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基于改进指数全变分的图像重建模型
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作者 李艳 郭定辉 《工程数学学报》 北大核心 2025年第1期1-12,共12页
将指数全变分引入计算机断层成像重建模型中,建立能够在能量较低时进行灰度变换以适当地抑制阶梯效应且能在能量较高时避免出现过平滑的改进指数全变分重建模型(Modified Exponential Total Variation,METV),并利用变分方法证明该改进... 将指数全变分引入计算机断层成像重建模型中,建立能够在能量较低时进行灰度变换以适当地抑制阶梯效应且能在能量较高时避免出现过平滑的改进指数全变分重建模型(Modified Exponential Total Variation,METV),并利用变分方法证明该改进模型对应的最小化问题的解的存在性。通过实验验证了,在添加了不同强度的混合噪声的情况下,相对于TV模型和ETV模型,METV重建模型都能够得到非常接近真实图像的重建图像,且得到的图像边缘结构更加清晰。 展开更多
关键词 全变分重建模型 图像重建 能量曲线 变分法 解的存在性
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基于改进正问题模型和模因算法的ECT图像重建
2
作者 颜华 徐利娟 +1 位作者 王伊凡 周英钢 《沈阳工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第6期813-818,共6页
为提高电容层析成像的图像重建质量,提出了一种基于改进正问题模型和模因算法的图像重建算法,即Im-MA算法。通过对灵敏度矩阵进行平滑滤波和降维处理,改进正问题模型。使用L_(2)范数作为数据拟合的测度,并将全变差作为正则项,构建目标函... 为提高电容层析成像的图像重建质量,提出了一种基于改进正问题模型和模因算法的图像重建算法,即Im-MA算法。通过对灵敏度矩阵进行平滑滤波和降维处理,改进正问题模型。使用L_(2)范数作为数据拟合的测度,并将全变差作为正则项,构建目标函数,将图像重建问题转化为最优化问题。采用麻雀搜索算法和天牛须搜索算法相结合的模因(memetic algorithm,MA)算法求解目标函数。仿真与实验结果表明:与常用的Landweber算法相比,Im-MA算法的重建误差更小,且重建图像与真实分布更加接近。Im-MA算法为解决ECT逆问题提供了一种有效的新方法。 展开更多
关键词 电容层析成像 图像重建 正问题模型 模因算法 灵敏度矩阵 降维 平滑滤波 全变差
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基于全变分加权差正则的高光谱图像去噪算法 被引量:1
3
作者 钱妍 张莉 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期47-53,76,共8页
针对现有全变分模型在高光谱图像中出现的伪影、边缘结构消失等问题,文章提出一种增强型三维全变分加权差正则模型。首先,该模型并非直接将稀疏性强加于梯度映射本身,而是对梯度映射的基矩阵添加稀疏性约束。此外,与一般稀疏约束方法不... 针对现有全变分模型在高光谱图像中出现的伪影、边缘结构消失等问题,文章提出一种增强型三维全变分加权差正则模型。首先,该模型并非直接将稀疏性强加于梯度映射本身,而是对梯度映射的基矩阵添加稀疏性约束。此外,与一般稀疏约束方法不同的是,为避免由l_(1)范数自身局限性带来的去噪不良影响,利用l_(1)范数与l_(2)范数的全变分加权差(简记为l_(1-2))分别对高光谱图像的空间域与光谱域施加稀疏约束。实验结果表明,该文提出的算法有效避免了伪影的产生以及图像细节丢失的问题,具有更优的去噪效果。 展开更多
关键词 高光谱图像 混合噪声 全变分模型 稀疏性 梯度映射
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改进的总变分去噪算法 被引量:13
4
作者 陈利霞 宋国乡 +1 位作者 丁宣浩 王旭东 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1001-1004,共4页
提出两个改进的模型用以解决标准TV模型在处理纹理丰富的图像时易丢失重要信息以B用梯度检测边缘时易受噪音干扰的缺点.模型A是在标准TV模型的基础上作了两点改进,一是引入边缘检测函数来引导扩散,二是利用小波变换的模来检测边缘.这使... 提出两个改进的模型用以解决标准TV模型在处理纹理丰富的图像时易丢失重要信息以B用梯度检测边缘时易受噪音干扰的缺点.模型A是在标准TV模型的基础上作了两点改进,一是引入边缘检测函数来引导扩散,二是利用小波变换的模来检测边缘.这使得新模型不但根据图像的特征进行平滑,并具有较强的抗噪能力,从而能更好地保护边缘.模型B是基于噪音在小波域中的特性对模型A在计算复杂度上的简化.数值试验表明,这两个模型均比TV模型具有较好的性能. 展开更多
关键词 偏微分方程 图像去噪 小波 总变分 TV模型
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基于全变差和P-Laplace模型的混合图像修复算法 被引量:7
5
作者 李丹 仲崇权 +1 位作者 王世强 陈祖军 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期676-681,共6页
图像修复是近年来图像处理研究的主要问题之一.在基于偏微分方程的修复算法中,全变差(total variation,TV)模型能够很好地保护图像边缘信息,但其各向异性扩散方式在平坦区域容易产生阶梯效应;而在图像平坦区域具有良好修复效果的P-Lapl... 图像修复是近年来图像处理研究的主要问题之一.在基于偏微分方程的修复算法中,全变差(total variation,TV)模型能够很好地保护图像边缘信息,但其各向异性扩散方式在平坦区域容易产生阶梯效应;而在图像平坦区域具有良好修复效果的P-Laplace模型,其各向同性扩散方式不适于修复图像边缘信息.将TV模型和P-Laplace模型有机结合起来,提出了一种混合图像修复算法.提出的扩散控制参数k能够根据待修复像素所在区域调节两种信息扩散方式的重要程度,实现混合图像修复.实验结果表明,所提算法获得了更好的修复结果. 展开更多
关键词 图像修复 全变差(TV)模型 P-Laplace 模型
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一种新的基于CV模型的图像分割算法 被引量:11
6
作者 林挺强 高峰 +1 位作者 唐沐恩 文贡坚 《信号处理》 CSCD 北大核心 2010年第12期1852-1857,共6页
CV模型是一种重要的图像分割模型,本文针对其收敛速度慢、效率低的缺点提出一种求解CV模型的新方法。首先将CV模型的能量泛函改写成与原来有相同稳定解的总变分公式形式,然后使用对偶公式法求总变分公式的极小值,再在其中引入一速度项... CV模型是一种重要的图像分割模型,本文针对其收敛速度慢、效率低的缺点提出一种求解CV模型的新方法。首先将CV模型的能量泛函改写成与原来有相同稳定解的总变分公式形式,然后使用对偶公式法求总变分公式的极小值,再在其中引入一速度项以加快模型的收敛速度。新方法一方面克服了梯度下降法要求时间步长小、迭代次数多的缺点,经过较少次的迭代就能收敛,减少了迭代计算的次数;另一方面,引入的速度项能够减少每次迭代的时间,从而缩短求解模型的时间。速度项的引入同时减少了对梯度的依赖,增强了抗噪性。另外,可以通过调节速度项得到不同数目的同质区域,以适应相同图像不同分割任务的需求。实验结果表明本文方法是有效的。 展开更多
关键词 CV模型 水平集 总变分 对偶公式
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基于总体变差模型的数字滤波器设计及其性能研究 被引量:9
7
作者 肖亮 吴慧中 +1 位作者 韦志辉 汤淑春 《信号处理》 CSCD 2003年第3期247-251,共5页
根据经典总体变差恢复模型,设计了一种新型的应用于图像去噪的数字TV滤波器的一种算法。该新型滤波器是绝对稳定的低通滤波器,在抑制噪声的同时能够很好的保留图像的细节信息。与一般的统计滤波器不同,该滤波器充分利用了局部数据的梯... 根据经典总体变差恢复模型,设计了一种新型的应用于图像去噪的数字TV滤波器的一种算法。该新型滤波器是绝对稳定的低通滤波器,在抑制噪声的同时能够很好的保留图像的细节信息。与一般的统计滤波器不同,该滤波器充分利用了局部数据的梯度信息精确计算滤波器系数,滤波过程是图像自适应的。文中直接给出了新型滤波器固定的模板形式,使滤波过程简单易行。最后将新型滤波器与中值滤波器、均值滤波器、高斯滤波器等进行性能比较,效果更好。 展开更多
关键词 数字滤波器 设计 总体变差模型 图像处理 图像分割
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数字破损图像的非线性各向异性扩散修补算法 被引量:21
8
作者 张红英 彭启琮 吴亚东 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期1541-1546,共6页
首先从局部坐标角度分析整体变分(TV)模型与p-Laplace算子的物理意义,从本质上说明p-Laplace算子的扩散性能优于TV模型,进而提出一种基于p-Laplace算子的图像修补算法.该算法利用p-Laplace算子的非线性各向异性扩散的性能来填充受损区域... 首先从局部坐标角度分析整体变分(TV)模型与p-Laplace算子的物理意义,从本质上说明p-Laplace算子的扩散性能优于TV模型,进而提出一种基于p-Laplace算子的图像修补算法.该算法利用p-Laplace算子的非线性各向异性扩散的性能来填充受损区域.与TV修补算法相比,文中算法能快速收敛,并达到更好的修补效果,其综合性能优于TV修补算法. 展开更多
关键词 图像修补 整体变分模型 P-LAPLACE算子 非线性各向异性扩散
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全变分自适应图像去噪模型 被引量:46
9
作者 张红英 彭启琮 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期50-53,共4页
通过分析三种主要变分去噪模型(调和、全变分以及广义全变分模型)的优缺点,提出了一种基于全变分的自适应图像去噪模型。该模型根据噪声图像的信噪比,采用高斯滤波器对图像进行预处理,克服了全变分模型引入的阶梯效应;利用图像中每一像... 通过分析三种主要变分去噪模型(调和、全变分以及广义全变分模型)的优缺点,提出了一种基于全变分的自适应图像去噪模型。该模型根据噪声图像的信噪比,采用高斯滤波器对图像进行预处理,克服了全变分模型引入的阶梯效应;利用图像中每一像素点的梯度信息,自适应选取去噪模型中决定扩散强弱的参数p(x,y),使接近边缘处平滑较弱,远离边缘处平滑较强。数值实验表明,本方法在去除噪声的同时保留了图像的细节信息,取得了很好的降噪性能,其峰值信噪比(PSNR)在高噪声水平下,较其他变分方法至少提高1.0dB左右。 展开更多
关键词 图像去噪 图像复原 全变分模型 自适应去噪
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基于图像分解的图像修复技术 被引量:11
10
作者 林云莉 赵俊红 +1 位作者 朱学峰 胡永健 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期187-189,192,共4页
针对整体变分(TV)图像修复模型缺点,提出基于图像分解的修复模型。采用图像分解技术,提取图像的结构信息和纹理信息。将图像结构部分用基于TV的改进模型进行修复,避免TV模型在平滑区域产生阶梯效应。在迭代过程中,对图像的特征点与非特... 针对整体变分(TV)图像修复模型缺点,提出基于图像分解的修复模型。采用图像分解技术,提取图像的结构信息和纹理信息。将图像结构部分用基于TV的改进模型进行修复,避免TV模型在平滑区域产生阶梯效应。在迭代过程中,对图像的特征点与非特征点分别考虑,确保在修复过程中特征点不被模糊化,图像纹理部分采用改进的基于样本修复技术。Matlab仿真实验结果表明,改进算法的修复效果和峰值信噪比计算结果优于原始算法。 展开更多
关键词 图像修复 整体变分模型 图像分解 结构信息 纹理信息
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非线性扩散图像去噪中的耦合自适应保真项研究 被引量:12
11
作者 朱立新 王平安 夏德深 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期1519-1524,共6页
讨论了一种基于非线性扩散方程的图像去噪方法.在讨论了图像去噪的3个基本要求的基础上,总结了平均曲率运动去噪模型和总变差去噪模型中利用保真项的不足.将利用图像的局部信息构造的自适应保真项引入到方向扩散去噪模型中,克服了原有... 讨论了一种基于非线性扩散方程的图像去噪方法.在讨论了图像去噪的3个基本要求的基础上,总结了平均曲率运动去噪模型和总变差去噪模型中利用保真项的不足.将利用图像的局部信息构造的自适应保真项引入到方向扩散去噪模型中,克服了原有方法在耦合保真项上的不足,使新的非线性扩散去噪模型能够在有效地去除噪声的同时很好地保持目标尖角、边缘等重要的几何结构.实验结果表明,耦合自适应保真项的扩散方程能够很好地保持图像中目标的几何结构,同时具有良好的去噪能力. 展开更多
关键词 平均曲率运动 总变差模型 保真项 图像去噪
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一种改进的小波域图像修复算法 被引量:9
12
作者 胡文瑾 刘仲民 李战明 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2014年第5期299-303,共5页
针对全变分小波图像修复算法在平滑区易产生阶梯效应并且噪声抑制不充分的缺陷,提出一种新颖的小波域图像修复模型。通过优化一个全变分和图像梯度的二范数的能量泛函来实现小波域的图像修复,使得在去除噪声的同时较好地保留了图像的边... 针对全变分小波图像修复算法在平滑区易产生阶梯效应并且噪声抑制不充分的缺陷,提出一种新颖的小波域图像修复模型。通过优化一个全变分和图像梯度的二范数的能量泛函来实现小波域的图像修复,使得在去除噪声的同时较好地保留了图像的边缘,在平滑区域削弱了阶梯效应,并利用有限差分法对所建立的扩散方程进行数值求解。实验结果表明:所提方法对于不同丢失比例的图像以及噪声图像都取得了较好的修复效果,尤其当小波系数丢失率较高时更为明显。 展开更多
关键词 图像修复 小波域 全变分模型 二次范数
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自适应全变分图像去噪模型及其快速求解 被引量:18
13
作者 刘文 吴传生 许田 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第12期4797-4800,共4页
在联合冲击滤波器和非线性各向异性扩散滤波器对含噪图像做预处理的基础上,利用边缘检测算子选取自适应参数,构建能同时兼顾图像平滑去噪与边缘保留的自适应全变分模型,并基于Bregman迭代正则化方法设计了其快速迭代求解算法。实验结果... 在联合冲击滤波器和非线性各向异性扩散滤波器对含噪图像做预处理的基础上,利用边缘检测算子选取自适应参数,构建能同时兼顾图像平滑去噪与边缘保留的自适应全变分模型,并基于Bregman迭代正则化方法设计了其快速迭代求解算法。实验结果表明,自适应去噪模型及其求解算法在快速去除噪声的同时保留了图像的边缘轮廓和纹理等细节信息,得到的复原图像在客观评价标准和主观视觉效果方面均有所提高。 展开更多
关键词 图像去噪 全变分模型 Bregman迭代正则化 分裂Bregman迭代算法
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一种新的基于偏微分方程的图像修复 被引量:20
14
作者 廉晓丽 徐中宇 +1 位作者 冯丽丽 晁玉忠 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期234-236,共3页
图像的修复是图像处理中一个重要的部分,主要是利用一定的方法针对产生划痕和有缺损的图像进行修复,或者从图像中去除指定的物体和文字,以达到特定的目的。该文比较了CDD图像修复模型和快速图像修复模型的性能。它们都满足"连接整... 图像的修复是图像处理中一个重要的部分,主要是利用一定的方法针对产生划痕和有缺损的图像进行修复,或者从图像中去除指定的物体和文字,以达到特定的目的。该文比较了CDD图像修复模型和快速图像修复模型的性能。它们都满足"连接整体性准则",对于具有较大破损区域及细小边缘的图像具有良好的修复能力。但是前者修复速度较慢,而后者可以克服CDD修复速度较慢的缺点。实验结果表明,该模型在保证与CDD模型相近修复质量的情况下可以大幅度地提高修复速度。 展开更多
关键词 图像修复 偏微分方程 TV模型 CDD模型 连接整体性准则
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基于偏微分方程的混合噪声去噪研究 被引量:12
15
作者 杨农丰 吴成茂 屈汉章 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第6期1899-1902,共4页
针对目前图像去噪方法存在的主要缺陷是仅适用于单一噪声的滤除,无法解决图像混合噪声去噪的问题,提出一种加权混合噪声模型,建立其能量泛函表达式,利用变分法获得其欧拉—拉格朗日方程并给出其显式差分迭代求解算法。通过对其数值算法... 针对目前图像去噪方法存在的主要缺陷是仅适用于单一噪声的滤除,无法解决图像混合噪声去噪的问题,提出一种加权混合噪声模型,建立其能量泛函表达式,利用变分法获得其欧拉—拉格朗日方程并给出其显式差分迭代求解算法。通过对其数值算法的改进,不仅提高了该模型数值算法的速度和稳定性,而且在一定程度上避免了降噪后图像的阶梯效应。仿真实验表明,加权混合噪声去噪算法在去除混合噪声的同时更好地保留了图像的细节信息,其降噪性能相比现有方法有一定程度的改善。 展开更多
关键词 图像去噪 全变分模型 能量泛函 阶梯效应 显式差分
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基于Shearlet变换和TV模型的医学图像融合 被引量:8
16
作者 吴一全 殷骏 朱丽 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2013年第5期565-571,共7页
为了综合多模态医学图像的互补信息,为临床诊断和辅助治疗提供更为充分有效的依据,提出了一种基于Shearlet变换和全变差(Total variation,TV)模型的含噪医学图像融合方法。首先对源图像(CT/MRI图像或CT/PET图像)进行Shearlet变换,产生... 为了综合多模态医学图像的互补信息,为临床诊断和辅助治疗提供更为充分有效的依据,提出了一种基于Shearlet变换和全变差(Total variation,TV)模型的含噪医学图像融合方法。首先对源图像(CT/MRI图像或CT/PET图像)进行Shearlet变换,产生一个低频子带和若干高频子带。然后对低频子带采用基于区域方差的融合策略,以完整地保留源图像的解剖信息或功能信息;对于高频子带,则利用TV模型进行去噪预处理,避免噪声对融合结果的干扰,再采用改进拉普拉斯能量和(Sum-modified-Laplacian,SML)的融合策略,最大程度地融合边缘、细节信息。大量实验结果表明,与近年来提出的3种融合方法相比,本文提出的方法对无噪声和有噪声的医学图像都能取得更好的融合效果,融合图像完整地保留了源图像的信息,目标的边缘、细节清晰,计算效率也有所提高。 展开更多
关键词 医学图像融合 SHEARLET变换 全变差模型 区域方差
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基于相对总变差模型与自适应形态学的织物瑕疵检测 被引量:15
17
作者 张波 汤春明 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期145-149,162,共6页
为解决目前基于图像处理的织物瑕疵检测算法中,因织物纹理的多样性与瑕疵形状尺寸的不确定性所造成的检测效果差的问题,提出一种基于结构-纹理模型与自适应数学形态学的织物瑕疵检测算法。首先采用相对总变差模型对织物图像进行滤波以... 为解决目前基于图像处理的织物瑕疵检测算法中,因织物纹理的多样性与瑕疵形状尺寸的不确定性所造成的检测效果差的问题,提出一种基于结构-纹理模型与自适应数学形态学的织物瑕疵检测算法。首先采用相对总变差模型对织物图像进行滤波以去除织物纹理,然后在得到的灰度图像上直接进行基于自适应邻域的灰度形态学运算,形态学算子采用开运算算子,最终得到织物瑕疵的增强图像。采用基于相对总变差模型与自适应形态学相结合的方法与2种已知的Gabor算法进行比对,对4类典型织物瑕疵进行检测实验和分析。结果表明,本文方法能更好地提取织物瑕疵。 展开更多
关键词 织物瑕疵 结构-纹理模型 相对总变差模型 数学形态学 自适应邻域
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微焦点X射线图像乘性加性混合噪声的去除 被引量:10
18
作者 高红霞 吴丽璇 +2 位作者 徐寒 康慧 胡跃明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3100-3113,共14页
考虑微焦点X射线仪成像信噪比低,混合噪声污染严重等问题,提出了一种乘性、加性混合噪声去除方法。首先,建立了含乘性、加性混合噪声的图像模型;其次,基于总变分和稀疏表示原理分别构造了滤除加性噪声和乘性噪声的目标函数;最后,应用显... 考虑微焦点X射线仪成像信噪比低,混合噪声污染严重等问题,提出了一种乘性、加性混合噪声去除方法。首先,建立了含乘性、加性混合噪声的图像模型;其次,基于总变分和稀疏表示原理分别构造了滤除加性噪声和乘性噪声的目标函数;最后,应用显式差分算法和梯度投影算法分步滤除加性噪声和乘性噪声。实验结果显示,与总变分去加性噪声方法相比,该方法处理后的图像平滑区域均值与标准差比(MSR)平均提升了10.9%,细节区域拉普拉斯梯度模(LS)平均提升了15.6%。这些结果表明:本文算法不仅有效滤除了微焦点X射线图像的混合噪声,并且较好地保留了图像细节特征,能够满足集成电路内部缺陷检测对图像平滑度和细节清晰度的要求。 展开更多
关键词 微焦点X射线检测 X射线图像 总变分模型 稀疏表示 混合去噪
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自适应Split Bregman迭代的红外图像降噪算法 被引量:4
19
作者 王宇 汤心溢 +1 位作者 罗易雪 王世勇 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期546-551,共6页
对于全变分降噪模型,Split Bregman算法收敛快而且具有较好的降噪效果.通过研究Split Bregman算法,提出了一种自动调节拉格朗日乘子和罚参数的自适应Split Bregman算法.实验结果表明,新方法与传统Split Bregman算法相比具有更快的收敛速... 对于全变分降噪模型,Split Bregman算法收敛快而且具有较好的降噪效果.通过研究Split Bregman算法,提出了一种自动调节拉格朗日乘子和罚参数的自适应Split Bregman算法.实验结果表明,新方法与传统Split Bregman算法相比具有更快的收敛速度,同时能在保持红外图像边缘特性的前提下有效地去除噪声. 展开更多
关键词 红外图像降噪 全变分模型 迭代
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基于变分PDE的非线性数字混合滤波器 被引量:5
20
作者 张红英 吴亚东 吴斌 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期1089-1093,共5页
从局部扩散角度分析了经典变分PDE复原模型的不足,给出一种基于全变差模型和调和模型的混合图像复原模型,并导出了相应的数字混合滤波器·该滤波器可以根据图像的局部梯度特征自适应选取滤波器系数,能在去噪的同时保留边缘,并削弱... 从局部扩散角度分析了经典变分PDE复原模型的不足,给出一种基于全变差模型和调和模型的混合图像复原模型,并导出了相应的数字混合滤波器·该滤波器可以根据图像的局部梯度特征自适应选取滤波器系数,能在去噪的同时保留边缘,并削弱平滑区域的阶梯效应,具有较好的综合性能·针对该混合滤波器,还设计出相应的图像修补和放大算法·大量仿真实验表明,该滤波器可以很好地应用于图像的去噪、修补和放大· 展开更多
关键词 图像复原 数字滤波器 全变差模型 调和模型 非线性 偏微分方程
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