基于纹理复杂度的自适应分数阶微分算法

图像分数阶微分算子具有较强的纹理细节信息增强能力,但最佳分数阶微分的阶数需要人为指定。为此,分析传统的分数盒维计算方法并对其进行改进,提出一种基于纹理复杂度的自适应分数阶微分算法。选择可以表示纹理细节复杂程度的分数维作为参数,自适应确定微分的阶数。实验结果表明,改进算法提取图像边缘的效果较好。     

基于分数阶微积分的噪声检测和图像去噪

目的 提出一种利用分数阶微分梯度检测图像中的噪声点,并用于改进基于分数阶积分的图像去噪算法性能的算法。方法 该算法首先使用不同方向的分数阶微分梯度模板与含噪声图像进行卷积,计算出图像在不同方向上的分数阶微分梯度,依据预先设定的阈值获得不同方向的分数阶微分梯度检测图,将在所有选定方向上梯度都发生跳变的像素点判定为噪声点;然后只对被检测出的噪声点,在8个方向上进行分数阶积分运算完成去噪处理。结果 通过在人工图像中分别添加高斯噪声和椒盐噪声以及在自然图像中分别添加高斯噪声和椒盐噪声的去噪对比实验得出相同结论,即只对图像中检测出的噪声点使用分数阶积分运算进行去噪有更好的去噪性能,获得了更好的视觉效果和更高的峰值信噪比。结论 实验结果表明,基于分数阶微分梯度的噪声检测算法对解决图像去噪和保留图像纹理细节之间的矛盾有所帮助。随着对基于分数阶微分梯度噪声检测方法研究的深入,对图像中噪声检测的准确度会进一步提高,这将提供一种用于改进目前去噪算法性能的研究方向。     

基于自适应Riesz分数阶微分的雾天图像增强

为了提高雾天图像的清晰度,解决分数阶微分阶数取值的单一性问题,提出了一种新的自适应分数阶微分的图像增强方法。基于具有六阶精度的Riesz分数阶微分的近似计算公式,构造了一种新的高精度分数阶微分掩模——RH算子,并对其进行改进,形成了IRH算子。针对图像局部特征建立了分数阶微分函数,提出了一种分数阶微分选取准则,实现了阶数逐点自适应选取的方法。结合IRH算子,形成了自适应IRH图像增强算法。对于彩色图像,由于RGB空间各通道之间独立性低,对各通道增强后再叠加可能会出现颜色失真,因此将图像由RGB空间转化到HSV空间且只对亮度通道进行增强处理。选择一组雾天图像进行了实验,并与Tiansi算子,基于分割的自适应分数阶微分图像增强算法以及自适应分数阶微分的复合双边滤波算法进行了比较,实验结果表明所提算法具有明显的增强效果,并且通过计算信息熵和平均梯度进一步表明了该算法的有效性。     

基于图像特征分块的分数阶微分图像增强算法

为了改善图像增强效果,突出图像主体,研究了一种基于图像特征分块的分数阶微分图像增强新算法。该算法通过构造分数阶微分掩模算子,根据图像特征分块的结果设定分数阶阶数,形成分数阶阶数矩阵,然后将其代入掩模算子,并与原图像进行运算。实验中分别对原图像和加入了高斯噪声的图像进行处理,并比较了不同参数时图像增强效果。实验结果表明,该算法能较大地增强图像主体部分的纹理,同时一定程度上抑制了背景及平滑区域图像噪声的增加。在图像平均梯度略低于传统分数阶微分增强算法的程度上,该算法对图像纹理的增强幅度更大。     

基于分数阶微分差与高斯曲率滤波的边缘检测算法

应用梯度变化检测遥感图像纹理边缘信息时存在过检、漏检、错检和弱抗噪性等问题。为此,结合分数阶微分差和高斯曲率滤波,提出一种边缘检测算法。通过分数阶微分差运算对全色遥感图像的梯度场进行非线性增强,利用高斯曲率滤波平滑图像非线性扩散部分,并寻找正则化能量最速下降点,优化微分过程中的分数阶次和迭代次数,改善有噪图像的边缘信息提取质量。实验结果表明,该算法可抑制遥感图像纹理边缘提取过程中噪声非线性放大和扩散产生的背景伪噪声,保留图像纹理边缘信息,具有较好的图像增强和边缘检测效果。     

自适应分数阶微分的复合双边滤波算法

分数阶微分的图像滤波和增强方法多数通过尝试不同的分数阶得到结果,并以固定分数阶进行纹理细节提取,这种方法对于复杂环境难以鲁棒的增强整幅图像中的纹理细节。为此,我们提出了一种自适应的分数阶微分的复合双边滤波方法。通过分析纹理特性,建立幅值频率非线性联合指数模型自适应选择分数阶微分阶数检测图像纹理细节,有效克服图像中纹理细节的变化;在双边滤波的框架下,引入自适应分数阶微分构建的引导图像,借助细节转移方法,确保在图像去噪的同时保持/增强纹理图像细节。实验结果表明,自适应分数阶微分的复合双边滤波算法在图像滤波、去雾、细节增强等计算机视觉应用方面具有良好的效果。     

基于自适应分数阶微分的引导滤波及其应用

引导滤波算法具有保边平滑的功能,但传统引导滤波方法容易导致图像平滑区域过度模糊、细节丢失的问题。为了使引导滤波在保持高频信息的同时结构化输出低频灰度,本文提出了一种基于自适应分数阶微分的引导滤波算法。以分数阶微分理论为基础定义了分数阶微分掩膜,并结合图像梯度、二维信息熵和局部方差权值构造了自适应分数阶微分阶数函数来有效检测图像纹理和梯度变化,从而将图像局部特性转移到引导图像中,确保在平滑去噪的同时保持图像纹理细节。实验结果表明,本文算法具有良好的边缘和纹理保持特性。另外,将本文算法运用到基于PCA和SVM的人脸识别图像预处理中,能一定程度提升人脸识别率。     

改进的Canny算子与SIFT算法相结合的医学图像特征提取

微创外科手术中的图像特征快速提取与分析,可以使计算机具备图像实时识别的能力,提高手术的成功率。对常用的边缘与角点特征进行了分析,提出了边缘与角点相结合的特征提取方法。以二尖瓣索修复微创手术图像为例,对常用的几种边缘算法和改进的Canny算法进行了分析比较,利用改进的Canny算子所得到的较为完整的检测边缘信息,运用SIFT算法提取图像角点,剔除了一些伪特征点,得到了图像匹配时所需要的更加精确的信息。为后续的图像融合与复原以及三维图像重建打下了良好的基础。     

超声弹性图像去噪方法研究

超声弹性成像能直观展现各组织的弹性信息,已经成为肿瘤检测的重要工具。由于成像系统中的固有特性,使得图像遍布着大量伪影噪声,降低了图像的可辨读性。为了获取伪影噪声较少且组织边缘结构清晰的弹性图像,本文提出一种分数阶偏微分图像去噪方法,并通过各向异性算法有效平衡了梯度阈值k与微分阶数v的关系。人体体模弹性图像和仿真弹性图像的测试结果表明,该算法能有效改善弹性图像质量,增强边缘结构信息,且去噪后图像的信噪比及噪声比例差得到显著提升。     

基于分数阶微分的尺度不变特征变换图像匹配算法

利用分数阶微积分运算处理图像信息,有利于强化和提取图像的纹理细节,使图像得到增强,更有利于对图像特征的提取。为了提高图像匹配的正确性,用基于分数阶微积分图像处理方法,提出了改进的尺度不变特征变换(SIFT)匹配算法,将高斯滤波和分数阶微分滤波相结合,用分数阶微分对图像特征进行强化,检测出更加稳定的尺度空间极值点,然后筛选出更多和更准确的匹配特征点,最后进行图像匹配。实验表明,在SIFT中引入分数阶微积分的应用,能够得到更多的特征关键点,提高图像匹配的正确性。     

基于熵和独特性的角点提取算法

针对角点提取在图像配准中的应用,利用图像窗口的互相关系数定义了邻域窗口的独特性,提出一种基于熵和独特性的角点提取算法.算法首先通过Canny算子提取图像边缘,然后通过计算边缘点所在圆形邻域的熵和独特性筛选出角点,并通过不断修正剩余候选角点的独特性达到输出角点分散分布的目的.通过与Harris算法及区域特征提取的Sift算法实验对比,表明该算法能够对角点准确提取、精确定位,具有较好的抗噪性和方向无关性,且提取的角点分散分布,尤其适用于图像配准,其局限性在于不具有尺度不变性.     

基于二维Gabor小波变换的角点匹配算法

图像配准研究的核心问题在于提高配准的速度和精度,而图像配准的结果主要取决于特征的匹配精度。为了提高特征匹配精度,本文提出了一种基于二维Gabor小波变换的角点匹配算法。该算法首先采用改进的Harris角点检测方法提取角点,得到角点位置的坐标,利用多个二维Gabor小波模板对参考图像和待配准图像进行滤波,从滤波图像中提取角点坐标处的复Gabor小波系数,并以此作为角点的特征描述,然后引入两种相似性度量因子对角点进行匹配。通过对不同图像进行大量的实验,该算法在选择合适的参数,同时采用最长公共子序列度量因子的情况下,能成功提取较多的同名点对,并且能够取得较高的匹配率。     

基于多尺度Harris角点的图像文字检测

为解决传统的基于Harris角点的图像文字检测算法易受非文字角点干扰,检测准确率低的问题,提出一种基于多尺度Harris图像文字检测算法.该算法在多个尺度下提取角点,并利用分块方法分析文字局部特征,有效剔除了非文字角点.使用多次迭代逐步剔除非文字区域角点,精确提取备选块中的文字角点;通过区域融合形成文字区域,用轮廓跟踪法标识文字区域.实验结果表明,该算法明显提高了图像/视频文字检测的稳定性和准确率.     

利用角点历史信息的异常行为识别算法

针对视频监控场景中的异常行为事件,如突然的奔跑、人群的异常聚集等现象,提出一种利用角点运动历史图策略的行为识别算法,即首先通过角点提取算法进行场景角点提取;然后通过时间累积获取角点的历史图,通过角点历史图将场景中的角点划分为静态角点和动态角点;最后通过动态角点分析完成监控场景异常行为分析识别。新算法充分利用了图像的时空信息,并且克服了场景光照影响,增强了异常行为检测与识别的准确性。通过真实场景实验可以看出,新算法能够对不同监控场景的异常行为进行准确检测,并且其检测速度快,满足实际应用需求。     

一种用于图像序列拼接的角点检测算法

分析了Harris角点检测算子的实现原理及其用于图像序列拼接时存在的不足,从几个方面提出了改进:用新的X和Y方向梯度算子求取图像导数,对灰度变化更敏感;改进了角点响应函数,避免了k值选择的随机性;根据图像序列首图像自动确定R阈值,提高了算法的自动处理能力和速度;根据目标像素点的8邻域范围进行亚像素精确定位,角点位置更加准确.实验结果表明,改进算法无需人工干预,特征点提取的速度比传统算法提高了约61.3%,能更好地适应图像拼接的实际应用,是一种快速有效的角点检测方法.     

多尺度模糊加权角点检测新算法研究

为了提高图像角点检测的准确度和降低噪声对检测效果的影响,将多尺度思想和模糊理论引入到角点检测过程中,在建立了像素点属于角点的隶属度函数的基础上提出一种多尺度模糊加权角点检测新算法.首先将原始图像使用高斯核函数进行变换生成一组响应图像,并将其进行加权叠加得到原始图像的平均角点响应值;再选取合适的阚值进行相关处理得到最终的角点.实验结果表明,该算法不但抗噪性能较好,而且提取出来的角点也较准确.     

二值图像中拐点的实时检测算法

鉴于数字图像中的拐点通常成为重要的信息载体,因此准确、稳定和实时地检测出拐点便成为拐点检测算法面临的主要问题,针对该问题,提出了一种新的二值图像中拐点的实时检测算法。该算法与传统基于边界链码的拐点检测算法不同,其是首先构建像素的k(k>8)邻域,并将图像中物体的边界表示为k邻域链码;然后根据曲率定义的差分形式计算各边界点处的曲率;最后通过检测曲率直方图的局部峰值精确定位出拐点,并利用拐角内部像素的颜色统计信息迅速判断出拐点的凸凹性.为验证该算法的效果,给出了该算法与4种已有算法的对比实验.结果表明,该算法不仅稳定性、准确性较高,而且算法简单,实时性强,并适合于嵌入式计算环境。     

基于特征块角点检测的电子稳像方法

针对稳像过程中的局部运动干扰, 提出了一种基于特征块角点检测的电子稳像算法。该算法采用SUSAN算子, 对均匀分布的大尺寸特征块进行检测, 并构造特征块及对应检索区域角点集合。通过计算基于角点响应函数的修正Hausdorff距离实现背景局部遮挡下的特征块配准, 进而通过运动矢量一致性检测得到有效运动矢量。实验结果表明, 该方法对实测抖动视频序列的平均峰值信噪比在稳像后提高了19. 83 dB, 对局部运动干扰下的抖动图像序列具有较好的稳像性能。     

多特征复合的角点提取方法

提出了一种利用图象灰度特征和边界轮廓点特征相复合的角点检测方法；首先在SUSAN特征检测原则基础上，提出了基于图象灰度特征的快速自适应特征检测方法，用以提取不同图象对比度下目标轮廓上的初角点，利用边沿元对这些包含了部分边缘点的初角点沿边绝缘方向跟踪排序后，再由根据图象边缘特征检测的边界方向变化情况来确定角点位置，同时剔除由于图象数字化而导致的虚假角点，这种方法克服了单一特征提取角点所带来的弊病，提高了角点检测的精度，抗噪能力强，运算量较小，适于实时实现。     

一种改进的角点探测方法

提出了一种改进的角点提取算法。该算法是基于角点的性质,即在角点的某个邻域内,图像灰度变化在任意一条通过该点的直线上都很大。本文利用此性质对象素点直线方向上灰度变化值求取极值,建立角点候选点。再通过SUSAN特征检测原则进一步剔除虚假角点。测试表明改进后的算法具有运算量小,定位精度高,抗噪能力强的特点,易于实时实现。