一种改进的全变分_TV_修补模型_邢天璋
一种改进的全变分自适应图像去噪模型
p(| u| )
从方程中可以看出 , 扩散系数为 1 / | u |。 在 边缘处 , | u | 较大 , 扩散系数较小 , 因此在边缘区 扩散速度很慢 , 从而保留了边缘 ; 在平滑区 , | u | 较小 ,扩散系数较大 , 因此在平滑区扩散速度较快 , 从而去除了噪声 。但是 , 该模型不符合图像形态学 ( stair2 原则 ,其稳态解的平滑区往往会产生“ 阶梯 ” case )效应 。
滑、 自然 ,人眼视觉效果有很大改善 ,M SE 值降低了 约 35, PSNR 提高了约 2变分去噪模 型 ,该模型综合利用各向同性扩散模型和 TV 模型 的优点 ,引入两个门限 , 小于门限 β 1 的梯度模值的 点采用各向同性扩散模型 , 大于门限 β 2 的梯度模值 的点采用 TV 模型 , 梯度模值在两个门限之间的采 用自适应模型 。实验结果表明 : 本模型的 M SE 和 PSNR 值较其他模型好 , 有效地去除了阶梯效应 , 人 眼主观视觉感受也有较大改善 。
u ) 系数为 1,
度模值较小时 , 即平滑区 , p接近于 2, 为各向同性扩 散模型 , 能有效去除噪声 。
2 改进自适应模型
自适应模型与 TV 模型相比 , 能有效减缓阶梯效 应 , 但在噪声较大情况下 , 阶梯效应仍然较为明显 。 为了进一步减少阶梯效应 , 本文对自适应模型进行 了如下改进 , 选择如下的自适应插值函数 :
1 2
。
1 变分图像去噪模型
令 f ( x, y ) 表示理想图像 , n为加性噪声 , u0 为退 化图像 , u 为待求去噪图像 , 则有 ( 1) u0 = f + n。 目前 , 国内外提出了很多变分图像去噪的模型 , 大致可分为 3 类 。
改进的自适应广义整体变分图像降噪模型
改进的自适应广义整体变分图像降噪模型
高雷阜;李超
【期刊名称】《计算机应用》
【年(卷),期】2016(036)006
【摘要】针对自适应广义整体变分(AGTV)图像降噪模型对图像边缘信息定位精度不高及提取不足的问题,为提高图像降噪效果和峰值信噪比,提出了改进的AGTV (IAGTV)图像降噪模型.一方面,该算法换用精度更高的梯度计算方法,相对于AGTV 更精确地定位图像边缘;另一方面,为优化图像预处理的滤波过程,用高斯-拉普拉斯联合变换替代高斯平滑滤波,更有利于检测图像边缘信息,在实现降噪的同时防止边缘信息弱化.数值仿真实验得出,IAGTV模型的复原图像峰值信噪比相对于固定p值的GTV模型提高了大约1.0dB,比AGTV模型提高了至少0.2dB.实验结果表明IAGTV具有良好的图像降噪能力.
【总页数】6页(P1699-1703,1750)
【作者】高雷阜;李超
【作者单位】辽宁工程技术大学理学院,辽宁阜新 123000;辽宁工程技术大学理学院,辽宁阜新 123000
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.4
【相关文献】
1.基于广义变分模型的自适应图像去噪算法 [J], 王益艳
2.PDE变分模型的自动图像降噪和复原 [J], 江凤莲
3.一种改进的全变分自适应图像去噪模型 [J], 侯榆青;张欢;史晶;张玲艳
4.倾斜影像整体变分模型阴影检测算法改进 [J], 闫利;莫楠;费亮;朱睿希
5.改进的二阶总广义变分图像前后景分割模型 [J], 孔晓然;朱华平
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分裂Bregman优化的总变分遥感图像复原
分裂Bregman优化的总变分遥感图像复原
李炜豪
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2015(000)011
【摘要】遥感成像过程中，受传感器固有局限、大气湍流等影响，图像会出现严
重复杂的退化。
相较普通图像复原，遥感图像复原后，细节应该更加丰富。
然而，传统的Wiener滤波、Richardson-Lucy等复原方法，很难有效地抑噪声保细节。
而且，默认的高斯噪声模型常与实际不符。
本文基于总变分正则化的方法，对遥感图像进行复原，能够鲁棒去除各种噪声，且较好保持了细节信息。
对TV正则化泛函寻优，采用分裂Bregman方法，通过引入辅助变量将原问题转化为三个简单子问题的迭代求解，降低了计算复杂度。
实验证明，所提方法能有效复原不同噪声污染的遥感图像，较好地保持了细节信息。
【总页数】2页(P58-59)
【作者】李炜豪
【作者单位】国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心 215163
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于数值保真项优化的TDI遥感图像复原方法 [J], 苏慧;冯华君;徐之海;李奇;陈
跃庭
2.基于空不变图像复原的光学遥感成像系统优化 [J], 智喜洋;张伟;侯晴宇;孙晅
3.多源遥感数字图像复原优化研究 [J], 陈玲侠
4.改进的分裂Bregman方法荧光显微图像复原 [J], 张长春;王瑜;肖洪兵;;;
5.集成学习法与双分裂Bregman正则化下的图像复原 [J], 杨敬娴;郭喜庆;孙鹏飞;韩文钦;解官宝
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改进的曲波变换及全变差联合去噪技术
改进的曲波变换及全变差联合去噪技术薛永安;王勇;李红彩;陆树勤【摘要】Random noise can be effectively attenuated based on conventional combination of curvelet transform and total variation tech-nology.This combination technology can reduce the pseudo-gibbs effects and the aliased curves resulting from using curvelet transform, but this method is not conducive to the fidelity of seismic data processing.In this paper,a random noise attenuation method is put for-ward based on multi-scale and multi-direction improved Donoho thresholds,This improved combination technology can very effectively overcome the disadvantages of conventional combination technology and better preserve the signal of seismic data. When this method is used to attenuate random noise,we must choose appropriate threshold factors at every scale and in every direction,and it is unlike con-ventional technology which only chooses one fixed proportion threshold factors of all curvelet coefficients.Theoretical model and real data processing results show that this technology can maximally preserve the signal of seismic data,so it has a good prospect in the seismic data processing.%运用常规的基于曲波变换和全变差的联合去噪技术，可以有效地衰减随机噪声，较好地克服使用曲波变换带来的强能量团以及在同相轴边缘产生的不光滑现象，但是这种常规的联合去噪方法对有效信号有一定的损害。
基于改进的水平集模型工业零件图像分割方法
基于改进的水平集模型工业零件图像分割方法侯木舟;陈英皞【摘要】随着计算机视觉技术发展,工业机器人的智能化水平越来越高.从只能完成定点定向的动作,到可以根据其搭载的摄像头来自主地识别零件并对其进行定位.利用图像处理技术可以进一步提高其识别速度与抓取精度,提高生产力水平.本文提出了一种改进的水平集模型,首先定义以图片宽度的2/3为半径,图片中心为圆心的圆作为曲线演化的初始轮廓,让曲线以向内运动为主;接着,使用图像边缘标记函数,通过优化控制函数迭代速率的参数与影响模型对噪音敏感度的参数,提高了曲线的演化速率,最后使用改进的距离正则化水平集方法将曲线演化至目标物体边界,实现对图像的分割.仿真实验表明,该方法能有效检测出图像中单个及多个物体的边界,提高了边界的定位精度,且有较快的运算速度.【期刊名称】《中北大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】7页(P155-160,166)【关键词】水平集;图像分割;距离正则化【作者】侯木舟;陈英皞【作者单位】中南大学数学与统计学院,湖南长沙410083;中南大学数学与统计学院,湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】O242.10 引言图像分割技术在机器人定位、导航、图像压缩以及目标检测等领域具有非常重要的意义[1-3]. 基于活动轮廓模型的改进的图像分割算法在算法中引入边界信息，使算法形式多样，结构灵活. 在活动轮廓模型的基础上发展得到基于水平集方法的图像分割方法，将低维曲线嵌入高一维空间中，并将曲线嵌入的位置作为零水平集的位置，用连续曲线表示目标物体的边缘，根据闭合曲线演化理论得到曲线的演化方程，通过求解方程的能量范函最小值驱动曲线演化.在图像分割时，最终零水平集截面的位置就是图像分割的边缘.传统的边缘检测方法先检测图像中的边缘点，接着将边缘点连接成闭合曲线，构成图像的分隔区域，常用边缘检测算子来检查图像中灰度、颜色或纹理中不连续的部分，常用的边缘检测算子有非微分算子如Canny算子，一阶微分算子如Sobel算子， Robot算子、 Prewitt算子及二阶微分算子Laplacian算子、 Log 算子等[4-6]. 但是几种边缘检测算子运算速度慢，精度较低且轮廓过于粗糙.1987年Kass等人提出了活动轮廓方法[7-8]，利用图像自身几何特征和图像数据的共同驱动以最小化能量函数的形式向边界运动. 但这个模型是基于能量泛函的优化问题，容易陷入局部极小值[9]，对于初始轮廓的选择过于依赖. C-V模型是基于图像中的区域分割的水平集模型[10]， Chan-Vese模型利用能量泛函最小值驱动曲线演化求解图像分割的结果. 但C-V模型需要不断初始化，使计算量大大提高，演化速率较慢[11-12].在图像分割中，当图像像素较小或者物体边界较为模糊时，传统的水平集方法难以快速且准确地分割出图像中目标物体的轮廓，本文通过重新定义δε (x)和Hε (x)函数，改进了距离正则化水平集方法，提高了图像分割的精度与速度.1 改进的距离正则化水平集方法设由y=f(x)表示平面上的曲线，或隐函数形式y-f(x)=0，表示x与y的对应关系φ(x,y)=y-f(x)=0.(1)给定的一个初始封闭曲线C，这条曲线可以沿着其法线方向向内或向外演化，加入时间变量t后形成随时间变化的曲线簇C(t)，我们将曲线簇C(t)看作高维空间上的一个曲面φ的零水平集合{φ=0,t},其中水平集是水平面上函数φ(x,y,t)值相同的点的集合，零水平集就是所有函数φ(x,y,t)=0的点的集合，φ(x,y,t)是随时间变化的水平集函数.对给定的水平集函数φ(C,t)，则φ(C(t),t)=0是t时刻曲线C(t)的零水平集，对φ(C(t),t)=0关于时间t求偏导数有(2)式中：是Hamiltonian算子；φ是φ的梯度.由微分几何中平面曲线的性质可知，初始轮廓曲线的单位法向量N满足(3)曲线的演化方程为(4)式中： F是法向速度函数.将式(3)，式(4)代入式(2)中化简得到水平集基本演化方程φ|=0.(5)水平集方法的本质是求解关于时间变量t的一阶非线性偏微分方程式(5)，这个演化方程属于哈密顿-雅可比方程，可按照对时间分量Δt与空间变量分离求解的方法进行数值计算.在水平集演化前，先将水平集方程初始化为符号距离函数.在t=0时刻的水平集函数φ(x,y,t=0)=sgn(x,y,C(t=0))×dist(x,y,C(t=0)),(6)式中： sgn(x,y,C)是符号函数，当点(x,y)在曲线 C外部时， sgn(x,y,C)=1; 当点(x,y)在曲线C内部时， sgn(x,y,C)=-1. dist(x,y,C)是点(x,y)到曲线C的最近距离. 在建立符号距离函数的过程中分为两个步骤：首先确定计算时点(x,y)在演化曲线的外部还是内部；接着计算点到曲线C的最短距离.在曲线演化中保持|φ|=1，以保证在数值求解中的离散网格大小为1，使模型在数值计算中保持较高精度.在曲线基于水平集方法演化过程中，由于水平集方程的演化不是规则化的，随着演化的进行会产生数值误差，进而破坏了水平集演化的稳定性.为使得曲线在演化过程中的稳定性，需定时将零水平集初始化为符号距离函数.常用的标准算法是求解以下哈密顿-雅可比演化方程直到一个稳定状态(1-|φ|).(7)零水平集的定时重新初始化步骤虽然保证了曲线在演化过程中的准确性，但大大增加了计算量，降低了模型的运算效率. Li等人提出了距离正则化水平集模型(DRLSE)[12]. 在这个模型中在基于边缘的水平集能量函数中增加了一项距离规则项作为惩罚项，使得水平集函数能够自我约束地作为符号距离函数，并构造了距离正则化项，与轮廓的外部能量一起驱动初始轮廓曲线向实际物体轮廓边缘演化[13]. 距离正则化能量泛函可以定义为E(φ)=μRp(φ)+Eext(φ),(8)式中：μ>0是一个常数，φ|dx是水平集函数φ的正则化项，是Rp(φ)的能量密度函数，是图像区域的能量, λ与α为常数，δ∈为Dirac函数，Hε(x)是Heaviside函数. 文献[8]将δ∈与Hε (x)分别定义为(9)(10)由于文献[8]将δ∈与Hε(x)定义为分段函数，降低了模型的运算速度，本文将δ∈与Hε(x)定义为连续函数的形式(11)(12)模型通过最小化能量函数E(φ)=μRp(φ)+Eext(φ)求解图像分割的边界，为保持模型求解的稳定性，需要合理地选取Rp(φ)的能量密度函度函数p(s)，使水平集函数φ保持符号距离函数的性质，即|φ|=1.记s=| 那么(13)(14)式中： div是散度.接着通过寻找如下梯度下降流方程的稳定解使能量函数E(φ)最小化.(15)其中，负号表示水平集函数φ(x,y,t)的方向与距离正则化能量泛函E(φ)的偏导数方向相反，是能量函数E(φ)的最陡梯度下降流.对式(8)计算偏导数并结合式(13)～(15)有(16)式(16)即为距离正则化演化方程.结合图像轮廓的外部能量泛函的定义，距离正则化演化方程式(16)可写为(17)其中，是图像的边缘检测函数，使得轮廓曲线在图像梯度较小处快速演化，在梯度较大处缓慢演化；α∈R，表示曲线的演化方向，当α>0时，曲线向内部演化，当α<0时，曲线向外部演化.2 模拟实验选取如下1 024×680的灰度图像作为测试图像，如图 1 所示.图 1 测试图像Fig.1 Test image首先使用传统的边缘检测算法利用非微分算子Canny算子和一阶微分算子Sobel算子来检测图像的边缘轮廓，边缘检测算子与边缘检测图像如表 1 和图 2 所示. 表 1 边缘检测算子及其边缘检测图像Tab.1 Edge detection operator and its edge detection image算子SobelCanny滤波器x方向算子Gx=∂f∂x=(z7+2z8+z9)-(z1+2z2+z3)Gx(x,y)≈[S(x,y+1)-S(x,y)+S(x+1,y+1)-S(x+1,y)]/2滤波器y方向算子Gy=∂f∂y=(z3+2z6+z9)-(z1+2z4+z7)Gy(x,y)≈[S(x,y)-s(x+1,y)+S(x,y+1)-S(x+1,y+1)]/2图 2 使用两种不同的边缘检测算子检测的零件轮廓Fig.2 Part contours detected by two different edge detection operators通过实验发现，使用几种边缘检测算子寻找图像中目标物体边缘运算速度慢，精度较低且轮廓过于粗糙，不能很好地将目标物体的边缘从图像中分离出来.首先使用传统方法定义的δ∈与Hε(x)函数寻找目标物体的边缘轮廓. 选取图像中心为圆心，图像宽度的2/3为半径的圆作为初始轮廓曲线进行演化.图 3 使用传统方法定义的δ∈与Hε(x)函数时不同演化次数得到的轮廓曲线Fig.3 Contour curve obtained with different evolution times using the δ∈ andHε(x) functions defined by the traditional method图 4 使用传统方法定义的δ∈与Hε(x)函数时演化200次得到的轮廓曲线Fig.4 Contour curve obtained by evolving 200 times using the δ∈ and Hε(x) functions defined by the traditional method由图 3 发现，使用传统方法定义的δ∈与Hε(x)函数定义的水平集方程运算速度较慢，在80次演化后无法得到目标图像的轮廓. 如图 4 所示，让曲线继续演化，经过200次演化，该水平集模型依旧无法完全分割出目标图像的边缘，耗时超过26 s，速度过慢无法满足实际应用中的使用需求.为加快轮廓曲线的演化速度，我们将目标图像压缩至原来的1/16，及将图像的长和宽均缩小为原始图像的1/4，得到256×170的灰度图像，将压缩后的图像作为测试图像重新寻找目标物体的边缘轮廓曲线.图 5 使用压缩后图像不同演化次数得到的轮廓曲线Fig.5 Contour curve obtained using different evolution times of compressed images如图 5 所示，即使使用了压缩后的图像，在80次演化后依然无法得到目标物体的轮廓曲线，但对比使用压缩前的图像，轮廓曲线的演化速度大大提高. 如图 6 所示，让水平集模型继续演化，在200次演化后，曲线内的面积变化小于2%，可以认为曲线已经演化至目标物体轮廓上. 但由于使用的是压缩过的图像，图像精度大大降低，当对目标物体的轮廓精度要求较高时，传统的距离正则化水平集方法不能快速而准确地寻找到目标物体的边缘轮廓. 本文对传统水平集方法中的δ∈与Hε(x)函数进行改进，使其能更快速且准确地得到目标物体的边缘轮廓.继续使用图 1 中的1 024×680的灰度图像作为测试图像.图 6 使用压缩后图像演化200次得到的轮廓曲线Fig.6 Contour curve obtained by using image compression 200 times after compression图 7 使用本文改进的δ∈与Hε(x)函数后不同演化次数得到的轮廓曲线Fig.7 Contour curve obtained with different evolution times after using the improved δ∈ and Hε(x) functions in this paper如图 7 所示，使用本文改进的δ∈与Hε(x)函数后，曲线的演化速度大大提高，且得到的轮廓相较于使用边缘检测算子得到的轮廓更加精确，轮廓边缘更光滑. 初始轮廓曲线演化了80次后曲线内的面积变化小于2%，得到了目标物体的轮廓曲线如图 8所示.图 8 使用本文改进的δ∈与Hε(x)函数后得到的目标物体的轮廓曲线Fig.8 The contour of the target object obtained using the improved δ∈ and Hε(x) functions in this paper即使我们对目标物体的轮廓精度要求较低时，本文的方法相较于文献运算速度更快，在使用压缩后的图像寻找目标物体边缘时，本文的方法仅使用7次演化就得到了目标物体的边缘，如图 9 所示. 不同方法的曲线深化时间对比如表 2 所示.图 9 使用本文改进的δ∈与Hε(x)函数和压缩后图像得到的目标物体的轮廓曲线Fig.9 Contour curve of the target object obtained using the improved δ∈ and Hε(x) functions and the compressed image表 2 不同方法的曲线演化时间对比Tab.2 Curve evolution time comparison of different methods演化次数\演化方法传统方法本文改进的方法传统方法本文改进的方法图像大小71 024×680(未得到边缘)256×170(未得到边缘)1024×680(未得到边缘)256×1700.916 s608. 622 s(未得到边缘)7. 043 s(未得到边缘)1. 963 s(未得到边缘)-8012. 185 s(未得到边缘)8. 596 s2. 173 s(未得到边缘)-20026. 151 s(未得到边缘)-3. 550 s-3 结论对图像中目标物体轮廓的提取，可以提高工业机器人的智能化水平，可以让其自主地对目标物体进行定位与识别. 本文通过重新定义距离正则化水平集方法的函数，提高了轮廓曲线演化的速率. 实验表明，通过对传统的距离正则化水平集方法进行改进，将寻找目标物体的轮廓时间缩短至原来的1/3，大大提高了模型的运算速度，扩大了模型的适用领域.参考文献：【相关文献】[1] 王智刚. 主动轮廓模型在图像分割中的应用研究[D]. 西安：陕西师范大学, 2014.[2] 孔珊, 陈相廷, 刘姝月,等. 水平集方法在医学图像分割中的应用[J]. 现代计算机(专业版),2014(35)： 49-55.Kong Shan, Chen Xiangting, Liu Shuyue, et al. AppIication of levei-set method in medicai image segmentation[J]. Modern Computer, 2014(35)： 49-55. (in Chinese)[3] 孔珊. 水平集方法在图像分割中的应用研究[D]. 开封：河南大学, 2015.[4] 杨振亚, 白治江, 王成道. 自适应Canny边缘检测算法[J]. 上海海事大学学报, 2003, 24(4)：373-377.Yang Zhenya, Bai Zhijiang, Wang Chengdao. A self-adaptable canny edge detection algorithm[J]. Journal of Shanghai Maritime University, 2003, 24(4)： 373-377. (in Chinese) [5] Mallat S, Hwang W L. Singularity detection and processing with wavelets[J]. IEEE Transictions on Information Theory, 1992, 38(2)： 617-643.[6] Li X, Song A G. A new edge detection method using Gaussian-Zernike moment operator[C]∥2010 2nd International Asia Conference on Informatics in Cont rol, 2010：276-279.[7] Caselles V, Kimmel R, Sapiro G. Geodesic active contours[J]. International Journal of Computer Vision, 1997, 22(1)： 61-79.[8] Sethian J A. Level set methods and fast marching methods[M]. Cambridge：Cambridge Uniersity Press, 1999.[9] 沈凌云, 朱明. 改进的距离正则化水平集演化方法[J]. 北京工业大学学报, 2015(5)： 674-679. Shen Lingyun, Zhu Ming. Improved method of distance regularized level set evolution[J]. Journal of Beijing University of Technology, 2015(5)： 674-679. (in Chinese)[10] Chan T F, Sandberg B Y, Vese L A. Active contours without edges for vector-valued images[J]. Journal of Visual Communication and Image Representation, 2000, 11(2)： 130-141.[11] 吴永飞, 何传江, 陈强. 基于CV和LBF模型结合的图像分割算法研究与实现[J]. 计算机应用与软件, 2013, 30(7)： 98-100.Wu Yongfei, He Chuanjiang, Chen Qiang. Research and implementation of image segmentation algorithm based on CV and LBF model[J]. Computer Applications and Software, 2013, 30(7)： 98-100. (in Chinese)[12] 张帆, 张新红. 基于位错理论的距离正则化水平集图像分割算法[J]. 自动化学报, 2018, 44(5)：943-952.Zhang Fan, Zhang Xinhong. Distance regularized level set image segmentation algorithm by means of dislocation theory[J]. Acta Automatica Sinica, 2018, 44(5)： 943-952. (in Chinese)[13] Osher S. Fronts propagating with curvature dependent speed： algorithms bose on Hamilton-Jacobi formulations[J]. Journal of Computational Physics，1988, 79(1)： 12-49.。
基于TV模型的图像修复算法讲解
基于TV模型的图像修复算法[摘要]图像修复是指对那些局部区域数据完全丢失的图像进行修补，以恢复其完整性和原有的视觉效果。
图像修复现在是计算机图形学和计算机视觉中的一个研究热点，近年来得到了广泛关注，在文物保护、影视特技制作、虚拟现实、多余物体剔除等方面有着重大的应用价值。
常用的数字图像修补方法有基于偏微分方程的图像修补方法、基于变分的图像修补方法、基于统计的图像修补方法和基于样本块的图像修补方法。
本文探讨基于TV模型的图像修复算法，阐述了TV模型的基本原理和算法实现。
基于matlab的实验结果表明，该算法能较好地保持图像的边缘，基本恢复了图像原有的视觉效果，与基于快速行进法的图像修复算法相比，无论是修复速度还是视觉效果方面都取得了较好的效果。
[关键词] 全变分模型快速修复自适应修复TV-Based Image Restoration Algorithm Model[Abstract] Image restoration refers to the reparation of an image to restore its integrity and original visual effect which has complete data loss in some partial area. Image restoration is a hotspot in computer graphics and computer vision research and has aroused great concern in recent years. It is mainly used in heritage protection, film and television special effects production, virtual reality, excess objects removal and other aspects. The most commonly used methods are image repair method based on partial differential equations, variational image repair method based on statistical methods and image repair sample block-based image repair method commonly used digital image repair method. The paper discusses the image restoration algorithm based TV model to explain the basic principles and algorithms TV Model. Based on Metlab, the experimental results show that the algorithm can maintain the edge of the image and basically restore visual effects of the original image. Compared with the Fast Marching Method based image restoration algorithms, this method achieves better results either in repair speed or visual effects.[Keyword] Total Variation model Rapid repair Adaptive restoration目录引言 (1)1预备知识 (2)1.1 MATLAB的主要功能与特点 (2)1.2 图像质量的评价标准 (3)1.2.1主观评价方法 (3)1.2.2客观评价方法 (3)2常用的图像修补算法 (4)2.1BSCB模型 (4)2.2TV模型 (5)2.3CDD模型 (5)2.4优劣比较 (6)3基于TV模型的图像修复算法 (7)3.1基本原理 (7)3.2算法实现[8] (9)3.3快速修复算法 (11)3.4自适应修复算法 (14)3.4.1问题的引入 (15)3.4.2算法的实现 (16)4仿真结果与性能分析 (16)4.1仿真结果 (16)4.2性能分析 (18)结论 (18)致谢语 (19)[参考文献] (20)引言图像修补属于图像恢复的研究领域，是图像处理领域的一个分支，也是当前计算机视觉方面的一个研究热点，在国内外受到广泛的重视。
北京大学学报(自然科学版)2021年第57卷总目次
北京大学学报( 自然科学版 )2021年第57卷总目次基于语义对齐的生成式文本摘要研究 ·········································································· 吴世鑫黄德根李玖一 (1)一种基于多任务学习的多模态情感识别方法 ···························································· 林子杰龙云飞杜嘉晨等 (7)中文机器阅读理解的鲁棒性研究 ············································································· 李烨秋唐竑轩钱锦等 (16)基于细粒度可解释矩阵的摘要生成模型 ···································································· 王浩男高扬冯俊兰等 (23)基于Masked-Pointer的多轮对话重写模型 ·································································· 杨双涛符博于晨晨等 (31)开放域对话系统的抗噪回复生成模型 ···················································································· 朱钦佩缪庆亮 (38)具有选择性局部注意力和前序信息解码器的代码生成模型 ············································ 梁婉莹朱佳吴志杰等 (45)基于分层序列标注的实体关系联合抽取方法 ··························································· 田佳来吕学强游新冬等 (53)基于Transformer局部信息及语法增强架构的中文拼写纠错方法 ············································· 段建勇袁阳王昊 (61) . All Rights Reserved.复述平行语料构建及其应用方法研究 ···································································· 王雅松刘明童张玉洁等 (68)融合物体空间关系机制的图像摘要生成方法 ······························································ 万璋张玉洁刘明童等 (75)无监督的句法可控复述模型用于对抗样本生成 ························································ 杨二光刘明童张玉洁等 (83)基于深度学习的实体链接研究综述 ······································································· 李天然刘明童张玉洁等 (91)海域天然气水合物开采的4C-OBC时移地震动态监测模拟 ················································ 朱贺何涛梁前勇等 (99)微观剩余油赋存状态的矿物学机制探讨——以鄂尔多斯盆地中部中‒低渗砂岩储层为例 ·················································· 王哲麟师永民潘懋等 (111) 不同分辨率下青藏高原对大西洋经向翻转流影响的耦合模式研究·····································邵星杨海军李洋等 (121)深圳河湾流域溢流污染规律及其对海湾水质的影响 ······················································ 程鹏李明远楼凯等 (132)中国东部水稻土壤丁酸互营降解微生物的地理分布格局 ·················································· 费媛媛焦硕陆雅海 (143)1982—2014 年华北及周边地区生长季NDVI变化及其与气候的关系 ······························· 张新悦冯禹昊曾辉等 (153)模型结构与参数化差异对蒸散发估算的影响 ························································· 赵文利熊育久邱国玉等 (162)基于需求的京津冀地区生态系统服务价值时空变化研究 ············································· 唐秀美刘玉任艳敏等 (173)2007—2016年中国省域碳排放效率评价及影响因素分析——基于超效率SBM-Tobit模型的两阶段分析 ························································ 宁论辰郑雯曾良恩 (181)I北京大学学报(自然科学版) 第 57 卷 第 6 期 2021 年 11 月II 环境规制对工业绿色全要素生产率的影响——短期偿债能力的中介效应 ·········································································· 刘锦慧 邹振东 邱国玉 (189) 胰岛炎症导致的2型糖尿病发病过程的动力学模型及治疗策略······································ 林智立 雷蕾 李长润 等 (199) 内部充放电监测器仿真及地面实验研究 ································································ 宋思宇 于向前 陈鸿飞 等 (209) 保定‒雄安地区近地面大气流动与轨迹输送特征 ························································· 栗涵舸 蔡旭晖 康凌 等 (215) 巢湖地区早三叠世晚斯密斯亚期含鱼化石碳酸盐岩结核的地球化学特征及其地质意义 ········ 于鑫 孙作玉 孟庆强 等 (225) 结合序贯平差方法监测地表形变的 InSAR 时序分析技术·················································王辉 曾琪明 焦健 等 (241) 北方农牧交错带草地土壤微生物量碳空间格局及驱动因素 ········································ 陈新月 姚晓东 曾文静 等 (250) 基于 GIS 的全球农业开发潜力和人口承载力分析 ······················································· 梁书民 刘岚 崔奇峰 等 (261) 短程硝化–厌氧氨氧化在实际垃圾渗滤液处理工程中的启动运行研究 ······························ 初永宝 赵少奇 刘生 等 (275) 唐河地下水有机氯农药(OCPs)的分布特征及风险评估 ······················································ 张敏 王婷 杨超 等 (283) 城市市政基础设施投资与经济发展的空间交互影响 ···················································· 储君 刘一鸣 林雄斌 等 (291) 碳纳米管对天然有机质氯化消毒副产物生成的影响 ················································· 李慧敏 陈学姣 尤明涛 等 (299) 利用简化空气质量模型快速构建臭氧生成等浓度曲线及其应用······································ 杜云松 黄冉 王馨陆 等 (311) 基于深度神经网络的城市典型乔木日内蒸腾特征模拟研究 ········································ 赵文利 邱国玉 熊育久 等 (322) 黄河上游重金属元素分布特征及生态风险评价 ·····························································张倩 刘湘伟 税勇 等 (333) 化工企业污染物影子价格的估计——基于参数化的方向性距离函数 ··················································································· 陈醒 徐晋涛 (341) 汉江流域河网分级特征研究 ··················································································· 黄子叶 王易初 倪晋仁 (351) 植物残体输入改变对樟子松人工林土壤呼吸及其温度敏感性的影响····························· 何可宜 沈亚文 冯继广 等 (361) 那仁郭勒河流域地表水与地下水储量变化响应研究 ························································ 王玥 王易初 倪晋仁 (371) 生境维持服务供给量与需求量研究——以京津冀地区为例 ······················································································ 王雅琳 牛明爽 宋波 (381) 寒武纪化石胚胎 Markuelia 的肌肉组织 ··································································· 刘腾 段佰川 刘建波 等 (390) 果子狸多态性微卫星位点的筛选及特性分析 ······························································· 王迪 张丹 熊梦吟 等 (395) 惠斯通电桥式磁阻传感器的零位温度漂移研究 ························································· 于向前 刘斯 肖池阶 等 (401) 碳离子注入辅助在 6H-SiC 表面制备石墨烯··························································· 陈钰焓 赵子强 赵云彪 等 (407) 石家庄市秋冬季大气环流型下的气象和PM 2.5污染特征 ·················································· 肖腾 林廷坤 严宇 等 (414) 基于大数据量的初至层析成像算法优化 ·································································· 吕雪梅 张献兵 康平 等 (425) 天然气水合物相关的 Slipstream 海底滑坡体速度结构模型反演············································ 蓝坤 朱贺 何涛 等 (435) . All Rights Reserved.第 57 卷(2021年)总目次III 矽卡岩中石榴子石的稀土配分特征及其成因指示 ···································································· 王一川 段登飞 (446) 鄂尔多斯盆地长 7 段页岩油优质储层特征分析 ·························································· 王晓雯 关平 梁晓伟 等 (459) 下刚果盆地中段挤压带盐底辟构造形成演化分析——基于物理及离散元模拟 ················································································ 程鹏 李江海 刘志强 (470) 滇池溶解氧浓度变化的氮磷循环响应模拟研究 ························································· 胡梦辰 朱滔 蒋青松 等 (481) 长江中下游武安段生态航道评价 ················································································ 刘念 李天宏 匡舒雅 (489) 冬奥会申办成功对北京旅游目的地感知形象的影响 ························································ 丛丽 徐琳琳 方小雨 (496) 沸石载体恢复受饥饿影响厌氧氨氧化菌的性能研究 ················································ 余道道 孙敬起 霍唐燃 等 (507)1.5ºC 和 2ºC 目标下中国交通部门2050年的节能减排协同效益 ······································· 陆潘涛 韩亚龙 戴瀚程 (517) 嗜热蓝细菌 PKUAC-E542 藻蓝蛋白耐热性以及不同光照条件对其含量影响研究 ············ 李俐珩 梁园梅 李玫锦 等 (529) 我国海岸带城市化系统耦合协调时空动态特征——以东海海岸带城市为例 ················································································ 徐煖银 李枝坚 曾辉 (536) 丙酸盐对厌氧氨氧化除氮性能及群落结构的影响 ··························································· 张立羽 乔雪姣 余珂 (545) 农户生计资本特征及对生活满意度的影响——基于中国 13 省 25 县抽样调查数据的分析······················································· 卢志强 曹广忠 李贵才 (556) 城市化对哺乳动物丰富度影响的研究——以长三角城市群为例 ··········································································································· 林萍 (565) 黄河下游花园口至艾山河段滩区洪水漫滩风险度评估研究 ·········································· 孙煜航 程舒鹏 张祺 等 (575) 磁性 CoFe 2O 4/g-C 3N 4 复合纳米材料对环丙沙星的光催化降解研究 ······························ 陶虎春 邓丽平 张丽娟 等 (587) 格密码关键运算模块的硬件实现优化与评估 ································································· 陈朝晖 马原 荆继武 (595) 基于时空建模的动态图卷积神经网络 ················································································ 李荆 刘钰 邹磊 (605) 核磁共振波谱法结合化学计量学判别油菜蜜的成熟蜜、非成熟蜜和加工蜜························· 陈辉 张佳琳 鞠晶 等 (614) 黄铁矿型 FeS 2 纳米微球的制备及其超级电容性能研究 ····························································· 李搛倬 传秀云 (623) 全球变暖背景下内蒙古地区沙尘暴频次变化的预估 ································································· 杨诗妤 闻新宇 (632) 利用人工智能神经网络预测广州市 PM 2.5日浓度 ········································································ 李泽群 韦骏 (645) 基于多方向识别的三维断层增强方法 ·································································· 安圣培 陈彦阳 罗红梅 等 (653) 尖峰岭次生林和原始林林下灌木叶氨基酸对氮添加的响应 ······································· 李修平 安丽华 倪晓凤 等 (660) 城市电动自行车违规充电隐患的空间分布及其影响因素 ··················································· 廖聪 邬伦 蔡恒 等 (671) 深圳近海环境重金属空间分布特征与风险评价 ······················································ 张海军 史本宁 焦学尧 等 (679) 生态系统文化服务供需关系量化方法研究——以平陆大天鹅景区为例 ············································································· 杨丽雯 王大勇 李双成 (691). All Rights Reserved.。
改进的TV模型图像修复算法
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ０７２ ２ １） ４０ ７ ．４ １０ —０４（０ ０ ０ ．７６０
Ｉ ｒ ｖ ｄ ａｇ ｒｔ ｍ ａ ｅ ｎＴＶ ｏ ｅ ｏ ａ ｅｉｐ ｉ ｔｎ ｍｐ ｏ ｅ ｌ ｏ ｉｈ ｂ ｓ ｄｏ ｍ ｄ ｌ ｒｉ ｇ ｎ ａｎ ｉ ｇ ｆ ｍ
ＬＮ Ｙ ｎｌ， Ｚ ＡＯＪｎｈｎ Ｚ ＵＸ ｅ ｅｇ Ｈ ｏｇ ｉ ２ Ｉ ｕ — Ｈ —ｏ ｇ ｉ ｕ ， Ｈ ｕ－ ｎ Ｕ Ｙ ｎ ￣ａ ｆ ， ｎ
（ ．Ｃ ｌ ｇ ｆ ｔｍａｉｎＳ ｉｎ ｅａ ｄＥ ｇｎ ｒ ｇ ｏ ｔ ｉａ ｉｅｓ ｙｏ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｇｕ ｎ ｚ ｏ １ ６ ０ ｈｎ ； １ ｏｌ ｅｏ Ａｕｏ ｔ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｉｅ ｎ ，Ｓ ｕｈＣｈｎ ｖ ｒｉ ｆ ｅｈ ｏｏ ｙ ｅ ｏ ｉ Ｕｎ ｔ ａ ｇ ｈ ｕ５ ０ ４ ，Ｃ ｉａ
应， 同时在 平滑 区域提 高 了迭代 效率 。 ｔ ｂ环境 下的仿真结 果表 明， Ｍａａ ｌ 改进算法 的修 复效 果和峰值信 噪比 的计 算结果均 明显
优 于原始 算法 。
关键 词 ： 图像 修 复 ； 整 体 变 分 模 型 ； 各 向 同性 ； 各 向 异 性 ； 阶 梯 效 应
中图法分 类号 ： Ｐ ９ ．１ Ｔ ３１ ４
ｏ ｌ ｓ ｅａｉ ｔ ｐｃｄｆ ｓ ｎ ｈ ｅａ ｉ ｌ ｐｃ ｉ ｓ ｎｏ Ｖ ｍｏ ｅｊｓｄｆ ｓｓ ｌｎ ｅｉ ｇ ｄ ｅ ｄｉ ｒｄ ｃｓ ｔｐｅ ｅｔ ｎｙｕ ｅｈ ｓ ｒ ｉ ｉｕ ｉ ．Ｔ ｓ ｘ ｉ ｄｆ ｉ ｆ ｄ ｌｕｔ ｉｕｅ ｏ ｇｔ ｅｅｇ ｔ ｕｅ ｅ ｆ ｃ ｔ ｎ ｏｏ ｏ ｎ ｏｏ ｕ ｏ Ｔ ｆ ａ ｈ ｍａ ｎ ａ ｎｏ ｓ
（．华 南理 工 大学 自动化 科 学与工程 学 院 ，广 东 广州 ５０ ４ ； １ １６ ０ ２ 华 南理 工 大学 电子与信 息 学院 ，广 东 广 州 ５ ０４ ） ． １６０
综合自适应阈值与多尺度的TV图像修复方法
综合自适应阈值与多尺度的TV图像修复方法
屈磊;韦穗;梁栋;王年
【期刊名称】《计算机工程》
【年(卷),期】2007(033)022
【摘要】基于TV模型的图像修复算法具有较好的修复效果,但其对参数的选取较敏感,且运算量较大.该文提出了一种综合自适应阈值与多尺度的TV图像修复算法,该方法不仅可以提高TV图像修复模型的修复稳定性,还可以进一步压缩运算量,提高修复速度.
【总页数】3页(P18-20)
【作者】屈磊;韦穗;梁栋;王年
【作者单位】安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室,合肥,230039;安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室,合肥,230039;安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室,合肥,230039;安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室,合肥,230039
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.自适应梯度权值的TV图像修复 [J], 潘舒洁
2.自适应Snake-TV模型在彩色图像修复中的应用 [J], 朱晓临;许云云;李震宇
3.一种基于TV模型的自适应图像修复方法 [J], 邵肖伟;刘政凯;宋璧
4.改进TV-H-1模型的图像修复方法 [J], 何仕文;刘琳;张永强;杨剑哲;石大明;程丹松
5.一种基于微小区域的TV双调和型偏微分方程图像修复方法 [J], 孙俊岭;杨杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高阶模型的快速图像修补
高阶模型的快速图像修补宋锦萍;郑昌燕【摘要】图像修补是图像复原研究中的一个重要课题。
针对总变分模型在修补图像过程中存在的阶梯效应，将高阶偏微分方程（PDE）引入到图像修补中，采用罚方法及交替极小化算法求解该模型。
通过仿真实验及结果分析说明该模型及算法的有效性和优越性。
%Image inpainting is an important subject in the study of image restoration. In allusion to the staircase effect in the process of total variational model in restoring image, this paper introduces the high-order Partial Differential Equation (PDE)into the image inpainting, then uses the penalty method and the alternating minimization algorithm to solve it. Simulation experiments and result analysis show the effectiveness and superiority of the proposed model and algorithm.【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】4页(P154-157)【关键词】图像修补;总变分模型;高阶模型;罚方法;交替极小化算法【作者】宋锦萍;郑昌燕【作者单位】河南大学数学与信息科学学院，应用数学研究所，河南开封475004;河南大学数学与信息科学学院，应用数学研究所，河南开封 475004【正文语种】中文【中图分类】TP3911 引言图像修补技术是目前国内外研究的热点问题，其主要是针对有划痕、缺陷或破损的图像进行修复，或者从图像中去除文字和制定物体的方法，使修补后的图像接近或达到原图的视觉效果[1-2]。
使用改进型大气散射模型的双阶段图像修复
使用改进型大气散射模型的双阶段图像修复
张楠楠;李志伟;郭新军;肖新杰;阮昊
【期刊名称】《光学精密工程》
【年(卷),期】2022(30)18
【摘要】针对在雾霾天气、水下和夜间环境中获得的图像存在清晰度和对比度下
降以及色彩失真等问题,提出一种使用改进型大气散射模型的双阶段图像修复方法。
通过在传统的大气散射模型中引入一个全局补偿系数以得到一个改进型大气散射模型,使用该模型的双阶段图像修复方法包含两个阶段:首先,输入一张退化图像,利用改进型大气散射模型得出一张粗略的修复图像,并利用灰度世界算法求出该粗略的修
复图像的反照率;其次,将反照率和第一阶段的输出图像作为输入,利用改进型大气散射模型得出最终的修复图像。
实验结果表明,所提出的方法可避免图像修复的结果
中存在色彩失真和色调偏暗等问题,并且具有很好的适用性,其不仅可有效实现雾霾
图像去雾,也可实现水下图像修复和夜间图像增强。
与当前最先进的方法相比,所提
出的方法在定量和定性实验上都取得了优异的结果。
【总页数】13页(P2267-2279)
【作者】张楠楠;李志伟;郭新军;肖新杰;阮昊
【作者单位】上海工程技术大学电子电气工程学院;中国科学院上海光学精密机械
研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.4
【相关文献】
1.基于大气散射模型和Retinex理论的雾霾图像清晰化算法
2.基于大气散射模型的红外图像增强方法
3.大气散射模型下衰减系数对图像去雾的影响
4.结合光场深度估计和大气散射模型的图像去雾方法
5.基于大气散射模型的无人机航拍图像快速去雾算法
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改进的分裂Bregman方法荧光显微图像复原
改进的分裂Bregman方法荧光显微图像复原
张长春;王瑜;肖洪兵
【期刊名称】《建模与仿真》
【年(卷),期】2016(005)003
【摘要】荧光显微图像复原有着很多重要的应用,例如,天文成像,电子显微镜成像,单光子发射计算机断层成像术和正电子发射断层成像技术等等。
传统基于全变差的分裂Bregman算法能够很好地保护图像边缘和纹理信息,但在图像的平滑区域会产生严重的阶梯效应,针对这一问题,本文提出了一种复原算法,主要考虑两点,一是采用全变差(Total Variation, TV)正则化模型,可以很好地复原模糊图像。
二是引入权函数,对TV进行加权抑制阶梯效应,同时保护了图像的纹理信息。
通过对参数的合理选择,获得最佳的复原效果,在模拟图像和真实荧光显微图像的实验结果验证了该算法的有效性和可行性。
【总页数】9页(P81-88)
【作者】张长春;王瑜;肖洪兵
【作者单位】[1]北京工商大学计算机与信息工程学院,北京;;[1]北京工商大学计算机与信息工程学院,北京;;[1]北京工商大学计算机与信息工程学院,北京
【正文语种】中文
【中图分类】TP39
【相关文献】
1.分裂Bregman优化的总变分遥感图像复原 [J], 李炜豪
2.Gabor小波分解和增益图约束的荧光显微图像复原 [J], 姜欢;王瑜;王坚
3.海水双壳类减数分裂器的一种免疫荧光显微观察方法 [J], 李永仁;阙华勇;张国范
4.自适应分裂Bregman迭代的编码孔径光谱图像重构方法 [J], 张建峰; 沈军; 张昊平
5.集成学习法与双分裂Bregman正则化下的图像复原 [J], 杨敬娴;郭喜庆;孙鹏飞;韩文钦;解官宝
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一种改进的整体变分图像修复方法
Ｋｅ ｒ ｓ ｍ ａ ｅｉ ｐ ｉ ｆ ｇ ｔ ｔ ｌ ａ ｉｔ ｎ ｇ ａ ｉｎ ； ｉ ｈ ｅ ； ｐ ｅ ｄ ｆ ｎ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｉ ｇ ａｎ ｎ ； ｏ ａ ｒａ ｉ ； ｒ ｄ ｅ ｔ ｗｅｇ ｔｄ ｓ ｒ ａ ｃｉ ｎ ｉ ｖ ｏ ｕ ｏ
摘
要 ： 出了一种基于整体 变分模型的 图像修复方法 ， 方法通过计 算像素 点的梯度信 息来构造一 个扩散 函数 ， 提 该 再进行加权 处
理， 达到 了对原模 型的改进。实验表 明， 该方法修 复有较 大破损 区域 的图像效果比较好 ， 边缘过渡更 自然。
关键词 ： 图像修 复； 整体变分； 梯度 ； 加权； 扩散 函数
１ ． 合肥工 业大 学 计算机与信息学院 ， 合肥 ２ ０ ０ ３０９ ２ ． 合肥工 业大学 应用数学研究所 ， 合肥 ２０ ０ ３０９
１Ｃｏ ｌｇ ｆ ｍｐ ｔｒ＆ Ｉ ｆ ｒ ｔ ｎ Ｈｅ ｅ ｉ ｅ ｓｔ ｆ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｈｅ ｅ ３ ０ ９ Ｃｈ ｎ ． ｌ ｅｏ ｅ Ｃｏ ｕ ｅ ｎ ｏ ｍａｉ ， ｆ ｉ ｏ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ｆ ｉ ０ ０ ， ｉ ａ ｙ Ｔ ２
Ｄ ：０３ ７／ｉ ｎ１０ ．３ １ ０２０ ． ２ 文章 编号：０ ２８ ３ （０ ２ ０ ．１４０ 文献 标识 码： 中图分 类号 ： Ｐ ５ ＯＩ１ ． ８ ．ｓ．０２８ ３ ． １．７ ５ ７ ｊｓ ２ ０ １０ ．３ １２ １ ）７０ ９ ．３ Ａ Ｔ ７１
图像修复是数字 图像处 理研究 中的一个热 点。从数学的 角度来说 ， 修复就 是要根 据空 白区域周 围的信息来 对图 图像 像 进行填补 、 插值 。在 实际生 产生活 中可应用 于医学 图像的 修复、 古代艺 术品 的修 复 、 破损照 片的修复 、 字或特 定 目标 文 的移除 、 机视觉 以及数 字图像 的压 缩和 编码等等 。图像 计算 修复 自身的特点决定 了人近 些年来 ， 修复技术有 这 图像 了巨大的发展 ， 张红英等ｕ 揭示了数字图像修复的数学背 首先
改进PConvUNet图像修补的解包裹方法
现代电子技术Modern Electronics Technique2024年3月1日第47卷第5期Mar. 2024Vol. 47 No. 50 引 言激光干涉测量技术作为一种高精度和非接触式的测量方法，应用于齿轮制造和质量控制领域[1]。
干涉图是测量中唯一采集的数据，对干涉图的处理精度决定了测量精度。
干涉图像处理中相位解包裹算法至关重要，其目标是从干涉图像中提取出相位信息，并恢复出准确的相位分布，以实现对目标物体的高精度测量[2]。
目前，经典的相位解包裹算法主要可以归为两大类：路径跟踪法和最小范数法[3]。
路径跟踪法是一种局部算法，包括枝切法、质量图引导法、掩模割线法和最小不连续法，它们旨在优化解包裹路径的选择，以将解包裹错误限制在低质量的噪声区域，并避免对后续解包裹过程产生影响。
然而，在齿轮制造和使用过程中，齿轮齿面通常会受到沟槽、起伏和断层等影响，同时齿面形状高度差较大，干涉图像中的条纹也非常密集。
这些因素导致齿轮齿面包裹相位图中出现条纹粘连、条纹错位以及条纹剪切等情况，降低了相位的连续性，增加了解包裹的难度。
枝切法[4]是一种基于搜索的解包裹算法，通过逐步剪枝搜索的方式来恢复相位的连续性。
然而，当包裹相位图中存在剪切、错位和粘连条纹时，相位的连续性会受到破坏，导致枝切法难以正确恢复相位。
同时剪切、错位和粘连条纹会导致相位跳变，使得枝切法无法有效地剪枝并获得准确的解包裹结果。
质量图引导法[5]是一种基于图像质量评估的解包裹算法，它通过优化相位图的质量评估指标来实现解包裹。
然而，在齿轮齿面存在条纹改进PConvUNet 图像修补的解包裹方法窦恩泽， 杨鹏程， 李小成， 任 拓（西安工程大学 机电工程学院， 陕西 西安 710048）摘 要： 包裹相位图是描述相位信息分布的二维或三维图像，广泛应用于光学干涉和计算机视觉等领域。
精密齿轮齿面由于自身形状特征、加工及使用等因素影响，在激光干涉测量中包裹相位图常出现区域分布异常的条纹，导致解包裹时出现错误，极大降低了齿面形貌的测量精度。
改进的总变分去噪算法
改进的总变分去噪算法
陈利霞;宋国乡;丁宣浩;王旭东
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2009(38)4
【摘要】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.
【总页数】4页(P1001-1004)
【关键词】偏微分方程;图像去噪;小波;总变分;TV模型
【作者】陈利霞;宋国乡;丁宣浩;王旭东
【作者单位】西安电子科技大学理学院,西安710071;桂林电子科技大学数学与计算科学学院,广西桂林541004
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.基于改进总变分算法的遥感图像去噪方法研究 [J], 张洪为;宋芳芳
2.改进的二阶总广义变分图像去噪算法 [J], 刘巧红;孙丽萍;林敏
3.一种基于Contourlet变换的总变分图像去噪算法 [J], 张洪为;张俊英
4.基于加权Lp范数和总变分范数的图像去噪算法 [J], 付鹏程; 陈秀宏; 牛强; 孙慧强
5.应用残差总变分及低秩表示的视频去噪算法 [J], 张智勇;常侃;陈诚;施静兰;覃团发
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基于TV修复模型的改进方法
2020年第12期 信息通信2020 (总第 216 期）INFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum.N o 216)基于T V修复模型的改进方法苗晓,杨思渊(新疆师范大学数学科学学院，新疆乌鲁木齐830017)摘要:传统的TV模型在抑制噪声的同时锐化图像边缘，而且数值P D E实现方便，能很好地修复自然图像。
然而TV模 型自身也存在很多缺点，即破坏了视觉理论中的连通性原理。
近些年，虽然很多研究者通过对模型进行改进，很好地解 决了这一问题，但是改进的模型中对掩膜的处理大都是通过对破损区域和破损区域邻域像素值的对比确定像素区间来提取,如果区间设置不合理，则会出现修复不完全的现象。
针对这一问题，文章利用原图像像素点减去破损图像像素点 的方法来提取掩膜,从而达到更好的修复效果。
关键词：图像修复;T V算法;掩膜提取中图分类号:TP391.41 文献标识码:B 文章编号= 1673-1131(2020)12-0053-04An improved method based on TV repair modelMiao Xiao, Yang Siyuan(School of Mathematical Sciences，Xinjiang Normal University，Urumqi 830017, China) AbstractiThe traditional TV model sharpens the edges of the image while suppressing noise, and the numerical PDE is easy to implement, which can restore natural images well. But the TV model itself has many shortcomings, that is, it destroys the prin- ciple of connectivity in visual theory. In recent years，although many researchers have solved this problem by improving the model, the improved model The processing of the mask is mostly extracted by determining the pixel interval by comparing the pixel values of the damaged area and the neighboring area of t he damaged area. If the interval setting is unreasonable，the repair will be incomplete. In response to this problem, this paper uses the original image pixels minus the damaged image pixels to extract the mask, so as to achieve a better repair effect.Keywords:Image restoration; TV algorithm; Mask extract〇引言数字图像修复技术是图像处理的一个重要分支，随着数 字技术的不断发展和进步，该技术在数字电视，数码相机，影 视特技制作，虚拟现实，扫描仪等数字化仪器上被广泛应用' 所谓图像修复，就是对图像中缺失部分进行填充的过程，用最 短的时间，最完美的技术使图像尽可能地复原,让观察者看不 到修复的痕迹。
基于全变分模型的多分辨率光照处理算法
基于全变分模型的多分辨率光照处理算法王涌;庄连生;庄镇泉;李斌【期刊名称】《电路与系统学报》【年(卷),期】2009(014)001【摘要】针对人脸识别中的光照问题,本文提出一种多分辨率分层的快速处理算法.该算法建立在扩展的全变分模型的理论基础之上,具有模型简单,优化参数少等优点,并能有效的减少光晕现象.算法从快速性入手,首先将光照劣化图像进行多分辨率分层,在每一层上利用模型进行估计,从而得出整体的光照成分,然后恢复出入脸的反射系数图像,并以此作为光照不变量来进行识别.实验证明,通过多分辨率分层的方法,不仅能使系统在不同光照条件下的识别率得到提高,而且还能解决单独用TV(Total Variation)模型进行估计时处理速度较慢的缺点.【总页数】6页(P32-37)【作者】王涌;庄连生;庄镇泉;李斌【作者单位】中国科学技术大学,多媒体计算与通信教育部-微软重点实验室,安徽,合肥,230026;中国科学技术大学电子科学与技术系,安徽,合肥,230027;中国科学技术大学,电子科学与技术系,安徽,合肥,230027;中国科学技术大学,电子科学与技术系,安徽,合肥,230027;中国科学技术大学,电子科学与技术系,安徽,合肥,230027【正文语种】中文【中图分类】TP391.4【相关文献】1.基于全变分模型的光照处理算法 [J], 庄连生;龙飞;庄镇泉;李斌2.基于全变分模型的CT不完全角度重建算法研究进展 [J], 齐泽瑶;王远军3.基于混合全变分模型的图像去模糊算法 [J], 肖宿;4.基于增强高阶非凸全变分模型的图像去噪算法 [J], 刘佩; 贾建; 陈莉; 安影5.基于全变分模型的多时相遥感影像厚云去除算法 [J], 王睿;黄微;胡南强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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离函数 (见式 ( 4) )。这一步可用二值图像的距离变
换完成; ii) 利用中心差分计算 dx 和 dy, 由式 ( 6) 得到距
离函数水平集的 法矢量 G = ( cosH, s inH) = (dx, dy );
iii) 选用合适的权因子。根据以上关于权函数 w
的定性描述, 可采用如下表达式:
¨#
¨u | ¨u |
- K( u - u0 )
=
0。
( 2)
文献 [ 3, 5] 中指出, 已广泛应用于图像去噪的 ROF 模型可应用于图像修补。这时只要将式 ( 2) 中 的参数改为
K = Ke, z I E,
( 3)
0, z I D。
这里, E 表示非修补区, D 表示修补区 (见图 1)。由以
像的有损编码等领域。所以, 图像修补技术是一直 国内外学者关注的热点问题。
目前, 国 际 上 最 流 行 的 非 纹 理 修 补 算 法 有 BSCB模型 [ 1] , CDD 模型 [ 2 ] 和 TV 修补模 型 [ 3] 。前 两个模型利用了三阶偏微分方程 ( PDE ) , 而 TV 修 补模型是 二阶 的 PDE, 它源 自 Rud in 等 人提 出了 TV - L2模型 [ 4] (也称 ROF 模型 )。此模型的出发点 是最小化以下 / 能量 0泛函 ( 或称代价函数 )
邢天璋, 彭进业, 王大凯
(西北大学 信息科学与技术学院, 陕西 西安 710127)
摘要: 目的 提出一种全变分 ( TV )修补模型的改进方案, 而且具有良好的边缘特性, 并弥补原有的 TV 修补模型的不能满足连通性原则的缺陷。方法 定义在图像修补区定义一种 / 加权全变分, 即 沿修补区边界法线方向的梯度分量对全变分的贡献, 远大于沿切线方向的梯度分量的贡献。结果 通过对相同的受损图像, 采用原有模型和改进模型作比对实验表明, 文中的改进模型可以完全满足 图像修补的连通性原则。结论 改进的 TV模型较原始 TV 模型更适合于非纹理图像修复。 关 键 词: 图像修补; 全变分 ( TV ) 模型; 连通性原则; 权因子 中图分类号: TP391. 41 文献标识码: A 文章编号: 1000-274Ú ( 2009) 06-0948-05
uG = ux cosH+ uy sinH,
uF = - ux sinH+ uy cosH,
( 8)
而 w 是大于 1且随距离单调递减的加权因子。按照
式 ( 6) 和式 ( 7) 的定义, 修补区内各点的图像梯度
对全变分的贡献并不像原有 T V 模型那样简单地为
| ¨u | = ux2 + u2y, 而是先要看这一梯度的取向如 何, 如果它的法向分量愈大, 它的贡献将愈大。其次 要看这一点离修补区的边界的远近。距离愈近, 上述 对法向分量加大 / 惩罚 0 的力度愈大。当距离足够远 时, 由于 w 接近为 1, 从而使 | ¨u |D U | ¨u |, 即随 距离增大, 加权的全变分计算方法将逐渐过渡到原 有 T V 模型的全变分计算方法。
Q Q J [ u] = | ¨u | dx dy + K | u - u0 | 2 dx dy。
8
28
( 1) 这里, 8 是图像定义域, 第一项是输出图像 u 的全变 分; 第二项是输出图像 u与输入图形 u0 之间的平方 误差, 称为保真项; K为选定的参数, 用以平衡前后 两 项 对 总 / 能 量 的 贡 献。 式 ( 1) 对 应 的 Eu ler-L agrang e方程为
上表达式可以看出, TV修补模型的基本思想是对非
修补区, 采用适当的参数 Ke 以达到去噪的目的, 而
对于修补区, 由于原图像的信息已 / 完全丢失 0, 因
而 / 保真 0 已无依据, 故只要求这些区域的图像的全
变分尽可能小, 即尽可能平滑。那么, 为什么 TV修补
模型会产生 / 连通性 0 问题呢?
可得到最小化式 ( 6) 的 E u ler-L ag range方程
5 5x
5F 5ux
+
5 5y
5F 5uy
= 0,
( 11)
采用梯度下降流, 得
5u 5t
=
5 5x
5F 5ux
+
5 5y
5F 。 5uy
( 12)
它们都属一个二阶 PDE。
112 数值实现
1) 准备阶段 i) 计算修补区内任一 点到修补区的边界的距
TVc = TVE + 2w ( 255 - 0) = T VE + 510w。 显然, 如果 w > l, 则 T Vc > T Vb, 故 TV 修补的结 果将是图 2( b)。反之, l > w, 则修补的结果将是图 2( c) 。由于图 2( a) 是 l > w 的情况, 若采用 TV 修补 模型, 将一定会得到图 2 ( c) 的结果。但是, 如果将 图 2( a) 让人来观察, 并请他 /她回答: 此图像在受损 之前, 应该是怎样的? 绝大多数受访者将会毫不犹 豫地回答: 应如图 2( b) 所示。这是因为人的视觉倾 向于将 / 窄带 0连 通 起来, 即遵 循 / 连 通 性 原则 0 ( connect iv ity principle) [ 6] 。当然, 此图像 在受损之 前到底是怎样的, 谁也不知道。所以图像修补不存 在 / 对不对 0的客观标准, 只存在 / 像不像 0的主观标 准。正由于文献 [ 2] 意识到 TV 修补模型不能满足 连通性原则, 才进一步提出了 CPD 模型。 能不能对 TV 修补模型作一定的改造, 使它也 能满足连通性原则呢? 现在让我们再来更仔细地考 察图 2的实例。在前面计算图像全变分时, 对图 2 ( b)和图 2( c) 采用了同样的计算方 法, 表面上看, 似乎是 / 公平对待 0。但是, 实际上这两个图像中的 修补区中的 / 全变分 0所出现的位置是大有区别的。 图 2( b)中, 大梯度出现的位置, 除为数很少的几个 像素外, 大多是处在修补区 / 腹地 0, 而那些少量的 邻近修补区边界的位置上所出现的梯度是与边界平 行的。对于图 2( c)而言, 情况大不相同。大梯度出 现位置全都在修补区的边界附近, 并且梯度的取向 ( orientation)与边界垂直。因此, 只要我们在计算修
5uy ij
而利用中心差分计算 5 5F 5x 5ux
和 5 5F
ij
5y 5uy
,便
ij
的到:
Qij =
5 5F 5x 5ux
+
i, j
5 5F 5y 5uy
i, j
( 16)
为了避免在式 ( 8) ~ ( 9) 的计算中出现 / 被零
除 0, 可在式 ( 7) 中引入一个常数 a, 例如
F ( ux, uy ) =
w = 1 + K e- Bd。
( 13)
式中, K 和 B是两个可选参数, K 用来控制 w 的最大 值, 考虑到数字图像的最大梯度为 255, 而人的视觉
可察觉的灰度变化约为 10。因此, 若令
K U 10 ~ 20,
( 14)
这就意味着, 就对修补区全变分的贡献而言, 在修补
区边界邻域产生非常大的平行于边 界取向的突变
十五、十六世纪时期, 图像修补技术已经慢慢地 兴起, 主要用于为了修 补艺术作品中 损坏的部分。 从数学的角度分析, 修补过程就是利用图像中受损 区边缘未被破坏的信息来添充到受损区内, 使得图 像整体平滑, 自然, 同时使图像观察者无法察觉到图
像曾经受损或是已被修补。随着社会的发展, 图像 修补技术已经涉及到老照片的复原, 文本的去除, 图
西北大学学报 (自然科学版 ) 2009年 12月, 第 39卷第 6期, D ec. , 2009, V o.l 39, N o. 6 Journal o fN o rthwest U niversity ( N atural Science Ed ition)
一种改进的全变分 ( TV)修补模型
由
) 950 )
西北大学学报 (自然科学版 )
第 39卷
5F 5ux
=
[ ux (w cos2 H+
sin2 H) +
uy (w - 1) co sHsinH] /F,
( 9)
5F 5uy
=
[ uy (w sin2 H+
cos2 H) +
ux (w - 1) co sHsinH] /F,
( 10)
角。
有了以上关于修补区内每一像素的距离和法方
向的定义后, 便可实现计算变分的 / 区别对待 0 了,
为此只要将修补区内图像全变分定义为
Q T V ( u )D = | ¨u |D dD。 D
( 6)
式中
| ¨u |D: = F ( ux, uy ) = (w u2G + uF2 ) 1 /2。 ( 7) 这里 uG 和 uF分别表示图像梯度 ¨u 沿距离函数的 水平集的法方向和切方向的分量, 即
1 改进的 TV 修补模型及其数值实现
图 2 / 连通性 0问题 F ig. 2 P roblam o f " connection pr inc iple"
T Vb = TVE + 2l ( 255 - 0) = T VE + 510l。 式中, T VE 表示非修补区内的全变分。如果修补结果 如图 2( c) 所示, 则全变分为
图 1 修补区示意图 F ig. 1 Inpain ting dom a in
现在让我们来看如图 2所示的简单例子。其中 图 2( a)中的灰色的部分为修补区, 其余部分为非修
收稿日期: 2009-03-10 基金项目: 教育部新世纪优秀人才支持基金资助项目 ( NCET-07-0693) 作者简介: 邢天璋, 男, 陕西西安人, 从事数字图像处理研究。