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《中国工程物理研究院》 2005年
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基于PDE的闪光照相图像消噪声方法研究

钱伟新  
【摘要】:边缘是闪光图像的重要信息。所以,对闪光照相图像进行消噪声必须遵循以下两个原则:(1)图像边缘处平滑度小,图像非边缘处平滑度大;(2)沿着图像边缘方向的平滑度最大,沿着垂直图像边缘方向的平滑度最小。 基于PDE(Partial Differential Equations,偏微分方程,简称PDE)的图像消噪声方法是一种自适应的非线性扩散滤波方法。它最大的优点就是采用方向性分布的系数函数代替高斯卷积的各向同性扩散,使得在消除噪声的同时,能较好地保护图像的边缘信息,符合闪光照相图像处理的要求。 本文从基础的线性扩散方程出发,研究了PDE在图像处理应用中的来源,通过求解典型的热传导方程,可以得到等同于高斯低通滤波器的滤波效果。在此基础上,研究了非线性扩散滤波方法的自适应滤波机制,即通过选择适当的扩散系数函数,控制其在图像中进行不同程度的扩散:在边缘处进行较小的扩散或不扩散,以此来保护边缘;在平坦区域进行较大程度的扩散,以此来消除噪声。文章详细地讨论了各类非线性扩散方程的不同作用,并给出了非线性扩散方程的一般表达式。该一般形式充分考虑了在扩散滤波中需要考虑的因素,并在此统一框架下完整地讨论了各参数的选取方法,得到了完全自适应的非线性扩散滤波方法。更进一步,本文基于图像的特征(如边缘)方向,提出了基于图像特征方向的非线性扩散滤波方法。该方法建立在基于图像特征方向的内在正交坐标下,充分考虑了扩散的方向性,使其沿图像特征方向有较大扩散,而在垂直图像特征方向扩散很小或不扩散以保持图像特征。该方法十分清晰地表明了非线性扩散的滤波机制,简化了理论分析。 针对闪光CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件,简称CCD)图像有大幅度的斑点噪声的特殊情况,本文提出了中值-各向异性扩散滤波方法。该方法克服传统非线性扩散滤波方法无法消除脉冲噪声的不足,在具体的应用中取得了较好的结果。 此外,我们还讨论了基于变分问题的扩散滤波方法。变分方法在理论上统一了各类扩散滤波方法,选择不同的变分积分函数(能量范函)可以得到不同的偏微分方程,从而构造出不同的非线性扩散滤波方法。提出了基于变分问题的混合型扩散滤波方案,以此来克服全变分方法的块状效应。实验结果表明,基于变分问题的混合滤波方案对于闪光图像具有更好的消噪效果。
【学位授予单位】:中国工程物理研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:O438

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李禹;SAR图像机动目标检测与鉴别技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜慧茜;郭林楠;梅文博;任彦芳;;基于B样条函数的偏微分方程图像去噪[J];兵工学报;2008年08期
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3 张少辉;沈晓蓉;范耀祖;;一种基于图像特征点提取及匹配的方法[J];北京航空航天大学学报;2008年05期
4 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
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6 何学军;张良欣;任爱娣;;横向补给系统高架索的参激振动研究[J];船舶力学;2011年11期
7 冯弟飞;胡圣武;;空间数据挖掘的方法进展及其问题分析[J];测绘科学;2008年S1期
8 冯弟飞;胡圣武;;空间数据挖掘的方法进展及其问题分析[J];测绘科学;2008年S3期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 田思;袁占亭;孙忠诚;;焊缝射线图象灰度增强处理的研究[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
6 叶萍;翁桂荣;;基于边缘增强扩散及Top-Hat变换的金属断口图像处理[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
7 付峥;郑小强;;综合约束条件下变分法求解SFS问题[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
8 胡美娥;肖智强;谷新蓉;;暗室显影条件对X射线胶片特性曲线的影响[A];中国感光学会影像材料的研究与应用学术研讨会论文集[C];2009年
9 张相芬;陈武凡;王沛;陈胜;何宏;;基于组合滤波器的图像噪声去除方法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
10 Dong Zhao;Qi Wang;Haiyan Sun;Xiaopeng Hu;;A Method of Acceleration Applied in Symmetric-SIFT and SIFT[A];2013年中国智能自动化学术会议论文集(第二分册)[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 沈郑燕;声纳图像去噪与分割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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10 章大勇;激光雷达/惯性组合导航系统的一致性与最优估计问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 金甲;全景视觉图像去噪与增强方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李丽;基于CT影像分析的肺结节检测算法研究[D];大连理工大学;2010年
3 李磊;分裂Bregman方法在图像处理中的应用[D];大连理工大学;2010年
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10 周峰;基于尺度不变特征变换(SIFT)的图像配准技术研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 杜干,张守宏;高阶分形特征在雷达信号检测中的应用[J];电子学报;2000年03期
3 刘振华,毛士艺,袁运能;SAR图像组合分割算法[J];电子学报;2003年06期
4 薛景浩,章毓晋,林行刚;SAR图像基于Rayleigh分布假设的最小误差阀值化分割[J];电子科学学刊;1999年02期
5 李禹;王世晞;计科峰;粟毅;;一种新的高分辨率SAR图像目标自动鉴别方法[J];国防科技大学学报;2007年03期
6 张俊,柳健,张志勇;基于Gabor变换的雷达图像滤波及无监督分割[J];华中理工大学学报;1997年12期
7 王爱民,沈兰荪;图像分割研究综述[J];测控技术;2000年05期
8 刘峰;;基于小波变换的图像扩散滤波方法[J];中国科学E辑:信息科学;2006年06期
9 薛笑荣,张艳宁,赵荣椿;基于分形理论的SAR图像分割[J];计算机工程与应用;2003年24期
10 王子路;李智勇;粟毅;;利用规则化热扩散方程的SAR图像桥梁检测[J];现代雷达;2009年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 郦苏丹;SAR图像特征提取与目标识别方法研究[D];国防科学技术大学;2001年
2 计科峰;SAR图像目标特征提取与分类方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 雷飞;合成孔径雷达图像目标分类研究[D];电子科技大学;2002年
2 盛国芳;SAR图像去噪与分割算法的研究[D];西安电子科技大学;2003年
3 王新楼;基于偏微分方程的SAR图像去噪方法研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘轩;王卫红;唐晓斌;李鹏;;遗传算法在SAR图像目标鉴别特征选择上的应用[J];电子科技;2014年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陶勇;知识辅助的SAR图像目标特性分析与识别研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 陈琪;SAR图像港口目标提取方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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4 盛彬;基于不可分辨关系的图像分割与基于轮廓的图像配准[D];太原理工大学;2012年
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6 李丹;SAR图像目标鉴别算法研究[D];中国电子科学研究院;2013年
【相似文献】
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4 刘军;刘进;施将君;;FTO客体3m闪光照相的Monte-Carlo研究[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
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1 谭肇;闪光照相光电接收系统的空间分辨率研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2002年
2 张绚;双轴闪光照相系统中的散射问题研究[D];中国工程物理研究院;2010年
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