收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于PDE的图像恢复模型和图像增强与分割算法研究

陈利霞  
【摘要】: 数字图像处理技术与工程学、计算机科学、信息科学、统计学、物理、化学、生物、医学以及社会科学技术结合,成为科学研究以及社会生产的不可缺少的工具。目前在图像处理领域有随机建模、小波理论和偏微分方程三大类方法。本文主要探讨偏微分方程方法以及图像处理中的图像恢复、图像增强和聚类分割的研究。 本文主要做了以下几个方面的工作: 1.由于热扩散方程在梯度方向和切线方向具有相同的扩散,从而不能保留图像的边缘细节,针对这一点缺点,提出了一种改进的热方程扩散模型。新模型在传统的热方程的基础上,在梯度方向引入扩散函数后,引导扩散,使得扩散在梯度方向根据图像的特征来实施不同程度的平滑,从而保护图像的边缘信息。该模型不但可以去噪,还具有一定的修补能力。实验结果表明新模型的效果明显。 2.方向扩散虽然只沿着图像梯度方向进行,但对图像中每个区域的扩散程度一样,没有充分考虑图像本身的特征,针对这点,提出了一种改进的方向扩散滤波模型。该模型中引入扩散函数,并利用小波变换的模替代梯度算子的模,使得扩散程度根据图像的特征信息进行,并提高了对噪声的鲁棒性。仿真实验表明这种改进的有效性。 3.在经典的总变分模型的基础上,提出了非线性与线性的加权变分模型。非线性加权变分模型是在总变分模型的正则项中引入权函数,利用权函数引导扩散,使得扩散过程针对图像的特征实施,该模型在消噪的同时能更好地保持图像的纹理特征和边缘信息;线性加权变分模型是对含噪图像进行预处理,再利用处理后的图像引导扩散,从而降低计算复杂度。数值实验表明,与TV模型相比,改进的方法无论是在视觉效果还是峰值信噪比上都有明显的提高。 4.将传统的TV模型与小波变换进行有机结合,提出了三个图像去噪模型。这三种模型都是对扩散项进行改进,引入不同的扩散函数,并结合高斯白噪声在小波域中的特性,利用小波变换的模来检测边缘,使得新模型能更好的保持图像的边缘等细节特征。 5.考虑到利用L1范数作为保真项的优点,在TV-L1模型的基础上,通过引入扩散函数来改变该模型的扩散项,并结合小波变换的模,提出了三个基于L1范数与小波的变分模型。 6.在对比度受限的自适应直方图均衡化算法(CLAHE)的基础上,根据实际图像各子块直方图的标准差大小动态调整剪切系数,提出了一种对比度自适应剪切的直方图均衡化算法;结合对比度适应剪切与加权平均的直方图均衡算法,提出了一种对比度自适应剪切的加权平均直方图均衡化算法。实验表明新算法对照度不均图像的增强效果明显,与传统CLAHE方法相比,能在平衡照度的同时,能有效的控制图像亮度,提升图像品质。 7.首先针对K-means算法对初始点敏感并收敛于局部极小的缺点,本文提出了基于密度估计和距离优化的全局次最优的聚类算法并成功应用于颜色聚类分析。该算法稳定,运行速度快。其次,结合中位切割法,提出了一种基于视觉一致的颜色聚类的图像分割算法。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈飞;徐荣聪;王美清;;基于拉氏锐化算子的四阶偏微分方程图像去噪算法[J];福州大学学报(自然科学版);2008年05期
2 许永峰;张书玲;张博;苏永利;;一个小波域上各向异性扩散去噪算法[J];西北大学学报(自然科学版);2008年05期
3 赖新平;胡海平;;基于各向异性扩散的降噪新方法[J];上海大学学报(自然科学版);2009年04期
4 王志强;严壮志;钱跃竑;;图像非线性扩散去噪的格子波尔兹曼方法[J];应用科学学报;2010年04期
5 杜卫平;;基于方向扩散的线性扩散图像去噪方法[J];西安文理学院学报(自然科学版);2010年03期
6 陈利霞;宋国乡;丁宣浩;王旭东;;改进的总变分去噪算法[J];光子学报;2009年04期
7 王益艳;;基于平滑核的广义变分去噪模型[J];重庆师范大学学报(自然科学版);2010年06期
8 芦碧波;郭志昌;曹杨;李美慧;胡歆瑶;;非局部偏微分方程去噪模型[J];吉林大学学报(理学版);2007年06期
9 袁修贵;王琛;;一种基于小波分析的各向异性图象去噪方法[J];数学理论与应用;2007年01期
10 朱光美;;一种改进的各向异性扩散图像去噪及平滑模型[J];赤峰学院学报(自然科学版);2011年08期
11 王鹏;卢荣华;岳中亮;姚红;朱长青;;基于AMSS方程的道路影像去噪方法[J];测绘科学技术学报;2006年03期
12 黄华;王孝通;;基于高斯比例混合模型图像Curvelet域去噪[J];科技导报;2009年03期
13 杨海峰,侯朝桢;基于证据理论的小波萎缩图像去噪[J];光学技术;2005年05期
14 许娟;;图像去噪的ROF模型及仿真实验[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年02期
15 王健;罗登红;陈辉;唐国清;;基于ROF模型的图像去噪算法[J];科技信息;2010年28期
16 陈力;黎健生;;用于图像平滑去噪的快速各向异性反扩散算法[J];汕头大学学报(自然科学版);2008年01期
17 钱伟新;王婉丽;刘瑞根;;一种基于偏微分方程约束的闪光照相图像重建算法[J];强激光与粒子束;2008年02期
18 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
19 邓承志;曹汉强;汪胜前;;Curvelet变换域自适应收缩图像去噪[J];应用科学学报;2008年01期
20 赵树峰;罗宏文;黄承奇;马驷良;;基于AOS方法的非线性总变差去噪模型[J];吉林大学学报(理学版);2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 卢汉明;高德俊;;基于多尺度变换相结合的图像增强算法[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
2 黄晓山;;数字图像处理及其在医学上的应用[A];2009年浙江省医学工程学术年会论文汇编[C];2009年
3 薛玉涵;钱亮;鞠浩;;基于模糊噪声配套图像的去运动模糊方法[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
4 陈春宁;田睿;王毅楠;;基于色差插值的BAYER格式图像色彩复原实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
5 罗强;任庆利;;基于局部IFS理论提取图像边缘[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
6 徐庆伟;刘洲峰;李春雷;;一种基于小波变换的图像边缘检测算法[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
7 蒋奇;高瑞;王雷;;管道漏磁场影响因素的研究[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
8 靳士利;赵志刚;;基于小波与非线性扩散的混合图像去噪[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
9 项昱晖;江开勇;夏涛;;基于动态域值的鞋帮图像边缘提取方法[A];2005年中国机械工程学会年会第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
10 项昱晖;江开勇;夏涛;;基于动态域值的鞋帮图像边缘提取方法[A];2005年中国机械工程学会年会论文集第11届全国特种加工学术会议专辑[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈利霞;基于PDE的图像恢复模型和图像增强与分割算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
2 陈玫玫;手指静脉图像的去噪与分割算法研究[D];吉林大学;2010年
3 韩永华;农田图像的统计迭代分割方法研究[D];浙江大学;2011年
4 陈少波;SAR图像相干斑抑制算法研究[D];华中科技大学;2010年
5 康文炜;冠状动脉造影图像的分割方法研究[D];吉林大学;2010年
6 陈国忠;SAR图像纹斑噪声抑制算法研究[D];上海交通大学;2008年
7 张军;基于分数阶变分PDE的图像建模与去噪算法研究[D];南京理工大学;2010年
8 邢坤;基于可见光遥感图像的典型目标识别关键技术研究及其系统实现[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 邢坤;基于可见光遥感图像的典型目标识别关键技术研究及其系统实现[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 李贺;面向对象的PolSAR图像典型地物提取关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王百超;图像PDE滤波和盲恢复技术的理论研究及其在IVUS图像处理中的应用[D];山东大学;2011年
2 陈燊;基于小波变换与偏微分方程的图像去噪算法研究[D];西北大学;2010年
3 栗艳艳;基于小波变换和偏微分方程的图像去噪算法研究[D];西安理工大学;2010年
4 高飞;基于偏微分方程的图像去噪算法研究[D];大连海事大学;2011年
5 周浩;基于偏微分方程的图像降噪算法研究[D];江苏科技大学;2010年
6 陈建;基于脑出血CT图像的分割与提取算法研究[D];安徽大学;2012年
7 郭静;基于非线性扩散方程的并行图像去噪研究[D];重庆邮电大学;2010年
8 邢月启;图像去噪的偏微分方程方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
9 杨文国;一种基于扩散方程的图像去噪方法[D];南京信息工程大学;2007年
10 李月荣;基于偏微分方程的图像去噪方法[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陆志城;一支独秀到何时?[N];医药经济报;2002年
2 ;B超术语解释[N];农村医药报(汉);2008年
3 ;用三星数码DigimaxMaster软件处理照片[N];科技日报;2007年
4 陕西 瞿贵荣;彩电特殊故障检修五例[N];电子报;2007年
5 本报驻堪培拉记者  戴军;陶哲轩:数学兴趣与生俱来[N];光明日报;2006年
6 本报记者 钱炜;穷数理 求百通 智超群豪[N];科技日报;2010年
7 本报记者 敖蓉 复旦大学教授 谷超豪;科研育人两无私[N];经济日报;2010年
8 于亮、阿鲲;技术“扫”天下[N];中国计算机报;2002年
9 晶 莹;三星新推精细大屏等离子显示器[N];中国质量报;2005年
10 马骏睿 皓月;制作版画效果图片[N];中国摄影报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978