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AWTV和高斯注意力引导的LDCT图像去噪网络
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作者 李志媛 刘祎 +4 位作者 张鹏程 张丽媛 任时磊 芦婧 桂志国 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第3期253-263,共11页
低剂量CT(low-dose CT,LDCT)图像的去噪任务是一个高度复杂且不确定的逆问题。现有的基于CNN的方法虽然有效,但提升空间有限且计算成本高。相比之下,将图像先验知识与模型相结合来辅助图像去噪是一种更有效的方法。提出了一种名为AWTV_G... 低剂量CT(low-dose CT,LDCT)图像的去噪任务是一个高度复杂且不确定的逆问题。现有的基于CNN的方法虽然有效,但提升空间有限且计算成本高。相比之下,将图像先验知识与模型相结合来辅助图像去噪是一种更有效的方法。提出了一种名为AWTV_GANet的LDCT图像去噪框架。该框架利用自适应加权总变分(adaptive weighted total variation,AWTV)展开和高斯注意力引导的方法,通过端到端的CNN模型,将噪声优化模型、边缘检测模型和图像重建模型集成在一起。实验证明,AWTV_GANet能够准确地去除伪影噪声,并恢复出更精细的结构细节,与其他方法相比具有优异的性能。 展开更多
关键词 低剂量CT 图像去噪 深度学习 自适应加权总变分
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双曲型线性方程三阶和四阶TVD格式的新构造 被引量:2
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作者 王嘉松 倪汉根 何友声 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期548-551,共4页
利用 Taylor级数理论和总变差减小 ( TVD)格式的充分条件构造了时间二阶、空间五点三阶和四阶新 TVD格式 .给出了新 TVD格式与传统 TVD格式及近期建立的二阶新 TVD格式用于线性双曲型方程的计算结果 ,表明本文新格式特别是四阶 TVD格式... 利用 Taylor级数理论和总变差减小 ( TVD)格式的充分条件构造了时间二阶、空间五点三阶和四阶新 TVD格式 .给出了新 TVD格式与传统 TVD格式及近期建立的二阶新 TVD格式用于线性双曲型方程的计算结果 ,表明本文新格式特别是四阶 TVD格式具有比二阶新 TVD格式和传统 TVD格式峰值衰减更慢、间断更陡 ,而计算工作量具有与传统二阶 展开更多
关键词 总变差减小 TAYLOR级数 双曲型方程 差分格式 高阶精度
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一种改进的TVD电机轴承故障特征提取方法 被引量:3
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作者 王凡 马军 +1 位作者 王晓东 朱江艳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期203-214,共12页
针对全变分去噪(total variation denoising,TVD)方法在恢复信号特征的过程中使用L1范数会导致信号振幅降低和正则化参数λ难以选取的问题,提出了一种基于非凸全变分去噪(no convex total variation denoising,NCTVD)和天牛须搜索(beetl... 针对全变分去噪(total variation denoising,TVD)方法在恢复信号特征的过程中使用L1范数会导致信号振幅降低和正则化参数λ难以选取的问题,提出了一种基于非凸全变分去噪(no convex total variation denoising,NCTVD)和天牛须搜索(beetle antennae search,BAS)算法的电机轴承故障特征提取方法。首先,引入反正切非凸惩罚函数定义二阶TVD中的正则化项,增强信号的冲击特征并诱导稀疏性;其次,利用BAS算法对NCTVD中的正则化参数λ和凸性参数a进行寻优并选取最佳参数组合来增强所构造模型的降噪性能,并给予参数约束来保证模型严格凸的性质;然后,通过最小优化算法求解新的NCTVD模型,实现振动信号的降噪和特征增强;最后,结合Teager能量算子(Teager-kaiser energy operator,TKEO)方法对降噪后的信号进行频谱分析,实现对电机轴承故障特征提取的应用验证。公开数据和实测数据的试验结果表明,该方法不仅有效地抑制噪声干扰和表征故障信息,还改善了传统TVD模型在提取故障特征过程中产生的脉冲能量衰减和稀疏效果欠佳的问题。 展开更多
关键词 电机轴承 故障诊断 全变分去噪(tvd) 天牛须搜索(BAS)
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基于TVD和MSB的滚动轴承故障特征提取 被引量:12
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作者 朱丹宸 张永祥 +1 位作者 赵磊 朱群伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期103-109,125,共8页
针对滚动轴承故障冲击信号周期性强且易被背景噪声淹没的特点,提出一种基于二阶全变分去噪(TVD)与调制信号双谱(MSB)的滚动轴承故障诊断方法。该方法利用二阶TVD处理故障信号,包络谱相关峭度被用于确定滤波过程中的参数λ;为进一步抑制... 针对滚动轴承故障冲击信号周期性强且易被背景噪声淹没的特点,提出一种基于二阶全变分去噪(TVD)与调制信号双谱(MSB)的滚动轴承故障诊断方法。该方法利用二阶TVD处理故障信号,包络谱相关峭度被用于确定滤波过程中的参数λ;为进一步抑制噪声干扰,对滤波后信号进行MSB分析,选取故障特征频率占比最大的5个切片进行平均得到复合切片谱,提取出轴承故障特征;通过分析复合切片谱,判断轴承故障类型。将该方法运用到轴承故障仿真和实验信号。结果表明,所提出的方法能够有效抑制强背景噪声的干扰,实现了滚动轴承的故障诊断,证明了方法的有效性。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 全变分去噪(tvd) 调制信号双谱(MSB)
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基于TVD和ICEEMDAN的滚动轴承微弱故障特征提取 被引量:3
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作者 赵磊 张永祥 朱丹宸 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2020年第4期61-66,共6页
为了清晰准确地提取出强背景噪声下滚动轴承微弱故障特征,提出了总变差降噪(TVD)方法。首先,用TVD进行信号降噪处理;然后,利用改进自适应噪声的完备集成经验模态分解(ICEEMDAN)得到一系列模态;最后,对分解得到的模态进行包络解调以提取... 为了清晰准确地提取出强背景噪声下滚动轴承微弱故障特征,提出了总变差降噪(TVD)方法。首先,用TVD进行信号降噪处理;然后,利用改进自适应噪声的完备集成经验模态分解(ICEEMDAN)得到一系列模态;最后,对分解得到的模态进行包络解调以提取故障特征。仿真信号分析和滚动轴承故障模拟实验表明:该方法能够准确地提取出滚动轴承微弱故障特征,具有可行性。 展开更多
关键词 滚动轴承 总变差降噪 改进自适应噪声的完备集成经验模态分解 特征提取
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基于低秩约束的CT重建算法
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作者 杨春德 高健 姜小明 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第1期204-210,218,共8页
为提高图像重建质量,结合压缩感知理论,提出一种非局部的基于低秩约束的图像重建算法。采用Shepp-Logan头模以及真实脑部CT切片进行重建,以峰值信噪比作为重建图像质量评判标准,并与其他两种重建算法的重建结果比较。经过一定次数迭代后... 为提高图像重建质量,结合压缩感知理论,提出一种非局部的基于低秩约束的图像重建算法。采用Shepp-Logan头模以及真实脑部CT切片进行重建,以峰值信噪比作为重建图像质量评判标准,并与其他两种重建算法的重建结果比较。经过一定次数迭代后,基于该算法的重建图像结果更贴近原始图像,且收敛时间更早。实验结果表明,在重建低剂量CT图像上,提出的算法在重建质量和收敛速度上均优于对比算法。 展开更多
关键词 计算机断层成像 压缩感知 低秩约束 全变差 图像去噪
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张量分解和自适应图全变分的高光谱图像去噪 被引量:4
7
作者 蔡明娇 蒋俊正 +1 位作者 蔡万源 周芳 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期157-169,共13页
高光谱图像在采集过程中受到观测条件、成像仪材料属性、传输条件等客观因素的影响,不可避免地会引入各种噪声。这严重降低了高光谱图像的质量以及限制了后续处理的精度。因此,高光谱图像去噪是一个极其重要的预处理步骤。针对高光谱图... 高光谱图像在采集过程中受到观测条件、成像仪材料属性、传输条件等客观因素的影响,不可避免地会引入各种噪声。这严重降低了高光谱图像的质量以及限制了后续处理的精度。因此,高光谱图像去噪是一个极其重要的预处理步骤。针对高光谱图像去噪问题,提出了低秩张量分解和自适应图全变分的高光谱图像去噪算法。首先,利用低秩张量分解来描述高光谱图像的全局空间和光谱相关性,并使用自适应权重图全变分来刻画高光谱图像空间维度上的分段平滑特性和保留高光谱图像的边缘信息;此外,采用l1-范数、Frobenius-范数分别刻画包括条纹噪声、脉冲噪声、死线噪声在内的稀疏噪声和高斯噪声。由此高光谱图像去噪问题归结为一个包含低秩张量分解和自适应图全变分的约束优化问题。利用增广拉格朗日乘子法对该优化问题进行交替求解。实验结果表明,所提出的高光谱图像去噪算法与现有的算法相比,能够充分刻画高光谱图像数据的内在结构特性,具有更好的去噪性能。 展开更多
关键词 高光谱图像去噪 Tucker分解 自适应图全变分
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基于PCA和总变差模型的图像融合框架 被引量:14
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作者 潘瑜 郑钰辉 +2 位作者 孙权森 孙怀江 夏德深 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1200-1210,共11页
为了能够抑制融合图像中的噪声且提升融合效果,提出一种在进行融合时去噪的新框架,并在此基础上提出一种基于主成分分析(PCA)的融合框架.首先将源图像进行PCA操作,依据前几个主成分重建图像,再经下采样过程得到近似图像;然后通过上采样... 为了能够抑制融合图像中的噪声且提升融合效果,提出一种在进行融合时去噪的新框架,并在此基础上提出一种基于主成分分析(PCA)的融合框架.首先将源图像进行PCA操作,依据前几个主成分重建图像,再经下采样过程得到近似图像;然后通过上采样得到与上层图像的差异图像,即细节图像;最后将最底层近似图像与各层细节图像累加,完成图像的重构.将该框架纳入总变差模型后形成一种新的具有融合和去噪效果的框架.实验结果表明,该方法不仅能对同分辨率图像融合,获得较好的融合效果,而且在全色图像和多光谱图像的融合中可较好地保持光谱信息和空间信息,并能够抑制图像中存在的噪声. 展开更多
关键词 图像融合 主成分分析 图像去噪 总变差
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改进的总变分去噪算法 被引量:13
9
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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一种改进的全变分自适应图像去噪模型 被引量:10
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作者 侯榆青 张欢 +1 位作者 史晶 张玲艳 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期371-373,共3页
目的比较几种不同的变分图像去噪模型的优缺点,提出一种新的根据局部梯度信息自适应调整光滑性测度的模型。方法新模型增加了梯度模值与两个门限的比较,小于门限1采用各向同性扩散去噪模型,大于门限2采用TV去噪模型,梯度模值在两个门限... 目的比较几种不同的变分图像去噪模型的优缺点,提出一种新的根据局部梯度信息自适应调整光滑性测度的模型。方法新模型增加了梯度模值与两个门限的比较,小于门限1采用各向同性扩散去噪模型,大于门限2采用TV去噪模型,梯度模值在两个门限之间的采用自适应去噪模型。结果新模型在强噪声水平下,改善了人眼主观视觉感受,均方误差(MSE)降低了约35,峰值信噪比(PSNR)提高了约2.25dB。结论新模型改进了原有模型,进一步减少了"阶梯"效应,得到了更好的去噪效果。 展开更多
关键词 图像去噪 全变分 自适应 梯度模值 门限
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一种双正则项全变差高光谱图像去噪算法 被引量:5
11
作者 李婷 陈小梅 +2 位作者 陈刚 薛博 倪国强 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期16-20,共5页
受传感器特性影响,高光谱图像中的噪声在各个维度都有体现。噪声的存在降低了高光谱图像中信息的有效性,在进行地物分类前必须采用适当的算法对噪声予以去除。文章针对高光谱图像的噪声特性,提出了一种基于全变差的高光谱图像去噪算法... 受传感器特性影响,高光谱图像中的噪声在各个维度都有体现。噪声的存在降低了高光谱图像中信息的有效性,在进行地物分类前必须采用适当的算法对噪声予以去除。文章针对高光谱图像的噪声特性,提出了一种基于全变差的高光谱图像去噪算法。该算法将经典二维图像全变差去噪模型推广至三维形式,提出了采用双正则项及相应的调整参数的目标函数,在三维空间中完成新目标函数的离散化,并采用基于优化-最小化算法的迭代方法对目标函数进行优化与求解。对星载Hyperion成像光谱仪数据的实验表明,适当的设置调整参数,该方法可很好地提高高光谱图像的各波段信噪比、平滑光谱曲线并保留细节特征,其去噪效果优于经典的MNF去噪算法及Savitzky-Golay滤波方法。 展开更多
关键词 全变差 高光谱图像 去噪
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全变分自适应图像去噪模型 被引量:46
12
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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一种基于图割的全变差图像去噪算法 被引量:9
13
作者 吴亚东 孙世新 +2 位作者 张红英 韩永国 陈波 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期265-268,共4页
本文提出一种基于图割的全变差(TV)图像去噪算法.该算法将全变差去噪模型的能量函数最小化问题转化为图的最小割问题,然后采用图割技术(最大流/最小割算法)求得能量函数的全局最优解.并给出了去噪模型中,均衡系数的自适应设定方案.实验... 本文提出一种基于图割的全变差(TV)图像去噪算法.该算法将全变差去噪模型的能量函数最小化问题转化为图的最小割问题,然后采用图割技术(最大流/最小割算法)求得能量函数的全局最优解.并给出了去噪模型中,均衡系数的自适应设定方案.实验结果及分析表明,该算法能有效抑制以往最小化方法产生的阶梯效应,具有较优的复原效果. 展开更多
关键词 全变差 图割 最大流/最小割 图像去噪
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基于全变分理论的红外图像去噪 被引量:11
14
作者 卢兆林 李闰龙 +3 位作者 李涛 王震威 韩春霞 钱建生 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期194-197,共4页
为了去除红外图像中的噪声,提出了一种基于全变分理论的去噪算法。该方法继承了经典全变分模型在去除噪声中保护边缘的优点,结合图像平滑扩散原理,得到了一个全新的扩散函数;同时引入了一个边缘检测算子,对正则项和忠诚项的相关参量进... 为了去除红外图像中的噪声,提出了一种基于全变分理论的去噪算法。该方法继承了经典全变分模型在去除噪声中保护边缘的优点,结合图像平滑扩散原理,得到了一个全新的扩散函数;同时引入了一个边缘检测算子,对正则项和忠诚项的相关参量进行了改进,使得修复后的图像大大避免了阶梯效应;最后对该算法的实现进行了推导。结果表明,该算法能够有效地去除噪声,并且避免了阶梯效应的产生。 展开更多
关键词 图像处理 全变分 红外图像去噪 阶梯效应
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改进全变分的图像去噪 被引量:5
15
作者 何坤 郑秀清 +1 位作者 琚生根 张永来 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期463-468,共6页
为了弥补各向同性扩散去噪的非保边性、异性扩散的耗时性,分析了各向同性和异性扩散的机理,根据噪声对像素变化的影响,设计了新的扩散函数,理论上分析了该函数的扩散性能:对平滑区各向同性扩散,边缘区实现各向异性扩散。在传统全变分去... 为了弥补各向同性扩散去噪的非保边性、异性扩散的耗时性,分析了各向同性和异性扩散的机理,根据噪声对像素变化的影响,设计了新的扩散函数,理论上分析了该函数的扩散性能:对平滑区各向同性扩散,边缘区实现各向异性扩散。在传统全变分去噪的基础上,提出了改进全变分的图像去噪模型,运用固定点代算法设计了相应的离散迭代函数。实验结果表明,该算法在图像平滑区进行各向同性扩散,继承了各向同性的优点,降低了传统全变分的运行时间;在边缘区实现了各向异性扩散保护了图像边缘,提高了图像的峰值信噪比和视觉效果。 展开更多
关键词 各向异性 扩散函数 图像去噪 各向同性 全变分
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基于MAP的超声图像分解去噪算法研究 被引量:7
16
作者 李春芳 杨鑫 +1 位作者 张旭明 丁明跃 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1291-1298,共8页
超声图像中的斑点噪声,降低图像分辨率和对比度,不利于后续图像处理.本文基于最大后验概率(Maximum A Posteriori,MAP)推导出一种新的超声图像分解算法,将原始超声图像分解为无散斑真实图像和散斑图像.使用六组不同的参数值,对Field II... 超声图像中的斑点噪声,降低图像分辨率和对比度,不利于后续图像处理.本文基于最大后验概率(Maximum A Posteriori,MAP)推导出一种新的超声图像分解算法,将原始超声图像分解为无散斑真实图像和散斑图像.使用六组不同的参数值,对Field II仿真的超声图像进行分解试验,得出算法中比例参数对分解结果的影响规律.用该方法分解三幅人体超声图像,得到的真实图像平滑性好,且能较好的保留细节和边缘.本文提出的分解算法可用于超声图像的去噪,且分解得到的真实图像和散斑图像可用于特征提取、图像分割和图像分类等. 展开更多
关键词 超声图像分解 最大后验概率估计 斑点噪声 全变差去噪
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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
17
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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基于PDE的图像去噪和反差增强同步算法 被引量:13
18
作者 陈颖 彭进业 +2 位作者 王大凯 吴亚鹏 王宾 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第23期224-226,共3页
针对反差较低且包含噪声污染的灰度图像,设计分段线性拉伸函数,引入TV下降流,建立新的偏微分方程(PDE)数学模型。该模型通过设置参数λ灵活控制去噪和反差增强的程度,实现2种灰度图像处理手段的同步进行。对比实验表明,该方法可有效缓... 针对反差较低且包含噪声污染的灰度图像,设计分段线性拉伸函数,引入TV下降流,建立新的偏微分方程(PDE)数学模型。该模型通过设置参数λ灵活控制去噪和反差增强的程度,实现2种灰度图像处理手段的同步进行。对比实验表明,该方法可有效缓解传统处理方法存在的问题,在抑制噪声的同时增强图像的反差。 展开更多
关键词 偏微分方程 图像去噪 反差增强 整体变分 分段线性拉伸函数
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PCB图像的自适应全变分去噪算法 被引量:7
19
作者 余丽红 曹蕾 +2 位作者 柳贵东 杨新盛 黄东升 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第9期875-880,共6页
为了提高印刷电路板(PCB)图像的去噪效果,提出了一种基于先验信息的PCB图像自适应去噪算法。首先,采用非局部均值滤波算法对模糊的PCB图像进行滤波以减少图像噪声,并提取去噪后的图像先验信息。其次,在全变分算法的基础上,设计基于先验... 为了提高印刷电路板(PCB)图像的去噪效果,提出了一种基于先验信息的PCB图像自适应去噪算法。首先,采用非局部均值滤波算法对模糊的PCB图像进行滤波以减少图像噪声,并提取去噪后的图像先验信息。其次,在全变分算法的基础上,设计基于先验信息的自适应正则化参数。最后,利用迭代正则化算法快速得到最优的去噪图像。实验结果和数据分析证实了所提算法的有效性。与原有算法相比,所提算法能够得到视觉效果更好的去噪图像,信噪比也比原有方法提高至少0.5 dB,结构相似度指标也有相应的提升。 展开更多
关键词 图像去噪 全变分 非局部均值滤波 自适应去噪
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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
20
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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