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《上海交通大学》 2008年
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基于偏微分方程的图像降噪及质量评价研究

陈守水  
【摘要】: 图像降噪是机器视觉和图像处理领域中的一个重要组成部分,图像中的噪声对于后续图像分析具有很大影响。本论文针对图像中常见的噪声类型:高斯噪声、脉冲噪声和斑点噪声进行分析研究,基于偏微分方程(PDE)图像降噪理论,对于不同类型的噪声,提出了不同的降噪方法。在此基础上,本论文还研究了图像质量评价问题。 对于图像中最为常见的高斯噪声,本文提出了一种采用图像中全局和局部信息相结合的信息来控制非线性扩散方程的方法。结合全局和局部信息的方法能自适应区分图像中的边缘、噪声点和平坦区域,从而克服了传统非线性扩散方法中仅用局部梯度信息来区分图像边缘和噪声点的不足。本文提出的非线性扩散方法和传统非线性扩散方法的对比实验表明本文方法具有很强的鲁棒性,处理后的图像质量明显提高。 针对脉冲噪声,提出了一种基于两阶段的脉冲噪声滤除算法。在算法的第一阶段,提出一种列队差异增强噪声检测器来检测图像中所有可能的脉冲噪声点。在算法的第二阶段,对所有的噪声候选点进行自适应中值滤波,滤波窗口的大小根据噪声密度自适应调整,滤波窗口中的中值操作像素点根据元素属性自适应选择。该算法能对图像的边缘、细节部分和非噪声点进行保护。在此基础上,本文将这种自适应算法的思想应用于变分降噪的算法中,提出了自适应变分算法。实验表明,自适应变分算法在滤除脉冲噪声的同时可以有效地保护图像细节,尤其是在噪声密度大的情况下,去除脉冲噪声的效率得到了很大提高。 注意到医学超声图像经常受到斑点噪声污染,本文提出了一种将图像分解和几何分析相结合的算法来去除超声图像中的斑点噪声。针对超声图像中斑点噪声为乘性噪声这一特性,将经典的ROF图像分解模型引入到适合于受乘性噪声污染的图像分解。超声图像经此模型分解成轮廓部分、细节部分和噪声部分,然后对分解后的差值图像进行Ridgelet降噪,由于Ridgelet降噪克服传统小波分析方向性上的不敏感的缺点,因此该方法能很好地保持图像边缘。本文算法处理后得到的图像无论是在斑点噪声去除方面还是细节保护方面都要优于传统的非线性滤波器和小波分析方法,本文的去斑算法为医学图像的目标分割和三维重建提供了更好的预处理方法。 最后,本文研究了图像质量评价的问题。引入了几个对图像质量比较敏感的评价指标,如图像的边缘锐度、平均梯度、能量和噪声程度估计,然后采用支持向量机对不同质量的图像进行分类,从而实现对图像质量的评价。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP391.41

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【参考文献】
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1 杨守义,罗伟雄;一种基于高阶统计量的图像质量客观评价方法[J];北京理工大学学报;2001年05期
2 马苗,郝重阳,韩培友,樊养余,黎新伍;基于灰色关联分析的图像保真度准则[J];计算机辅助设计与图形学学报;2004年07期
3 张弓,张昆辉,朱兆达,朱宁仪;一种基于逼近信噪比的SAR图像质量评估方法[J];南京航空航天大学学报;2004年02期
4 张旗,梁德群,李文举,沈小艳;面向图象压缩的图象分类及压缩结果预测[J];中国图象图形学报;2003年04期
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1 高鑫,刘来福;基于水平集曲率的图像滤噪与增强[J];北京师范大学学报(自然科学版);2001年01期
2 李兰兰,吴乐南;一种各向异性扩散图像去噪的方法[J];电路与系统学报;2003年06期
3 孙剑,徐宗本;计算机视觉中的尺度空间方法[J];工程数学学报;2005年06期
4 潘荣江,孟祥旭;一种基于快速行进法的区域填充算法[J];工程图学学报;2005年02期
5 王虹,潘晓露,李一民,汪虹;一种基于梯度幅度值的图像质量客观评价方法[J];光学与光电技术;2004年06期
6 付树军,阮秋琦,王文洽;偏微分方程(PDEs)模型在图像处理中的若干应用[J];计算机工程与应用;2005年02期
7 仵冀颖;阮秋琦;;偏微分方程在图像去噪中的应用[J];计算机工程与应用;2006年22期
8 毕迎春;王相海;;小波基和图像分解层数对不同类型图像EZW算法的性能的影响[J];计算机科学;2006年06期
9 张旗,梁德群,樊鑫;基于小波域分析的图像模糊度算法研究[J];计算机工程;2004年17期
10 马苗,郝重阳,韩培友,樊养余,黎新伍;基于灰色关联分析的图像保真度准则[J];计算机辅助设计与图形学学报;2004年07期
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1 王强;王风;;一种保持图像几何特征的去噪模型[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
2 刘苗苗;黎宁;吴园;;基于水平集方法的脑部MR图像分割算法[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
3 吴园;黎宁;刘苗苗;;一种基于快速水平集方法的运动车辆检测[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
4 陈文熙;冯钟葵;;遥感图像产品几何精度的可视化检验方法初步研究[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
5 姜丽芳;高胜法;胥金玲;张如礁;;基于水平集的曲线演化在图像分割中的应用[A];第三届全国信息检索与内容安全学术会议论文集[C];2007年
6 Qian Weixin Liu Ruigen Wang Wanli Institute of Liquid Physics China Academy of Engineering Physics Mianyang 621900,Sichuan,China;The Methods of Anisotropic Diffusion Filtering with Edges Preserving[A];Proceedings of 6th International Symposium on Test and Measurement(Volume 8)[C];2005年
7 Li-Dong Cai Department of Computer Science, Jinan University Guangzhou, China 510632;Notes on Images Restoration using Inverse Diffusion[A];Proceedings of ICIG'2000 First International Conference on Image and Graphics--Image and Graphic Technology Toward 21st Century and Beyond[C];2000年
8 Li-Dong Cai Department of Computer Science, Jinan University Guangzhou, China 510632;Colour Images Restoration using Inverse Diffusion[A];Proceedings of ICIG'2000 First International Conference on Image and Graphics--Image and Graphic Technology Toward 21st Century and Beyond[C];2000年
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5 王发牛;基于偏微分方程的图像平滑技术及其应用研究[D];安徽大学;2002年
6 朱宁仪;SAR图像处理与质量评估若干问题研究[D];南京航空航天大学;2003年
7 赵文华;偏微分方程在图像处理中的几种应用[D];浙江大学;2004年
8 洪雨;SAR图像斑点抑制算法实现与质量评估研究[D];南京航空航天大学;2004年
9 李俊峰;基于并行遗传算法的红外图像增强技术[D];西安电子科技大学;2004年
10 李洪涛;基于调和映射理论进行曲面数控雕刻的研究[D];大连理工大学;2004年
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3 张光锋,张祖荫,郭伟;3mm波段辐射成像研究[J];红外与毫米波学报;2005年06期
4 陈前荣,陆启生,成礼智,刘泽金,舒柏宏,王红霞,黎全;运动模糊图像点扩散函数尺度鉴别[J];计算机工程与应用;2004年23期
5 张黎;王立克;杨峰;李淑霞;;小波阈值图像去噪研究与应用[J];微计算机信息;2006年30期
6 高鑫,刘来福;基于水平集曲率的图像滤噪与增强[J];北京师范大学学报(自然科学版);2001年01期
7 张葛祥,李娜,金炜东,胡来招;一种新量子遗传算法及其应用[J];电子学报;2004年03期
8 杨俊安,邹谊,庄镇泉;基于多宇宙并行量子遗传算法的非线性盲源分离算法研究[J];电子与信息学报;2004年08期
9 付树军,阮秋琦,王文洽;偏微分方程(PDEs)模型在图像处理中的若干应用[J];计算机工程与应用;2005年02期
10 郭敏;马远良;朱霆;;基于偏微分方程的医学超声图像去噪方法[J];计算机工程与应用;2007年15期
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5 李兰兰;基于偏微分方程的图像复原和增强算法研究[D];东南大学;2005年
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7 朱立新;基于偏微分方程的图像去噪和增强研究[D];南京理工大学;2007年
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5 江亦涛;毫米波波段金属目标亮温特性分析及识别[D];南京理工大学;2007年
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8 许冠军;数字图像去噪算法研究[D];浙江大学;2006年
9 黄蓓;量子遗传算法及其在图像自适应增强中的应用研究[D];江南大学;2005年
10 杜振华;数字视频实时增强处理方法研究[D];西北工业大学;2007年
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1 杨守义,罗伟雄;一种基于高阶统计量的图像质量客观评价方法[J];北京理工大学学报;2001年05期
2 余英林,田菁,蔡志峰;图像视觉感知信息的初步研究[J];电子学报;2001年10期
3 徐锬,王超;基于模糊数学的数字图像模糊度[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年08期
4 栗振风,丁艺芳,张文俊;一种基于视觉加权处理的图像质量评价方法[J];上海大学学报(自然科学版);1998年06期
5 王晓晖,朱耀庭,朱光喜;解压缩图象质量的客观评价研究[J];中国图象图形学报;1999年12期
6 汪孔桥,沈兰荪,邢昕;一种基于视觉兴趣性的图象质量评价方法[J];中国图象图形学报;2000年04期
7 杨海军,梁德群,毕胜;基于图象方向性信息测度的图象象素分类[J];中国图象图形学报;2001年05期
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2 本报记者 钱炜;穷数理 求百通 智超群豪[N];科技日报;2010年
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6 白莹琦;基于水平集的图像编码方法的研究[D];西北大学;2009年
7 罗华林;基于偏微分方程的SAR卫星图像轮廓提取技术研究[D];华东师范大学;2010年
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