改进的自适应冲击滤波图像超分辨率插值算法

针对基于插值的图像超分辨算法造成图像边缘扩散和引入噪声的缺点,该文提出一种改进的自适应冲击滤波模型的图像超分辨率插值方法.根据插值后的初始高分辨率图像梯度自适应调整冲击滤波的权重,针对不同的图像边缘相应地减少图像的边缘扩散,同时利用前向扩散消除噪声,相对传统冲击滤波方法,避免了锯齿、块效应等人工痕迹,有效的保留了细节纹理特征.理论分析和实验结果表明,文中方法获得更好的超分辨率结果,主观效果得到明显改善,客观指标得到一定提高.     

各向异性扩散平滑滤波的改进算法

图像的噪声过滤和增强是数字图像处理中非常重要的组成部分.在图像处理过程中,为了既有效地去除噪声,又能够较好地保持图像的边缘和重要的细节信息,在Perona-Malik各向异性扩散模型（PM模型）的基础上,通过对变分方法的扩散方程中扩散系数的改进,提出了一个对噪声图像更有效更具有适应性的去噪扩散模型.该模型针对不同的梯度大小采用了不同的扩散系数.在实际处理过程中该模型不仅能够有效地保持图像的边缘,而且还能够克服PM模型对小尺度噪声敏感和部分边缘和细节失真的问题.实验结果表明,改进的扩散模型的性能优于PM模型,是一种较为理想的保边缘平滑模型.     

基于Mallat-Zhong离散小波变换小波的超声图像各向异性扩散抑噪方法

针对传统各向异性扩散方法在超声图像散斑噪声抑制中存在的噪声抑制不充分与边缘特征保持不足的问题,提出一种基于Mallat-Zhong离散小波变换(MZ-DWT)小波的散斑噪声抑制方法。该方法将MZ-DWT小波分析与期望值最大化(EM)算法作为图像中均匀区域与边缘区域的鉴别因子,使扩散系数能够更准确地控制扩散强度与扩散速度,从而达到充分抑制噪声和保护边缘的目的。实验结果表明,所提方法在有效抑制散斑噪声的同时,更好地保持了图像细节信息,其性能优于传统各向异性扩散方法。     

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,而不是通过各向同性的高斯核进行平均.最后计算扩散张量积的特征值和特征向量,并基于此检测图像的边缘.将所提方法与基于线性结构张量的边缘检测方法、基于张量梯度扩散的非线性结构张量的边缘检测方法、基于图像梯度扩散的非线性结构张量的边缘检测方法进行比较,实验结果表明,所提方法可以得到更为清晰的边缘,并且检测结果中噪声较少.     

使用柯西分布点扩散函数模型的单幅散焦图像深度恢复

目的 当前,大多数单幅散焦图像的3维(3D)场景深度恢复方法,通常使用高斯分布描述点扩散函数(PSF)模型,依据图像边缘散焦模糊量与场景深度的对应关系获得稀疏深度图,采用不同的扩展方法得到整个场景图像的全深度图.鉴于现有方法的深度恢复结果还不够精准,对各种噪声干扰还不够健壮,提出一种基于柯西分布的点扩散函数模型计算物体图像边缘散焦模糊量的方法.方法 将输入的单幅散焦图像分别用两个柯西分布重新模糊,利用图像边缘两次重新模糊图像间梯度比值和两个柯西分布的尺度参数,可以计算出图像中边缘处的散焦模糊量.使用matting内插方法将边缘模糊量扩展到整个图像,即可恢复场景的全深度图.结果 将原始Lenna图像旋转并加入高斯噪声以模拟图像噪声和边缘位置误差,用原图与噪声图比较了柯西分布图像梯度比值与高斯分布图像梯度比值的平均误差.使用多种真实场景图像数据,将本文方法与现有的多种单幅散焦图像深度恢复方法进行了比较.柯西分布图像梯度比值的平均误差要小于高斯分布图像梯度比值的平均误差.本文方法能够从非标定单幅散焦图像中较好地恢复场景深度,对图像噪声、不准确边缘位置和邻近边缘具有更好的抗干扰能力.结论 本文方法可以生成优于现有基于高斯模型等方法的场景深度图.同时,也证明了使用非高斯模型建模PSF的可行性和有效性.     

基于局部统计参数的复数图像降噪算法

为了使复数图像更为清晰、边缘轮廓更为平滑,提出了一种基于局部统计参数的复数图像降噪算法,使用单小波转换方法对图像分解与重构,得到复数图像的三种带通子带,使用局部统计参数对子带图参数调整,映射出复数图像的局部架构特征,利用各向同性扩散方法,将复数图像梯度算子转换为常量,通过上述得到的架构特征结果对初始复数图像进行基础降噪,同时因图像仍存在冗余噪声,依靠小波系数信号对冗余噪声进行几率密度,计算完成二次降噪.仿真结果证明,较比传统方法,所提方法能够有效地对复数图像进行降噪,并且降噪完成后不会出现冗余噪声.     

基于自适应耦合PDE模型的车牌图像去噪研究

针对车牌识别预处理中的图像去噪问题,提出一种自适应耦合偏微分方程(PDE)去噪模型;该模型在各项异性扩散模型的基础上,构造一种新的去除椒盐噪声的扩散项,能够根据噪声图像特点自适应控制扩散速度,有效抑制椒盐噪声,并将新的扩散项与各向异性扩散模型进行耦合,并提出一种新的耦合系数计算方法,根据图像信息自适应计算耦合系数,使得新模型能够在新的扩散项和各项异性扩散模型间自适应转换,有效去除车牌图像中的混合噪声;为了抑制去噪引起的图像边缘模糊问题,引入振动滤波进行逆滤波,增强图像的边缘信息;实验结果表明,自适应耦合PDE模型能更有效去除车牌图像中的混合噪声,保护图像的边缘信息,提高图像的峰值信噪比(PSNR);去噪后的图像更有利于后续的字符分割与识别,有效提高车牌图像的识别准确率。     

基于线扩散函数提取的无参考图像清晰度评价

为了评价实际拍摄场景中图像的清晰度状况,提出一种无参考的质量评价方法.首先提取图像边缘并去除纹理复杂区域,得到可使用的边缘图;然后沿各边界点梯度方向作对应线扩散函数曲线,各点的线扩散函数半高全宽组成了清晰度参数集合;最后以集合的统计特性来分析图像清晰度变化情况.分别从图像与清晰度关系分析、算法稳定性、算法的抗噪声能力和离焦图像清晰度评价几个方面进行实验,结果表明,该方法能够评价图像的清晰度,不需要参考图像,评价结果具有良好的稳定性与抗噪声性能,具有广泛的应用价值.     

改进的模糊逻辑偏微分方程去噪方法

在研究图像噪声过滤时,为了既有效地去除噪声,又能够较好地保持图像边缘和重要的细节信息,将模糊逻辑思想与PM方法相结合,提出了一种对噪声图像更有效的基于模糊逻辑的偏微分方程去噪算法。该算法把PM方法中扩散方程的扩散系数看作像素梯度对于图像平滑区域的模糊隶属度函数,并通过定义合理的模糊隶属度函数,使得对不同的像素梯度大小采用不同的扩散系数。仿真实验表明,此算法在去除噪声的同时,能更好地保持图像的边缘细节,具有较好的处理效果。     

基于异性扩散-中值滤波的超声医学图像去噪方法

针对超声图像存在一种特殊的斑点噪声,使图像边界与细节变得模糊而严重影响图像质量的问题,提出了一种新的去除医学图像斑点噪声的方法,它利用中值滤波和各向异性扩散相结合,不仅可以有效地去除噪声而且很好地保持了边缘、局部细节信息.此外,该方法在扩散过程中,梯度阈值选取的不同对图像结果影响很小,这极大地提高了该算法的健壮性.实验中,通过和各向异性扩散、中值滤波等方法的比较,表明该方法具有良好的去噪效果.     

基于斜坡边缘模型的图像插值新方法

基于斜坡边缘模型的经典插值方法把所有边缘归为强边缘,导致弱边缘过分增强而失真。针对该问题提出基于斜坡边缘模型的图像插值新方法（NIIBRED）,对强弱边缘采用不同方法,考虑边缘宽度随图像放大而增大的情况,对放大图像进行修复。实验结果证明,NIIBRED使放大图像的边缘更自然且清晰,取得了更好的纹理效果。     

彩色图像的方向扩散去噪模型研究

图像去噪的难点是如何区分噪声和边缘,并在去噪的同时保持边缘信息。通过分析基于变分形式、散度形式和方向拉普拉斯格式的去噪模型的结构与联系,提出了一种基于方向扩散的彩色图像去噪模型。模型利用结构张量的两个特征值的不同组合作为沿边缘和垂直边缘方向的边缘度量,并用其作为自变量设计出一类单调递减函数作为扩散方程的扩散系数。通过实验获得模型最优参数,理论分析和实验表明,新模型具有更强的去除噪声和保留边缘的能力,并且模型参数具有稳定性。     

多元高斯混合模型脑MR图像去壳模型

将脑部组织从MR图像中提取出来已经成为脑部图像处理中的一个重要环节,它可以提高后继的脑组织定位、容积测量等处理的精确度。但由于脑MR图像往往具有偏移场、弱边界和强噪音,使得基于图像梯度信息的水平集模型很难得到真实解。高斯混合模型使用了图像全局信息,能较好地处理弱边界问题。但传统的高斯混合模型仅使用了灰度值分布信息,未对像素的位置进行考虑,这使得其在处理噪音图像时效果并不是很理想。利用图像多种信息构造新的信息场,使得由信息场构造的高斯混合模型更能降低偏移场、噪音等影响,同时防止曲线从弱边界泄漏。传统的高斯混合模型求解参数时,往往仅使用EM算法,易陷入局部最优。针对这个缺点,引入粒子群算法,并对其进行改进,使得改进的算法可以较快地得到精确解。对脑MR图像分割实验表明该模型可得到较好的分割效果。     

Multispectral image denoising by well-posed anisotropic diffusion scheme with channel coupling

A novel way to denoise multispectral images is proposed via an anisotropic diffusion based partial differential equation (PDE). A coupling term is added to the divergence term and it facilitates the modelling of interchannel relations in multidimensional image data. A total variation function is used to model the intrachannel smoothing and gives a piecewise smooth result with edge preservation. The coupling term uses weights computed from different bands of the input image and balances the interchannel information in the diffusion process. It aligns edges from different channels and stops the diffusion transfer using the weights. Well-posedness of the PDE is proved in the space of bounded variation functions. Comparison with the previous approaches is provided to demonstrate the advantages of the proposed scheme. The simulation results show that the proposed scheme effectively removes noise and preserves the main features of multispectral image data by taking channel coupling into consideration.     

基于HSV颜色模型的广义梯度矢量流图像分割方法

采用广义梯度矢量流（Generalized gradient vector flow, GGVF）作为势能函数的Snake算法在处理灰度图像分割时具有较好的性能.但当处理彩色图像时, GGVF模型往往将彩色图像转化为灰度图像进行处理,此过程造成颜色信息丢失,因而容易受到阴影等伪边界灰度变化的干扰.本文提出了基于HSV颜色模型的GGVF,充分利用了图像的色彩信息进行图像分割.实验结果表明,该方法能够有效地区分彩色图像的真实边界与由阴影产生的伪边界,并取得较好的分割结果.     

利用纹理信息的带标记线心脏核磁共振图像分割

针对带标记线的心脏核磁共振图像分割受到标记线强梯度影响的现象,提出了一种基于图像细节信号能量的纹理分析方法,该方法合理地利用了标记线本身的信号特征,进而达到了去除标记线影响的效果。由于心脏核磁共振图像边缘较弱,噪声相对较强,本文应用测地线活动轮廓模型定义演化曲线,并用水平集方法求解,从而很好地提取了左心室的心内膜。在提取左心室心外膜时,为克服边界断裂、缺省的情形,添加了距离约束能量项,解决了依靠梯度和纹理信息无法准确分割的问题。实验与误差分析结果表明,本文方法能较好地提取带标记线的左心室内外心膜,且具有较高的准确率。     

无标度网络中的边免疫策略

针对无标度网络提出一种边免疫策略,与目标免疫相比,该策略可使网络获得更高的传播临界值,并能更好地保持网络的连通性。采用SIS病毒传播模型,分别在BA无标度网络和HEP网络中进行仿真实验,结果表明,该免疫策略可以减少免疫剂量并能有效控制病毒传播。     

一种保边缘影像超分辨率重建方法

提出了一种基于方向性平滑测度的保边缘加权马尔可夫先验模型,并将其应用到基于最大后验估计的影像超分辨率重建中.该模型对邻域内不同方向的平滑测度使用不同的权值,以此减小对影像高频成分的惩罚约束,进而保护影像的边缘.利用不同影像对本文方法进行了验证,并用MSE影像评价方法对重建影像进行了定量评价.实验结果表明,与传统马尔可夫先验模型相比,加权马尔可夫先验模型能有效保护影像的边缘,取得更好的重建结果.     

基于局部尺度控制的模糊边缘检测算法

基于容错思想定位边缘是为了解决自然图像中难以获取典型边缘特征的前后景相融处的模糊边缘定位问题,它为图像的每一点建立唯一的、局部可计算的最小可靠尺度以对模糊边缘定位并提取。文中对算法中求图像二阶导数时每个像素点都要沿着各自梯度方向确定卷积模板计算各像素点二阶导数的过程进行简化分析。通过将局部尺度判定与LoG算法相结合,避免各梯度方向上所进行的繁琐的二阶导数运算,并提出一个近似确定零交叉点位置的模糊边缘判别和定位流程。详细分析算法的可行性,对比多种算法对3类不同程度模糊的典型图像的边缘定位效果。实验表明,该算法对模糊边缘的定位和提取效果更好,运算速度更快,算法更实用。