非局域样本填充和自适应曲率驱动模型的遥感图像修复算法*

遥感图像修复技术对于后续遥感图像的处理与应用具有重要意义.文中在深入研究曲率驱动(CDD)模型和样本填充算法的基础上,针对遥感图像对纹理细节和边缘区域要求较高的特点,提出非局域样本填充和自适应曲率驱动模型的遥感图像修复算法.该算法较好地避免CDD模型修复过程中在一些极端情况下可能出现的假边缘、阶梯效应和扩散速度缓慢等缺点,保证遥感图像修复后的纹理细节信息和边缘信息.仿真实验验证文中算法的有效性.     

基于双十字曲率驱动扩散模型的图像修复算法

当前各种基于曲率驱动扩散(CDD)模型的图像修复算法在修复待修复点时均只利用了其邻域中的4个点的参考信息,使修复后的图像边缘过渡不自然且修复精度不够高。针对以上问题,提出了基于双十字CDD的图像修复算法。该算法在充分利用原始CDD算法中4个邻域点的参考信息得到待修复点的修复像素值的基础上,再利用新引入的4个点的参考信息得到一个新的修复像素值,并将这两个修复像素值进行加权平均得到最终的修复像素值。最后,将提出的算法和原始的CDD算法以及改进的CDD算法用于实例验证,其结果表明,新提出的算法在不增加算法时间复杂度的条件下,使得图像边缘过渡更加自然,修复精度得到了有效提高。     

图像修复的CDD模型新算法

CDD图像修复模型是在TV模型的基础上引入曲率项来满足视觉的“连接性”原则. 考虑到该模型各参考点梯度模值大小的不同及扩散效率的不足,本文结合退化扩散模型提出了一种新的CDD模型图像修复算法. 该算法利用待修复区域像素点的梯度和等照度线的曲率信息来控制各参考点对破损区域的贡献值,并进一步作加权处理. 最后将该模型的偏微分方程离散化,给出了模型的数值实现方法. 实验结果表明该算法能保证图像边缘的视觉连通性,并在相同迭代次数的情况下,修复效果明显优于CDD算法,是一种有效的新方法.     

基于曲率驱动扩散(CDD)的图像修复模型

由于TV(总体变分)修复模型不能满足“连接性准则”。针对这个问题,Chan和Shen提出了基于曲率驱动扩散(CDD)修复模型,该模型通过在TV模型的基础上引入曲率项,从而使得“连接性准则”得以满足,本文将对此模型以及离散实现方法进行分析,并用实验得出结论:CDD模型具备了修复较大的破损区域及细小边缘的能力。     

基于优先权改进算法的敦煌壁画复杂破损区域修复

为了修复复杂破损区域周边信息模糊不可信及数目较多的敦煌壁画,在充分考虑敦煌壁画自身信息复杂性、壁画修复视觉效果及其修复合理性易受像素修复顺序影响等因素的基础上,提出一种D-S证据理论数据融合方法对修复区域填充算法的优先权函数进行改进的图像修复算法.首先采用D-S证据理论将修复区域边缘目标块的信任因子和数据因子分别转化为基本概率赋值函数,然后对其进行数据融合得到一个新的优先权函数,最后对图像进行修复,得到修复效果较好的壁画.从视觉心理学角度对复杂破损敦煌壁画进行实验的结果表明,该算法是有效的,其克服了Criminisi算法及其改进算法不能很好地修复敦煌壁画的缺点,修复效果较其他改进算法有了显著提高.     

基于曲率驱动扩散（CDD）的图像修复模型

由于TV（总体变分）修复模型不能满足“连接性准则”。针对这个问题，Chan和Shen提出了基于曲率驱动扩散（CDD）修复模型，该模型通过在TV模型的基础上引入曲率项，从而使得“连接性准则”得以满足，本文将对此模型以及离散实现方法进行分析，并用实验得出结论：CDD模型具备了修复较大的破损区域及细小边缘的能力。     

多尺度唐墓室壁画病害标记及修复技术研究

古代壁画虚拟修复包括病害标记与缺损信息填充两部分。病害标记结果为虚拟修复建立先验模型,标记区域为图像信息缺损部分,未标记区域为有效信息源,修复过程为有效信息向缺损区域扩散的过程。依据唐墓室壁画的病害分类标准,采取多尺度病害标记,利用形态学高帽、低帽算子设计多尺度结构元素对病害进行标记,形成龟裂、裂隙、裂缝三种病害的分布图,并产生相应的掩膜。以此掩膜图像为先验模型,改进CDD算法的信息扩散方式,用交叉扩散代替正交扩散以适应带有确定方向性的信息缺失区域被合理填充,该方法能实现唐墓室壁画的多尺度修复。     

基于尺度空间的小波纹理描述算法的壁画修复

近年来,壁画的数字化修复技术得到了很大的发展,但是其主要算法在图像纹理方向的修复效果一般。为了解决这些问题,还原壁画的原有样貌,提出了一种简单快速的壁画修复算法。该算法在改进的Telea算法的基础上,根据图像纹理的多尺度特征性,利用小波纹理描述算法对壁画的纹理结构进行了修复处理,运用非局部梯度算子,通过计算待修复区域的像素点的非局部梯度值并依据曲率选取的全局最优方向进行扩散,达到壁画纹理修复的目的。实验结果表明了该算法的有效性。     

一种结合CDD 模型和Criminisi 算法的图像修复算法

针对既含有大块缺失信息又含有划痕的图像,结合CDD 模型和Criminisi 算法的 优点,提出一种新的修复算法。算法先采用可以强化细节的自适应直方图均衡化操作来扩大图 像的动态范围,后利用形态学算子分离出待修复图像中的划痕区域与大块区域,接着用CDD 模 型对划痕进行修复,再用改进优先级的Criminisi 算法进行后续修复,最后把修复后的图像对 应于缺失区域的像素填补到待修复图像的区域中。实验结果表明,改进后的算法克服了现有算 法可能存在的偏差延续问题,使图像修复的结果更加符合人们的视觉效果。     

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。     

引入蛇模型的曲率驱动扩散图像修复方法

数字图像修复方法可以自动地修复数字图像中用户定义的污损区域。T.F.Chan等人提出的非纹理的曲率驱动扩散算法是基于偏微分方程的图像修复的代表算法之一。通过在该算法中应用蛇模型的图像增强项,提出了引入蛇模型的曲率驱动扩散图像修复方法,在热扩散过程中,拉动曲线向目标边界演化,达到修复污损图像中的断裂边缘的目的,从而较好保持图像的视觉连通性。实验结果表明,在迭代次数相同的条件下,可以比原始的曲率驱动扩散图像修复算法获得更好的修复效果。     

基于马尔可夫采样的敦煌壁画修复

对复杂破损的敦煌壁画自身信息特征及其修复算法进行分析,通过调整原有图像修复算法,给出了D-S证据理论数据融合改进优先权和基于马尔可夫随机场（MRF）模型直接采样相结合的图像修复算法。并通过修复及系统仿真实验证明该算法的有效性。     

基于内容自适应的唐墓室壁画修复算法

为了解决基于样本图像修复算法时间复杂度高的缺点,结合唐墓室壁画的特点,提出了一种基于内容自适应的唐墓室壁画修复算法。该算法通过分析图像局部梯度变化将受损区域分为平坦区域和纹理区域,对于纹理区域采用改进的基于样本图像修复算法进行修复,而对平坦区域采用改进的基于快速行进算法（FMM）进行填充,最后提出自适应修补算法。实验结果表明,该算法在保证图像修复质量的同时提高了算法的效率。     

基于广义回归神经网络的壁画修复研究

提出使用广义回归神经网络进行敦煌壁画的数字化修复保护研究。通过各向异性扩散去除待修复壁画图像的噪声,使用形态学膨胀算子提取待修复区域的边界像素点,利用与待修复区域边界邻域像素相似的样本像素块作为广义回归神经网络的输入训练样本,并对样本块像素值采用之字形扫描输入到广义回归神经网络。同时使用自适应的平滑参数,最后获得近似的广义回归神经网络修复模型,使用该模型预测待修复区域的像素信息。实验表明,该方法对壁画的数字化修复有一定的效果。     

一种带有曲率驱动样本的图像修补方法

提出一种新的图像修补方法,该方法基于样本的图像修补思想,通过曲率驱动扩散(CDD)模型来计算合理的信心度和数据条件,改进了样本图像修补的有效性并增强图像中线性结构扩散.因此,用本文方法进行图像修补时,能有效地避免其他算法共同存在的垃圾物的生成问题.实验结果表明,与其他类似方法相比,本文方法能够得到更令人满意的视觉效果.     

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.     

改进的基于各向异性扩散的B超图像降噪方法

散斑噪声是超声成像机制引起的固有形态,它对超声图像质量以及医学诊断的准确性有很大的影响;针对传统Perona-Malik(PM)各向异性扩散模型通过四方向扩散无法提供充分的信息且处理效果不明显的问题,提出八方向选择式扩散模型;针对传统算法对强噪声则失效、扩散门限参数K依据经验选取的不足以及迭代终止条件不明确,提出改进的扩散系数计算方法,应用自适应选取的扩散门限参数K,且提出适合改进算法适用的迭代终止准则;经过多组仿真实验,证明文章算法较传统模型可以更好的控制扩散过程,并且提高了算法鲁棒性和效率,综合峰值信噪比(PSNR)、边缘保持度(FOM)等指标,表明该算法相比同类算法有更好的降噪和边缘保持效果.     

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.     

基于稀疏分解的图像修复方法

提出将冗余离散小波变换(RDWT)和波原子变换(WAT)作为字典对应用于图像稀疏形态成分分解,获得图像的结构与纹理;然后针对结构和纹理所具有的不同形态学特征,对结构采用具有曲率驱动、边缘强化和平滑去噪性能的CDD模型修复,对纹理采用基于样例的Criminisi纹理合成方法修复;最后合成获得修复结果。实验结果表明,该修复方法能够获得强且光顺的边缘,纹理清晰完整,相比于传统方法具有更好的修复结果。     

采用TV及纹理合成技术的分层图像修复

整体变分（TV）模型在图像修复中能够保持图像的边缘且数值实现方便,但在图像修复中对于人类视觉连通性的处理还有所不足。根据图像遗失或者损坏的不同类型,针对TV、CDD模型在图像修复中存在的问题,提出了一种结合TV、CDD模型及基于块的纹理合成算法的分层图像修复算法。实验结果表明,这种分层修复的方法在图像的结构修复和纹理修复两方面实现了较好的统一,而且在较大区域图像修复上表现出良好的效果。