了一种基于BSCB的改进方法。实验结果表明该方法不仅在保持等照度线方向上有很大改进,而且显著提高了运算速度。     

FPGA-based real-time 3D image preprocessing for image-guided medical interventions

Minimally invasive image-guided interventions (IGIs) are time and cost efficient, minimize unintended damage to healthy tissue, and lead to faster patient recovery. One emerging trend in IGI workflow is to use volumetric imaging modalities such as low-dose computed tomography (CT) and 3D ultrasound to provide real-time, accurate anatomical information intraoperatively. These intraoperative images, however, are often characterized by quantum (in low-dose CT) or speckle (in ultrasound) noise and must be enhanced prior to any advanced image processing. Anisotropic diffusion filtering and median filtering have been shown to be effective in enhancing and improving the visual quality of these images. However, achieving real-time performance, as required by IGIs, using software-only implementations is challenging because of the sheer size of the images and the arithmetic complexity of the filtering operations. We present a field-programmable gate array-based reconfigurable architecture for real-time preprocessing of intraoperative 3D images. The proposed architecture provides programmable kernels for 3D anisotropic diffusion filtering and 3D median filtering within the same framework. The implementation of this architecture using an Altera Stratix-II device achieved a voxel processing rate close to 200 MHz, which enables the use of these processing techniques in the IGI workflow prior to advanced operations such as segmentation, registration, and visualization.