基于纹理的各向异性扩散的真超声图像去噪(IJEM-V1-N3-7)

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图像去噪的改进迭代非局部平均滤波方法

图像去噪的改进迭代非局部平均滤波方法

图像去噪的改进迭代非局部平均滤波方法
冯象初;郝彬彬;朱见广
【期刊名称】《西安电子科技大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2010(037)004
【摘要】提出了一种新的迭代非局部平均滤波的图像去噪方法.权系数的计算依赖每次迭代更新得到的图像,同时对迭代更新后得到的图像进行加权平均.这样就避免了权系数的计算以及加权平均所用的图像的不一致所带来的图像边缘模糊以及对比度不清晰的现象.还证明了新的迭代方法满足极大极小原则.实验结果表明,该方法去噪的同时能较好地保持图像的边缘以及细小结构.
【总页数】5页(P722-725,736)
【作者】冯象初;郝彬彬;朱见广
【作者单位】西安电子科技大学,理学院,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,理学院,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,理学院,陕西,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41;O175.2
【相关文献】
1.一种自适应迭代的非局部干涉相位滤波方法 [J], 林雪;李曾玺;李芳芳;胡东辉;丁赤飚
2.基于时域自适应滤波及非局部平均的夜视图像去噪算法 [J], 刘小园;衣扬;杨磊
3.一种改进的非局部平均图像去噪算法 [J], 许光宇;李玲
4.基于迭代对数阈值的加权 RPCA非局部图像去噪 [J], 杨国亮;鲁海荣;唐俊;王艳

5.渐近非局部平均图像去噪算法 [J], 邢笑笑;王海龙;李健;张选德
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基于GVC的扩散模型与图像去噪方法研究的开题报告

基于GVC的扩散模型与图像去噪方法研究的开题报告

基于GVC的扩散模型与图像去噪方法研究的开题报告题目:基于GVC的扩散模型与图像去噪方法研究一、选题背景及意义:图像去噪是图像处理领域中的一项重要任务,其目的是消除图像中的噪声污染,以提高图像质量和信息量。

图像去噪技术在计算机视觉、医学影像等领域具有广泛的应用价值,如肿瘤检测、城市交通监控、海洋遥感等。

针对图像去噪问题,扩散模型是一种重要的数学工具。

GVC (Gradient Vector Flow)扩散模型是一种基于梯度向量场的扩散模型,能够较好地保留图像边缘信息,具有很好的去噪效果。

因此,基于GVC的扩散模型在图像去噪领域中得到了广泛的应用。

二、研究内容和技术路线:本文旨在研究基于GVC的扩散模型与图像去噪方法,具体内容包括:1. GVC扩散模型的原理及算法实现GVC扩散模型是一种基于梯度向量场的扩散模型,本文将研究GVC扩散模型的原理,包括GVC梯度向量场的计算、GVC扩散算法的构建等,同时通过Matlab实验,验证GVC扩散模型的去噪效果。

2. 图像去噪算法的设计和实现本文将研究基于GVC的图像去噪算法,设计实现一种新的图像去噪方法,并与其他经典的图像去噪算法进行比较分析。

同时,本文还将研究图像去噪算法的实时性以及应用场景。

3. 基于深度学习的图像去噪方法本文将进一步研究基于深度学习的图像去噪方法,包括卷积神经网络(CNN)和自编码器(Autoencoder)等方面的研究。

通过对比分析基于深度学习和基于GVC的图像去噪方法,选出最优的算法,提高图像质量和去噪效果。

技术路线:首先对GVC扩散模型的原理进行研究,然后通过Matlab实验,验证GVC扩散模型的去噪效果。

其次,设计实现一种基于GVC的图像去噪算法,并与其他经典的图像去噪算法进行比较分析。

最后,研究基于深度学习的图像去噪方法,进行算法的设计和分析,并选择合适的算法进行实现和应用。

三、预期成果:1. 对基于GVC的扩散模型及图像去噪方法的研究有较为全面的了解,既可以从理论上进行分析,也能够进行实验验证。

基于改进的各向异性扩散方程的医学超声图像降噪方法.

基于改进的各向异性扩散方程的医学超声图像降噪方法.

基于改进的各向异性扩散方程的医学超声图像降噪方法医学超声成像技术具有方便、安全、快捷等优点而广泛应用于临床,但其成像机制的特殊性使得超声图像存在严重的斑点噪声,给临床影像学诊断带来了困难。

传统的斑点噪声抑制方法有维纳滤波[1]、小波软阈值滤波[2]和中值滤波[3]但是这些方法在抑制噪声的同时不同程度地造成了边缘模糊。

基于各向异性扩散方程的滤波技术在医学图像降噪领域越来越受到关注。

文献[4]首先提出基于偏微分方程的各向异性扩散滤波技术(即P-M模型),但其平滑效果较差,容易出现图像集块或阶梯现象(也叫“块效应”),边缘保持的效果也不理想,且无法滤除边界上的噪声。

为解决该问题,文献[5]先将原始图像与高斯滤波器进行卷积运算,降低噪声点的梯度,使强的灰度阶跃保留下来,再运用P-M方程进行滤波。

文献[6]对文献[5]的Catte算子做了进一步改进,较好地平滑了噪声,尖峰和窄边缘也得到较好的保持。

文献[7]提出一种的新的各向异性扩散方程(Speckle ReducingAnisotropicDiffusion, SRAD),其中的梯度算子能够很好地区分噪声点和检测边缘区域。

文献[8]将扩散方向由4个方向扩展为8个方向,从而保留了更多的图像细节,提高了图像质量。

本文将各向异性扩散方程的扩散方向由四个方向扩展为8个方向,并构造了新的扩散系数函数,在此函数中使用了一种新的梯度算子并引入了一种扩散门限的自动估计方法,从而在有效抑制斑点噪声的同时较好地保留了图像的边缘细节信息。

本文将各向异性扩散方程的传统4方向扩展为8方向;同时引入了新的扩散系数计算方法,从而更好的达到了细节保护和斑点噪声消除的双重功能。

It+Δts=Its+Δt|ηs|∑p∈ηsc( Its, p) Its, p(4)每一次迭代都是以周围四个方向的梯度值来计算该中心点变换后的灰度值,这可能会导致图像细节的损失并产生虚假轮廓。

为了克服这种现象,本文在传统四方向基础上增加了45°、135°、225°、315°4个方向(见图1),即用8个方向的梯度值来计算该点变换后的灰度值,ηs表示像素点I(x, y)的八邻域,这里取值8。

改进的各向异性扩散图像去噪算法

改进的各向异性扩散图像去噪算法

改进的各向异性扩散图像去噪算法
肖丹;黄玉清
【期刊名称】《自动化仪表》
【年(卷),期】2017(038)007
【摘要】图像去噪是图像处理中的重要环节,经典的图像去噪算法,如中值滤波、高斯滤波和加权平均滤波等,去噪效果都不是很理想.传统方法在去除噪声的同时,会使图像的边缘也变得模糊.偏微分方程(PDE)是近年比较流行的图像处理方法,它具有各向异性的特点,在去除噪声的同时,能很好地保持图像的边缘.基于现有算法,提出了一种改进的去噪算法.将传统P-M算子中的固定边缘阈值改为随梯度模变化的自适应阈值,并结合图像结构张量构造一个扩散函数.在图像平坦区,改进的P-M模型具有各向同性的特点,有利于平滑噪声;而在图像边缘处,该模型只沿切线方向扩散,有利于保护图像细节.试验表明,改进的P-M模型能很好地改善图像去噪效果,同时也能很好地保持图像的边缘.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】肖丹;黄玉清
【作者单位】西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010
【正文语种】中文
【中图分类】TH7;TP391
【相关文献】
1.基于改进各向异性扩散冲击滤波器模型的图像去噪 [J], 黄淑英;杨勇
2.一种改进的基于各向异性扩散方程的图像去噪方法 [J], 罗莎;韦大欢
3.一种改进的各向异性扩散超声图像去噪算法 [J], 王亚强;陈波
4.基于改进的各向异性扩散图像去噪算法研究 [J], 洪志强;张立亭;陈竹安;吴龙华;陈大凯
5.改进非局部均值各向异性扩散图像去噪算法 [J], 王磊;王敏;张鹏程;任时磊;高晓玲;桂志国
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图像去噪算法:NL-Means和BM3D

图像去噪算法:NL-Means和BM3D

图像去噪算法:NL-Means 和BM3D图像去噪是⾮常基础也是⾮常必要的研究,去噪常常在更⾼级的图像处理之前进⾏,是图像处理的基础。

可惜的是,⽬前去噪算法并没有很好的解决⽅案,实际应⽤中,更多的是在效果和运算复杂度之间求得⼀个平衡,再⼀次验证了我⽼师的⼀句话:所有的⼯程问题最后都是最优化问题。

好了,废话不多说,来看看效果⽐较好的去噪算法吧。

噪声模型图像中噪声的来源有许多种,这些噪声来源于图像采集、传输、压缩等各个⽅⾯。

噪声的种类也各不相同,⽐如椒盐噪声,⾼斯噪声等,针对不同的噪声有不同的处理算法。

对于输⼊的带有噪声的图像v(x),其加性噪声可以⽤⼀个⽅程来表⽰:其中是原来没有噪声的图像。

是像素集合,是加项噪声项,代表噪声带来的影响。

是像素的集合,也就是整幅图像。

从这个公式可以看出,噪声是直接叠加在原始图像上的,这个噪声可以是椒盐噪声、⾼斯噪声。

理论上来说,如果能够精确地获得噪声,⽤输⼊图像减去噪声就可以恢复出原始图像。

但现实往往很⾻感,除⾮明确地知道噪声⽣成的⽅式,否则噪声很难单独求出来。

⼯程上,图像中的噪声常常⽤⾼斯噪声来近似表⽰,其中,是噪声的⽅差,越⼤,噪声越⼤。

⼀个有效的去除⾼斯噪声的⽅式是图像求平均,对N 幅相同的图像求平均的结果将使得⾼斯噪声的⽅差降低到原来的N 分之⼀,现在效果⽐较好的去噪算法都是基于这⼀思想来进⾏算法设计。

NL-Means 算法NL-Means 的全称是:Non-Local Means ,直译过来是⾮局部平均,在2005年由Baudes 提出,该算法使⽤⾃然图像中普遍存在的冗余信息来去噪声。

与常⽤的双线性滤波、中值滤波等利⽤图像局部信息来滤波不同的是,它利⽤了整幅图像来进⾏去噪,以图像块为单位在图像中寻找相似区域,再对这些区域求平均,能够⽐较好地去掉图像中存在的⾼斯噪声。

NL-Means 的滤波过程可以⽤下⾯公式来表⽰:在这个公式中,是⼀个权重,表⽰在原始图像中,像素 和像素 的相似度。

基于异性扩散-中值滤波的超声医学图像去噪方法

基于异性扩散-中值滤波的超声医学图像去噪方法

基于异性扩散-中值滤波的超声医学图像去噪方法
李俊盛;刘宗田
【期刊名称】《计算机应用与软件》
【年(卷),期】2009(26)1
【摘要】针对超声图像存在一种特殊的斑点噪声,使图像边界与细节变得模糊而严重影响图像质量的问题,提出了一种新的去除医学图像斑点噪声的方法,它利用中值滤波和各向异性扩散相结合,不仅可以有效地去除噪声而且很好地保持了边缘、局部细节信息.此外,该方法在扩散过程中,梯度阈值选取的不同对图像结果影响很小,这极大地提高了该算法的健壮性.实验中,通过和各向异性扩散、中值滤波等方法的比较,表明该方法具有良好的去噪效果.
【总页数】3页(P76-77,149)
【作者】李俊盛;刘宗田
【作者单位】上海大学计算机工程与科学学院,上海,200072;上海大学计算机工程与科学学院,上海,200072
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于改进各向异性扩散的超声医学图像滤波方法 [J], 谢勤彬;罗代升;宋海波
2.中值滤波与各向异性扩散相结合的医学图像滤波方法 [J], 付丽娟;姚宇;付忠良
3.基于对数压缩的超声各向异性扩散去噪方法 [J], 杨金;刘志勤;王耀彬;高小明
4.改进的各向异性复扩散模型的医学图像去噪方法 [J], 张美玉;张素琼;秦绪佳;徐晓刚
5.基于各向异性扩散的超声医学图像滤波方法 [J], 彭韵;李德玉;林江莉;汪天富;郑昌琼;唐红;饶莉
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基于平稳小波域的各向异性扩散图像去噪方法

基于平稳小波域的各向异性扩散图像去噪方法

基于平稳小波域的各向异性扩散图像去噪方法
汪伟;吴秀清;程蕾;夏东坤
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2010(046)004
【摘要】针对传统的各向异性扩散去噪方法存在的导致图像细节丢失的问题,提出了一种基于平稳小波域的各向异性扩散图像去噪方法.该方法根据平稳小波变换的特性,通过在高频和低频子带上选用不同的梯度门限进行各向异性扩散,然后进行重构得到去噪后的结果图像.实验结果表明,该方法在有效去除噪声的同时,图像细节保留较好,去噪后的图像具有更好的质量.
【总页数】3页(P180-182)
【作者】汪伟;吴秀清;程蕾;夏东坤
【作者单位】中国科学技术大学电子工程与信息科学系,合肥,230027;中国科学技术大学电子工程与信息科学系,合肥,230027;中国科学技术大学电子工程与信息科学系,合肥,230027;中国科学技术大学电子工程与信息科学系,合肥,230027
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.基于小波域上各向异性扩散的图像去噪算法 [J], 张选德;宋国乡
2.基于灰色系统理论的各向异性扩散图像去噪方法 [J], 杨兴江;廖志武;蒲永华
3.基于图像特征的各向异性扩散去噪方法 [J], 柯丹丹;蔡光程;曹倩倩
4.基于PCNN的小波域超声医学图像去噪方法 [J], 郭业才;王绍波
5.一种改进的基于各向异性扩散方程的图像去噪方法 [J], 罗莎;韦大欢
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基于噪声纹理检测算子的图像去噪方法

基于噪声纹理检测算子的图像去噪方法

基于噪声 纹理检测算子的图像去噪方法孙晓丽,宋国乡,冯象初(西安电子科技大学理学院,陕西西安710071)摘 要: 利用能量泛函极小化方法对图像进行滤波时,通常用分段常数函数来近似图像,在滤除噪声的同时也丢失了许多纹理和细节信息.基于这一不足,本文提出一个噪声 纹理检测算子,利用这一算子对滤掉的信息作进一步检验,从而尽可能多的抽取出被误滤掉的纹理信息,将这些纹理信息补充回滤波后的图像中得到最终的去噪图像.实验表明,本文提出的算子对去噪后图像纹理信息的保留具有明显效果.关键词: 能量泛函;图像去噪;纹理信息中图分类号: TN911 文献标识码: A 文章编号: 0372 2112(2007)07 1372 04An Image D enoising Method Based on a Noise Texture OperatorSUN Xiao li,SONG Guo xiang,FE NG Xiang chu(Sc hool o f Sc ience ,Xidian U nive rsity ,Xi an,Shaanxi 710071,China )Abstract: Denoising algor i thm based on gradient dependent energy fu nctional,modify images towards piecewise constant functions.Important information,encoded i n image features like textu res or certain details,is often compromised in the pro cess of deno ising.A noise texture detect operator is proposed in this paper.The filtered information,during the process of denoising,will be checked again by using this operator,then textures and details filtered by mis take will be extracted as much as possible.After refill ing these textu res and details into the denoised image,the final denoised image is obtained.Experiment results show that ou r new method has obvious effect in preserving textu res and details.Key words: energy functional;image deno ising ;texture information1 引言基于PDE 的图像处理方法在近十年来已经得到广泛应用.此类方法一般分为三种类型:用变分方法求解能量泛函极小化、直接偏微分方程扩散方法和公理化方法.它们之间有着必然的联系[1,2],本文是从第一类方法入手的.虽然此类方法在图像处理的许多领域都表现出了很大的实用性[3,4],但其不可避免的缺点也日益显现出来.这类方法是建立在BV 空间中用分段常数函数对图像进行近似的,在某种意义下,它们得到了输入图像的一个很好的近似,也就是所说的Cartoon 模型.但是,对于一个一般图像而言,它必然是既包含有平坦的区域又包含有细节信息丰富的区域,对于平坦区域而言,我们希望噪声能够充分地去除掉,而对于细节信息丰富的区域而言,为了能够把这些重要的细节信息保留下来,作为一个折衷,我们就有必要使包含细节信息区域的一部分噪声连同细节信息一起留在去噪后的图像中.利用上述基于BV 空间的能量泛函极小化方法对这类图像进行处理时,对原始图像的忠诚度只能通过图像的整体信息来判断,因而纹理信息、一些细小的细节信息在去噪的同时都被模糊掉了.因此,被滤掉的信息中不仅有希望去除的噪声,还有根本不希望去掉的图像细节,我们有必要对滤掉的信息进行二次检测,尽量区分出噪声和细节.一种好的去噪方法就是要在去除噪声的同时尽可能多的保留原图像的信息[5].本文正是基于这一目的,提出一个噪声 纹理检测算子,通过这一算子对滤掉的信息重新检测,尽可能多得从中提取出被误滤掉的纹理和原图中的重要细节信息,将其补回去噪后的图像中,从而得到更符合实际的最终的去噪图像.2 基于能量泛函极小化的图像滤波方法一种经典的变分去噪算法是由Rudin Oshe r Fate mi 等提出的全变差极小化方法[6].这一方法通过寻找由图像的全变差项和图像对原噪声图像的忠实项组成的能量泛函的平衡状态(极小化能量)来求解,即:收稿日期:2006 04 17;修回日期:2007 04 11基金项目:国家部委预研基金(No.5148702020DZ0103)第7期2007年7月电 子 学 报ACTA ELECTRONICA SINICA Vol.35 No.7J uly 2007E TV=! (| I|+12 (I-I0)2)d x d y(1)其中,前一项为光滑项,后一项为逼近原图像的忠实项.之后,由于全变差项在变分以后的扩散方程中容易引起扩散的不稳定性,人们对其进行了改进,将全变差项改为随着梯度模变化的函数,即:E=! ((| I|)+12 (I-I0)2)d x d y(2)这一能量泛函的欧拉方程为:F=div(∀ I| I|)+ (I0-I)=0(3)这里 #R是一常数,控制着解图像对原输入图像的忠实度.我们用PDE方法来求得带有初始条件的方程的解:I t=F,I t=0=I0(4)当 =0时就是直接的偏微分方程扩散模型,例如Pe rona Malik扩散方程[7]以及对其扩散项的各种改进都是此类.这里,我们假设图像中的噪声可以用高斯白噪声近似,估计得到的噪声方差为!,则上述问题转化为:minI! (| I|)d x d y 1! (I-I0)2d x d y=!2(5)这时, 可看作是拉格朗日因子,用下式计算:I=1!2| |! div(∀ I| I|)∃(I-I0)d x d y(6)这样参数I就是随着扩散的进行而变化的,从而使得去噪后的图像I尽可能忠实于原图像.在文中我们选用的泛函为(s)=1+∀2s2,利用这一泛函变分后的扩散方程比TV方法具有更好的稳定性.最终变分后得到的扩散方程为:#I #t=∀2 I1+∀2| I|2+ I(I0-I)I t=0=I0(7)在每步扩散后,根据即时图像的整体信息,I得到了新的调节,使得最终的解更接近于输入的带噪图像,从而较好的保留了原图像中的纹理和细节信息.3 噪声 纹理检测算子的提出虽然忠实项参数I随着扩散的进行而变化可以使得去噪后的图像更好地逼近原图,但是,由于图像中不同的区域包含有不同的内容,在平坦区域噪声去除干净的同时包含细节信息区域的细节也随之丢失了.正是基于这一问题,本文提出了一个噪声 纹理检测算子,利用这一检测算子对滤掉的信息进行重新检测,抽取出其中被误滤掉的纹理和细节信息.将这些被误滤掉的信息补充到变分方法滤波后的图像中得到最终的去噪图像.这里,我们用Ir表示用上述能量泛函极小化的方法去噪后滤掉的图像部分,定义Ir的总能量为:P(I r)=! (I r(x,y)-E(I r))2d x d y这里E(Ir)表示I r的均值,噪声在各点的平均能量定义为噪声的方差[8],图像中噪声的方差或者为已知或者可以人为估计得到记为!2,用P n表示.下面定义Ir的一个局部点的能量算子:P(x,y)=! (I r(x,y)-E(I r))2∃∃x,y(x,y)d x d y(8)其中∃x,y(x,y)=∃(|x-x|,|y-y|)是一个规范化径向对称的光滑窗函数,有! ∃x,y(x,y)d x d y=1.在本文中,我们利用规范化的高斯函数作为窗函数.从上述的定义中可以得到:! P(x,y)d x d y=P(I r)(9)事实上,上面定义的局部能量算子就是将算子(I r(x,y)-E(I r))2在窗范围内各点的值按照窗函数来做加权平均,从而估计Ir在该点的局部能量.基于以上的定义,本文提出基于局部点能量的噪声 纹理检测算子如下:g(x,y)=P(x,y)P n(10)下面分析检测算子g(x,y)在滤除的信息Ir中不同区域的取值情况:当(x,y)位于图像中的平坦区域时,经过前述方法去噪后,滤掉的信息Ir在该位置上基本只包含有噪声,此时局部能量P(x,y)%Pn=!2,那么g(x,y)%1;当(x,y)位于图像中包含细微结构的区域时,滤掉的信息I r在该位置上不仅包含噪声信息,还包含许多在去噪过程中误滤掉的细微结构信息,此时,局部能量P(x, y)中不仅包括噪声的能量,还包括这些细微结构信息的能量,记为Pw(x,y),则:P(x,y)=P n(x,y)+P w(x,y)%!2+P w(x,y)一般而言,这些细微结构是原始图像的一个重要组成部分,因此Pw(x,y)!P n=!2,此时,g(x,y)!1.从上述的分析中可看出,由g(x,y)的值可以清楚地区分出平坦区域和包含细微结构的区域:对Ir进行逐点检测,当g(x,y)%1时,说明该位置位于平坦区域,Ir(x,y)在该位置只包含噪声,因此应该丢弃,则令I r∀(x,y)=0;当g(x,y)!1时,I r(x,y)在该位置不仅1373第 7 期孙晓丽:基于噪声 纹理检测算子的图像去噪方法包含噪声,还包含误滤掉的细微结构,因此该位置的值应予以保留,令I r ∀(x ,y )=I r (x ,y ).将得到的细微结构信息I r ∀补充回上述方法去噪后的图像中,就可以得到最终的更逼近于原图的去噪结果.具体的算法步骤为:Step1:输入初始的噪声图像I 0,设定合适的扩散时间间隔%t (%t <0∀25)[9]和扩散步数M ,置n =0.Step2:利用式(6)计算此步扩散后相应的 I ,代入扩散方程得:In +1=I n+%t∀2 I n1+∀2| I n |2+ I (I 0-I n)Step3:判断若n <M ,则置n =n +1,返回执行Step2,否则扩散停止,I M即为去噪后得到的图像.Step4:I r =I 0-I M 即为滤掉的信息,用式(10)定义的噪声 纹理检测算子对图像矩阵I r 进行逐点检测,当0&g(i,j )&&时,记I r ∀(i ,j )=0;当g (i,j )>&时,记I r ∀(i ,j )=I r (i,j ).I r ∀(i ,j )即为重新检测得到的细微结构信息.Step5:I ∀=I M +I r ∀即为最终的去噪图像.本文定义的噪声 纹理检测算子由能量泛函极小化的方法出发而提出,但它不仅仅适合这类方法的后续处理.对于任何一种去噪方法而言,本文方法都可以作为一个后续处理过程,对滤掉的信息进行一个二次检测,从中抽取出尽可能多的被误滤掉的细微结构补充回去噪后的图像中,从而使得最后结果更忠实于原始图像.4 实验结果分析本文采用纹理信息比较丰富的∋Wo man (图像作为测试图像,为了较清晰的显示本文方法在保留纹理信息方面的作用,我们截取其纹理信息比较丰富的裤腿部分.其中噪声偏差!=25,窗函数∃x,y ( x , y )选择高斯窗函数(!w =5),泛函 (s )中∀=1,取&=1∀3.本文对经典的P M 方程扩散方法、第二节中 = I 随扩散变化的变分方法分别用本文提出的纹理 噪声检测算子作了后续处理,从处理结果的比较中,可以看出无论从视觉效果还是客观数据上都有了明显的提高.表1 不同方法滤波后的性能参数比较噪声方差为25噪声图像PM 方程本文方法变分方法本文方法RMSE 25.07216.92816.37816.29715.349PSNR20.14723.55923.84623.88824.409图1中,(a)为加了高斯白噪声(噪声偏差为25)后的带噪图像,(b)为忠实项系数 I 随扩散变化的变分方法去噪后的效果图,从图中我们可以看出腿上的细纹在扩散后丢失了许多,纹路看起来很模糊.(c)为用本文提出的噪声 纹理检测算子对(b )进行重新检测后抽取出的被误滤掉的纹理信息,从图中我们可以看出,周围平坦区域的噪声依然是被去掉了,而腿上的纹理信息却被有效的抽取出来,同时也说明了(b)方法在滤波的同时的确是丢失了较多纹理信息.(d )为将(c)中误滤掉的纹理信息补充回(b)中得到的最终去噪图像.与(b)相比,裤腿上的纹理清晰了许多,同时平坦区域也没有增加多余的噪声.(e)为P M 扩散方程方法去噪后的效果图.(f )为用本文提出的噪声 纹理检测算子对(e)进行重新检测后抽取出的被误滤掉的纹理信息.(g)为将(f )中提取的纹理信息补充回(e)中后得到的最终滤波图像,与(e)图做比较我们可以看出裤腿上的纹理看得明显了许多,同时也没有增加多余的噪声.用本文提出的噪声 纹理检测算子对上述两种经典方法作后续处理后,在视觉效果上都得到了明显的改善.表1为图1所示不同方法去噪后的性能参数比较,表1中的数据比较进一步说明本文方法在性能参数上也有较明显的提高.5 结论基于能量泛函极小化方法对图像进行滤波时,对于含有细节信息比较丰富的图像而言,在滤除噪声的同时会丢失大量的纹理信息.本文基于所定义的局部能量提出了一个噪声 纹理检测算子,利用这一算子对滤去的信息进行逐点的二次检测,在不增加新噪声的前提下可以尽可能多的抽取出被误滤掉的纹理信息,将这些信息补充回去噪后的图像中,可以使去噪后的图像保留尽可能多的细微结构信息.本文方法基于1374 电 子 学 报2007年能量泛函极小化的方法提出,但是并不仅仅适用于该方法的后续处理,它可以作为各种去噪方法在对细节信息丰富的图像去噪时的一个后续处理过程.实验表明无论从视觉效果上还是客观数据的比较上,本文的方法都在原方法的基础上有较大的提高.参考文献:[1]J Weickert.A review of nonlinear diffusion filtering[A].B terHaar Romeny,L Florack,J Koenderink,M Viergever(Eds.).Scale Space Theory in Computer Vision[C].Berlin:Springer, 1997.3-28.[2]Y Y ou,W X u,A Tannenbaum,M Kaveh.Behavioral analysisof anisotropic diffusion in image processing[J].IEEE Transac tions on Image Pro cess,1996,5(11):68-79.[3]谢美华,王正明.基于图像分解的多核非线性扩散去噪方法[J].计算机应用,2005,25(4):757-759.XIE Mei hua,WANG Zheng ming.M ulti kernel nonlinear dif fusion model for denoising based on image decomposition[J].Compu ter Applications,2005,25(4):757-759.(in Chinese) [4]姜东焕,冯象初,宋国乡.基于非线性小波阈值的各向异性扩散方程[J].电子学报.2006,34(1):170-172.JIANG Dong huan,FENG X iang chu,SONG Guo xiang.An anis otropic diffusion equation based on nonlinear wavelet s hrinkage[J].A cta Electronic Sinica,2006,34(1):170-172.(in Chinese)[5]G Gilboa,Y Y Zeevi,N So chen.Texture pres erving variationaldenoising using an adaptive fidelity term[A].Proc V LSM[C].Nice,France:IEEE,2003,10:137-144.[6]L Rudin,S Osher,E Fatemi.Nonlinear total variation basednoise removal algorithms[J].Physica D.1992,27(60):259-268.[7]P Perona,J Malik.Scale space and edge detection usinganisotropic diffusion[J].PAMI,1990,12(7):629-639. [8]G Gilboa,N Sochen,Y Y Zeevi.Variational denoisi ng of partl y textured images by spatially varying constraints[J].IEEE Transactions on Image Pro cessing.2006,15(8):2281-2289.[9]V Francesco,E Shigeru,N Sug imoto.Es timating gradient in PM equation[J].IEEE Signal Processing Magazine.2004,21(2):39-46.作者简介:孙晓丽 女,1980年出生于山西寿阳,现为西安电子科技大学应用数学专业博士研究生,主要研究兴趣:小波分析及应用、偏微分方程图像处理等.E mai l:xls un@mail.xidi 宋国乡 女,1938年生,教授,博士生导师,主要研究领域为数值分析、小波理论及应用等.1375第 7 期孙晓丽:基于噪声 纹理检测算子的图像去噪方法。

PDE-一种基于偏微分方程的日志压缩超声图像去噪方法(IJIGSP-V3-N3-3)

PDE-一种基于偏微分方程的日志压缩超声图像去噪方法(IJIGSP-V3-N3-3)
Email: xpyang@
Abstract—Speckle noise is widely existence in coherent imaging systems, such as synthetic aperture radar, sonar, ultrasound and laser imaging, and is commonly described as signal correlated. In this paper, we focus on speckle reduction problem in real ultrasound image. Unlike traditional anisotropic diffusion methods usually taking image gradient as a diffusion index, in this paper, we present a new texture based anisotropic diffusion method for speckle reduction in real ultrasound image. The results comparing our new method with other well known methods on both synthetic images and real ultrasound images are reported to show the superiority of our method in keeping important features of real ultrasound images.
A Log-compressed ultrasound image model is proposed in [14]:

基于各向异性扩散的超声医学图像滤波方法

基于各向异性扩散的超声医学图像滤波方法

基于各向异性扩散的超声医学图像滤波方法3彭 韵1,李德玉1,林江莉1,汪天富1,郑昌琼1,唐 红2,饶 莉2(1.四川大学373信箱生物医学工程中心,四川成都610065;2.四川大学华西医院心内科,四川成都610041)摘要:目的将各向异性扩散方法应用于超声医学图像的去噪处理。

方法采用基于各向异性扩散的偏微分方程,其初始值为输入图像,转化为差分格式迭代求解滤波结果,并通过修改方程中的噪声比例函数使方程更加适用于超声医学图像的滤波。

结果通过与其他3种传统滤波方法比较,修正系数后的各向异性扩散滤波方法能够较好地平滑图像的噪声,并且图像的边缘和细节部分依然清晰可见。

结论各向异性扩散方法是一种去除超声图像Sp eckl e噪声的有效方法,为超声医学图像的滤波开辟了一条新途径。

关键词:医学图像处理;各向异性扩散;超声图像;图像滤波;医学诊断中图分类号:R319;R445.1s 文献标识码:A 文章编号:100220837(2005)022*******A M edica l U ltrason ic I m age F iltering M ethodB ased on A n isotropic D iffusion.PEN G Yun,L I D e2yu, L I N J iang2li,W AN G Tian2fu,Z HE N G Chang2q i o ng,T AN G Ho ng,RAO L i.Sp ace M ed i c ine&M ed ica l Eng i ne e ri ng,2005,18(2):135~139Abstract:O bjecti ve T o rem o ve the sp eckl e no ise in u ltra so n i c i m age s by u s ing an iso tr op ic d iffu s i o n m e tho d.M ethod B a sed o n an iso tr op ic d iffu s i o n,a p a rti a l d i ffe re n ti a l equa ti o n,o f w h ich the i n iti a l da ta w a s the inp u t i m age s,w a s tran sfo r m e d i n to d i ffe ren ti a l fo r m s and so l ved w ith ite ra ti o n s.The sp eckl e sca l e func ti o n o f the equa ti o n w a s m o d i fied to m ake be tte r u se i n filte ring m e d i ca l u ltra so n ic i m age s.Result B y com p a ring the re su lts w ith o the r th ree filte rs,the an iso tr op ic d iffu s i o n m e tho d co u l d sm oo th the sp eckl e s ve ry w e ll and the edge o f the i m age w a s a lso c l e a r.Conclusi on An iso2 tr op ic d iffu s i o n can rem o ve the sp eckl e no ise e ffec tive ly and ha s g rea t po ten tia l i n filte ri ng m ed ica l u ltra so n i c i m age s.Key words:m ed i ca l i m age p r o ce s s i ng;an iso tr op ic d iffu s i o n;u ltra so n ic i m age;i m age filte ri ng;m e d i2 ca l d iagno s isAddress repr i n t requests to:W AN G Ti an2fu1D ep a rt m en t o f B i o m ed i ca l Eng i nee ring,S ichuan U n ive rs i2 ty,Chengdu S ichuan610065,Ch ina 超声医学成像因其具有直观、方便、安全、快速等优点广泛应用于临床,但由于其成像机制的限制,图像清晰度不高一直是超声成像的主要缺点。

一种新的基于振动滤波和各向异性扩散的图像增强和去噪算法

一种新的基于振动滤波和各向异性扩散的图像增强和去噪算法

一种新的基于振动滤波和各向异性扩散的图像增强和去噪算法陈冠楠;杨坤涛;陈荣;谢志明
【期刊名称】《计算机应用研究》
【年(卷),期】2008(25)8
【摘要】结合振动滤波和各向异性扩散,提出了一种新的图像增强和去噪方法.该方法将改进的振动滤波项引入增强和去噪方程,使其根据图像结构信息产生相应变化幅度,使得图像不仅具有很好的平滑效果,而且增强了边缘,保留了尽可能多的细节部分,同时很大程度上缩短了计算时间,并给出了方程的离散形式.通过实验表明,该方法能达到较理想的增强和去噪效果.
【总页数】3页(P2396-2398)
【作者】陈冠楠;杨坤涛;陈荣;谢志明
【作者单位】华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074;福建师范大学,医学光电科学与技术教育部重点实验室,福州,350007;华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074;福建师范大学,医学光电科学与技术教育部重点实验室,福州,350007;福建师范大学,医学光电科学与技术教育部重点实验室,福州,350007【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.基于震动滤波和各向异性扩散的图像增强算法 [J], 江玲玲;殷海青;冯象初
2.一种基于核函数的各向异性扩散图像去噪算法 [J], 杨平先;陈明举
3.一种新的混合震动滤波和各向异性扩散的图像增强和去噪方法研究 [J], 陈冠楠;杨坤涛;陈荣;谢志明;滕忠坚
4.基于各向异性扩散和冲击滤波的指纹图像增强算法 [J], 王丹; 张小波
5.基于各向异性扩散和冲击滤波的指纹图像增强算法 [J], 王丹; 张小波
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基于各向异性扩散滤波的图像去噪研究

基于各向异性扩散滤波的图像去噪研究

基于各向异性扩散滤波的图像去噪研究莫绍强【摘要】采用各向异性扩散滤波方法,研究图像处理中的去噪问题,通过分析扩散函数和扩散常数对滤波效果的影响,利用图像压缩中判别压缩质量好坏的峰值信噪比作为迭代终止条件,在有效去除图像噪声的同时,能够保持图像的边缘信息不被过度滤除.%An anisotropic diffusion filtering method is used to research the denoising problem in image processing.By analyzing the influence of diffusion function and diffusion constant on the filtering effect,the peak signal to noise ratio in image compression is used as the iteration termination condition.This algorithm can keep the edge information of the image from being excessively filtered while effectively removing the noise.【期刊名称】《内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版)》【年(卷),期】2017(046)001【总页数】4页(P19-22)【关键词】图像去噪;各向异性扩散;边缘信息;迭代准则;扩散函数【作者】莫绍强【作者单位】重庆电子工程职业学院,重庆 401331【正文语种】中文【中图分类】TP391.41图像滤波和去噪是图像处理中非常基础和重要的技术,常用的方法是采用一种滤波器,在滤除图像噪声的同时,尽可能地保留图像中的结构和纹理等信息不被破坏.传统方法中的高斯、中值等滤波,虽然能够去除噪声,但是图像的细节如边缘信息等也被同时滤除.双边滤波[1]虽然可以兼顾去噪和保留边缘的特性,但是计算极其耗时,制约了它的实用性.各向异性扩散滤波[2]是一种兼顾去噪和保留图像边缘的方法,它模拟热量传递原理,在同质区域热量可以扩散,而在非同质区域(存在边缘的位置)热传递减弱.但是该方法需要设置一个迭代次数的参数,判定何时终止扩散处理.如果迭代次数过少,噪声滤除不完全,迭代次数过多,容易导致图像本身的边缘细节信息丢失.因此,如何得到一个自动选择迭代终止的条件,对滤波效果非常重要.文献 [3] 利用梯度阈值,构建了一个随着时间变化逐渐递减的函数作为迭代终止准则,但为了得到自适应参数,每次迭代时需要保留边缘信息; 文献 [6-7] 利用原始图像和去噪图像之间的保真程度作为终止条件,但去噪不充分.本文通过分析各向异性扩散滤波中,扩散函数和扩散常数对滤波效果的影响,利用压缩图像中判别压缩质量好坏的峰值信噪比作为迭代终止条件,在有效去除图像噪声的同时,能够保持图像的边缘信息不被过度滤除,为图像滤波和去噪研究提供参考.Perona等[2]提出的各向异性扩散滤波,采用的是一种扩散处理的方式,即在同质平坦区域使噪声逐步平滑,当遇到非同质的边界区域时,则抑制平滑,其数学表达为(,t)=·(c(,t)I(,t))其中: I(,t)是待处理的图像; t表示迭代次数; c是一个关于图像梯度的单调递减扩散函数:c(,t)=f().(2)式可以根据图像的局部信息控制扩散强度,图像的边缘保留以及噪声滤除就是通过扩散函数来控制的.常用的两个扩散函数如下:c1(,t)(α>0),c2(,t)=exp ,其中K为扩散常数.从扩散函数的表达式可以看出,K值在很大程度上决定了同质区域和非同质区域的界线,对滤波效果的影响很大.令Φ表示扩散函数和梯度的乘积关系,有Φ(,t)=c(,t)I(,t).选择不同的扩散函数,Φ的处理效果也会不同.如图1所示,虚线和实线分别是取c1和c2为扩散函数时Φ的分布,可以看出,当K≫时,Φ值趋于0,可以将平坦区域平滑; 当K≪时,可以保留图像的边缘信息; 当噪声梯度约等于K时,可以噪声滤除.所以,根据图像噪声引起的梯度强弱选择合理的K值,就可以很好地将噪声去除.对于二维图像滤波,可以使用4邻域上的扩散滤波,分别代表在东南西北4个方向上扩散,滤波过程的表达式为(x,y,t)=≈ (,y,t)(I(x+Δx,y,t)-I(x,y,t))- c(,y,t)(I(x,y,t)-I(x-Δx,y,t))(x,,t)(I(x,y+Δy,t)-I(x,y,t))- c(x,,t)(I(x,y,t)-I(x,y-Δy,t))Δx=Δy=1.2.1 扩散函数和扩散常数扩散函数c是关于图像梯度的函数.图2是扩散常数K=0.05时,采用不同扩散函数的图像处理效果,其中第1排图像采用扩散函数c1,第2排图像采用扩散函数c2,迭代次数从左到右分别为2,8,64,128次.从对比效果可以看出,采用扩散函数c2对图像进行处理,得到的对比度大于扩散函数c1.从对比实验发现,K取较大值时,只有大的轮廓边缘保留下来,更多的细节边缘被滤除,这是因为梯度较小的区域被认为是噪声部分,只有梯度远远大于K的轮廓被部分保留下来.因此,参数K的选择,决定了哪些区域属于同质区域,哪些属于非同质区域. 图3是扩散函数和扩散常数对滤波结果的影响,可以看出,K值相同时,以c1作为扩散函数保留下来的边缘梯度弱于c2扩散函数,但是同质区域更平滑,这可以作为处理不同图像时,预计达到某种效果的参考依据.2.2 迭代终止条件从图2和图3可以看出,随着迭代次数的不断增多,图像细节信息会逐渐减少,因此只有设置一个终止迭代的条件,才能得到最佳滤波效果.本文利用图像压缩中判断压缩质量好坏的峰值信噪比PSNR[6]作为迭代终止条件,PSNR=10 log10(MAXI)-10 log10(MSE),其中: 2,称为均方误差(mean squared error); MAX是图像的灰度级,一般取值255; I是上一次迭代的图像,K是当前迭代处理后的图像.由于多次迭代后噪声已被去除,所以PSNR的变化率会很小.图4是各向异性扩散的去噪迭代过程,图中从左至右分别为原始噪声图和迭代56,148,280次后的效果.其中噪声图像是在原始图像上加了均值为0、标准偏差为0.02的高斯噪声.本文取迭代前后差异小于阈值T时为迭代终止条件,通常取T=0.01.图4中,迭代终止在第148次,这时图像噪声被滤除,且细节保持较好,而迭代56次时噪声保留太多,迭代280次时图像的边缘被过度滤除.因此本文设置的迭代终止条件得到了比较理想的结果.基于各向异性扩散滤波的图像处理方法,不仅可以去除噪声,而且能更好地保护边缘信息不被滤除,较之传统的高斯、中值等滤波方法有很大的优势,在图像增强方面有很好的应用前景.本文提出的迭代终止条件简单易实现,为滤除噪声和避免边缘被过度滤除提供了一种平衡方法.另外,影响图像滤波效果的因素除了迭代次数外,还有扩散参数K,该参数往往与图像噪声梯度相关,如何估算图像的噪声梯度信息,合理设置参数K的大小,是需要进一步研究的内容.【相关文献】[1] TOMASI C,MANDUCHI R. Bilateral filtering for gray and color images [C]//ICCV,1998:839-846.[2] PERONA P,MALIK J. Scale-space and edge detection using anisotropic diffusion [J]. IEEE TPAMI,1990,12(7):629-639.[3] X Li,T Chen. Nonlinear diffusion with multiple edginess thresholds [J]. Pattern Recognition,1994,27(8):1029-1037.[4] Gilboa G,Sochen N,Zeevi Y Y. Forward-and-backward diffusion processes for adaptive image enhancement and denoising [J]. IEEE Transactions on ImageProcessing,2002,11(7):689-703.[5] Weickert J. Applications of nonlinear diffusion in image processing and computer vision [J]. Acta Mathematica Universitatis Comenianae,2001,70:33-50.[6] Huynh-Thu Q,Ghanbari M. Scope of validity of PSNR in image/video quality assessment [J]. Electronics Letters,2008,44(13):800-801.。

基于改进的各向异性模型对IVUS图像降噪算法

基于改进的各向异性模型对IVUS图像降噪算法
中图 分 类 号 :T P 3 1 7 . 4 文献 标 识 码 :A 国 家标 准 学 科 分 类 代 码 :5 1 0 . 4 0 5 0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I VUS i ma g e de no i s i ng a l g o r i t h m b a s e d o n i m pr o v e d a n i s o t r o pi c mo d e l
Ab s t r a c t:A c c or di ng t o t he pr o bl e m of t he s t r o ng ba c k gr ou nd no i s e a n d e d ge bl ur i n i n t r a v a s c ul a r ul t r a s oun d( I V U S) i ma g e s, a n i mp r o ve d a n i s ot r opi c di f f us i o n i s pr op os e d. Fi r s t l y,m e d i a n f i l t e r i s i mp or t e d t o t he PM al g or i t h r a,a nd t he n t he gr ad i e nt m od e o f t h e o r i g i n al i ma ge i s r e pl a c e d wi t h t he gr a di e nt m od e f r o m t he i ma ge w hi c h i s s mo o t h e d by t he me di a n f i l t e r t o c o nt r o l t h e pr o c e s s of di f f us i o n. Se c o nd l y, t he d i r e c t i on o f t he c o nv e nt i on a l di f f u s i o n a n i s ot r opi c d i f f u s i on e qu a t i o n i s e x t e nd e d f r o m 4 di r e c t i o ns i n t o 8 d i r e c t i o ns t o r e t a i n mo r e i ma ge de t a i l s . Thi r d l y, a m e t h od of

基于NLM的图像三维去噪算法

基于NLM的图像三维去噪算法

基于NLM的图像三维去噪算法作者:朱鸿鹏袁赟来源:《卫星电视与宽带多媒体》2019年第23期【摘要】随着信息化的发展,对于信息的获取已经不再局限于文字,数字图像已经成为人们生活中不可缺少的信息来源。

但是在图像的获取中,图像的质量、准确性、效果就成为了探讨的话题,因为只有好的图像才能发挥其作用。

在实际的图像获取中,因为各种原因导致图像会被噪声污染,影响人们对图像信息的提取。

本文以此问题来进行探讨,结合已有的研究成果和自己的知识,分析采用NLM算法基础上实现图像三维去噪。

【关键词】NLM算法;数字图像;三维去噪【基金项目】湖南省教育厅项目“基于改进人工蜂群算法的贝叶斯网络结构学习算法研究”(16C1452);邵阳市社科联项目“大数据背景下“互联网+智库”新型智库建设研究”(18YBB49);邵阳市科技局项目“基于改进人工蜂群算法的贝叶斯网络的结构学习研究”(2018ZD11)图像在生成和传输的过程中,容易被各种噪声的干扰而影响图像的质量,这就会影响后续对图像的处理和信息的提取。

因此提出图像去噪,让图像在生产和传输的过程中,能够去除干扰的信息,确保信息的完整性。

本文所研究的是在NLM算法的基础上,形成一个新的三维去噪算法,也可以说在NLM的基础上实现优化。

1. 理论基础1.1 图像噪声图像收到噪声的干扰,也就是图像中的一部分像素被噪声像素所取代,让原有的像素缺失,影响后续人们对图像信息的提取。

而且图像不仅作为人们生活中不可缺少的信息来源,也在各大领域中发挥着重要的作用,比如医学中,医生和医学研究者都会通过图像信息判断病情等,而且图像信息还是其决策和研究的重要依据。

在图像的获取中,噪声一般和信号交织在一起,会使图像本身的细节部分变得模糊不清,图像的质量下降。

图像的噪声可以分为几种类型:外部噪声(人为噪声、自然噪声)、内部噪声(通讯设备的电子器件、天线等),按照噪声的特征可以分为:高斯噪声、椒盐噪声、瑞丽噪声、伽马噪声、均匀噪声。

基于同质区域自动选取的各向异性扩散超声图像去噪

基于同质区域自动选取的各向异性扩散超声图像去噪

基于同质区域自动选取的各向异性扩散超声图像去噪吴俊;汪源源;陈悦;余锦华;庞芸【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2014(022)005【摘要】提出一种自适应选取各向异性扩散滤波器扩散参数的方法,以提高滤波器的有效性和稳定性.首先,使用最大类间方差二值化算法确定超声图像的最优二值化阈值,并将该阈值作为区域均匀性标准对超声图像进行四叉树分解.然后,按从大到小的顺序从分解结果中取出所有当前最大分块,根据最优同质区域分块判决依据进行优选.最后,使用最优同质区域选取结果计算扩散参数,对超声图像进行各向异性扩散滤波.结果表明,本方法优于斑点降噪各向异性扩散(SRAD)和细节保留各向异性扩散(DPAD)两种典型的自动选取扩散参数方法,能在显著减少运算时间的同时使平均图像佳数较前两种方法分别提高0.029和0.129.本方法避免了对人工同质区域选取的依赖,可准确计算扩散参数,在噪声消除和边缘保护上达到有效的平衡,是一种有效的超声图像降噪方法.【总页数】10页(P1312-1321)【作者】吴俊;汪源源;陈悦;余锦华;庞芸【作者单位】复旦大学电子工程系,上海200433;云南大学电子工程系,云南昆明650091;复旦大学电子工程系,上海200433;复旦大学附属华东医院超声科,上海200040;复旦大学电子工程系,上海200433;复旦大学附属华东医院超声科,上海200040【正文语种】中文【中图分类】TP391.4;R319【相关文献】1.使用中值-各向异性扩散的超声图像去噪算法 [J], 王常虹;陈韬亦;屈桢深2.基于双边滤波的各向异性扩散方程图像去噪 [J], 许冠军;喻晓3.基于各向异性扩散方程的超声图像去噪与边缘增强 [J], 付树军;阮秋琦;李玉;王文洽4.鲁棒的各向异性扩散三维超声图像去噪算法 [J], 骆科扬;刘俊5.一种改进的各向异性扩散超声图像去噪算法 [J], 王亚强;陈波因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于EM算法参数估计的各向异性扩散超声图像的去噪

基于EM算法参数估计的各向异性扩散超声图像的去噪

基于EM算法参数估计的各向异性扩散超声图像的去噪
余锦华;汪源源;施心陵
【期刊名称】《航天医学与医学工程》
【年(卷),期】2007(20)3
【摘要】目的提出一种各向异性扩散滤波器的扩散参数选取方法,提高滤波器的灵活性和稳定性。

方法使用二状态的瑞利、高斯混合分布对超声图像灰度分布进行拟合,并采用期望值最大化(expectation maximization,EM)算法实现混合分布的分解;根据分解结果预测图像中斑点噪声均匀分布的区域;通过对均匀区域统计特性的分析获取各向异性扩散的扩散参数。

结果通过与两种改进扩散参数选取的滤波方法对比,基于EM算法的混合分布分解能够准确地估计扩散参数,使滤波结果在噪声消除和边缘保持上达到有效的平衡。

结论基于EM算法参数估计的各向异性扩散是一种有效的超声图像去噪方法。

【总页数】7页(P198-204)
【关键词】混合分布模型;EM算法;各向异性扩散;超声图像;去噪
【作者】余锦华;汪源源;施心陵
【作者单位】复旦大学电子工程系;云南大学电子工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TP391;R319
【相关文献】
1.基于同质区域自动选取的各向异性扩散超声图像去噪 [J], 吴俊;汪源源;陈悦;余锦华;庞芸
2.基于各向异性扩散方程的超声图像去噪与边缘增强 [J], 付树军;阮秋琦;李玉;王文洽
3.基于局部方差改进的超声图像各向异性扩散去噪算法 [J], 刘琬臻;付忠良
4.鲁棒的各向异性扩散三维超声图像去噪算法 [J], 骆科扬;刘俊
5.一种改进的各向异性扩散超声图像去噪算法 [J], 王亚强;陈波
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改进的LLMMSE滤波器对扩散加权图像的降噪

改进的LLMMSE滤波器对扩散加权图像的降噪

改进的LLMMSE滤波器对扩散加权图像的降噪
易三莉;陈真诚;林红利
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2010(046)029
【摘要】扩散加权图像具有多边界的特点,在扩散加权图像中,准确的边界信号对扩散张量图像的计算尤其重要.通过对局部线性最小均方误差滤波器(Local Linear Minimum Mean Square Error filter,LLMMSE filter)在图像边界处降噪特点进行分析,提出基于最小方差数据集的改进的LLMMSE滤波算法.通过将所提算法应用于模拟数据及真实数据,以及与LLMMSE算法进行比较,验证了本算法具有更好的边界信号降噪能力.
【总页数】4页(P6-8,28)
【作者】易三莉;陈真诚;林红利
【作者单位】中南大学,信息物理工程学院,生物医学工程研究所,长沙,410083;桂林电子科技大学生物医学工程研究中心,广西,桂林,541004;中南大学,信息物理工程学院,生物医学工程研究所,长沙,410083
【正文语种】中文
【中图分类】R445.2
【相关文献】
1.一种在扩散加权图像降噪中的算法 [J], 易三莉;贺建峰;邵党国;刘正刚
2.基于各向异性扩散模型的一种改进在图像降噪中的应用 [J], 戴维;王海旭
3.改进型滤波器组与PCA结合的图像降噪算法 [J], 王佳宁
4.基于各向异性扩散模型的一种改进在图像降噪中的应用 [J], 戴维;王海旭
5.基于改进滤波器和图像加权局部熵的红外小目标图像处理 [J], 刘镇毓;宋贵宝;刘铁;强裕功
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基于小波极大模值信息的医学图像去噪方法

基于小波极大模值信息的医学图像去噪方法

基于小波极大模值信息的医学图像去噪方法
武杰;聂生东
【期刊名称】《中国医学影像技术》
【年(卷),期】2006(022)010
【摘要】目的利用小波变换进行医学图像去噪.方法通过分析二进小波变换下小波极大模值的特点,即信号的极大模值往往会大于噪声的极大模值,而且噪声的极大模值会随着尺度增大而急剧减少,信号的极大模值却改变很小,由此构造了更有效的去噪准则,即根据不同尺度上的极大模值信息,选择不同的域值来滤除噪声.结果应用该方法进行医学图像去噪,能保持较高的峰值信噪比、图像细节和边缘特征以及图像清晰度.结论基于小波极大模值信息的去噪方法能有效地降低医学图像中的噪声.
【总页数】4页(P1595-1598)
【作者】武杰;聂生东
【作者单位】上海理工大学医疗器械学院医学影像工程系,上海,200093;上海理工大学医疗器械学院医学影像工程系,上海,200093
【正文语种】中文
【中图分类】R318.04
【相关文献】
1.基于小波变换模极大值的信号去噪方法 [J], 远飞;
2.基于小波变换模极大值的去噪方法研究 [J], 刘丽梅;刘齐跃;张静
3.基于小波变换模极大值去噪方法的改进 [J], 张兆宁;董肖红;潘云峰
4.基于小波变换模极大值的信号去噪方法研究 [J], 张玉新;滕桂法;赵洋;李阅历;马建斌
5.基于小波变换模极大值的医学图像融合技术 [J], 陶玲;钱志余;陈春晓
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bigger R is(see Fig.1). And, inhomogeneous regions usually reflect important clinical diagnosis information, such as edges, lesions, tumors and so on. Therefore, we should keep signal information in regions with larger
2 RΒιβλιοθήκη while despeckling.
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Texture based Anisotropic Diffusion for Real Ultrasound Image Despeckling
Fig.1 Selected different regions of a real ultrasound image. Region1:homogeneous region ,
Ultrasound Image Texture In [9], the authors proposed a real ultrasound image model as:
f u un
(1)
Where f is the noisy signal, u is the true signal, n is a zero mean, white Gaussian noise with variance
1.
Introduction
Ultrasound imaging is a non-invasive modality for imaging organs and soft tissue structures in the human body. However, medical ultrasound images are inherently affected by multiplicative speckle noise, which damages resolution and affects the tasks of human interpretation and computer-aided scene analysis. As a result, speckle reduction has become an important issue in medical ultrasound image processing and application.Ease of Use Various spatial-domain filters have been proposed for the speckle reduction[1][2]. However, the performance of these filters is heavily dependent on the choice of the size and orientation of the local window. And then, statistical based methods[3], variational methods[4][5], PDE based methods[6] and wavelet based methods[7][8] are introduced to deal with speckle noise. Although above methods can achieve good speckle reduction performance, they generally oversmooth ultrasound images and exhibit some limitations in feature preservation, such as image texture, which is very important in clinical diagnosis. In this paper, we focus on using anisotropic diffusion method for speckle reduction in ultrasound image with texture preservation. We will unify image texture information in a diffusion equation. Unlike Pernona and Malik[10] model which
3 2
3 2
(4)
Where
2 R
is the variance of the texture. And, we have:

2 R
f2 uc n2
uc2
2
(5)
2 u In a homogeneous region, u is equal to c and R is equal to zero; more inhomogeneous the region is,
Texture based Anisotropic Diffusion for Real Ultrasound Image Despeckling
Jie Huang, Xiaoping Yang
Department of Mathematics, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, P. R. China
B. Texture based Anisotropic Diffusion Perona and Malik [10] proposed the following nonlinear PDE for smoothing image on a continuous domain(PM model):
u
u u R
u
f uc R uc Rn
Then, we have:
(2) (3)
E( f 2 ) E 2 ( f )
2 f
2 2 E(uc R 2uc R uc Rn uc Rn 2 ) E 2 (uc R uc Rn)
Considering R and n are independent,
I.J. Engineering and Manufacturing 2011, 3, 42-49
Published Online June 2011 in MECS () DOI: 10.5815/ijem.2011.03.07 Available online at /ijem
n2 .
c Here, we consider u as the product of a constant c and its texture part R , that is . Where c can be seen as the mean of the signal, and it’s natural to assume that the mean of texture is equal to one. Thus, (1) can be rewritten as:
f2 uc2 E ( R 2 ) 2uc E ( R ) E (n) uc E ( R) E (n 2 )
uc2 E 2 ( R) uc E 2 ( R ) E 2 (n)
2 uc E ( R 2 ) uc E (n 2 ) uc2 E 2 ( R)
2 uc2 R uc n2
Abstract This paper presents a new texture based anisotropic diffusion method for real ultrasound image despeckling. Texture information is obtained by a real ultrasound image model. Unlike traditional anisotropic diffusion methods usually taking image gradient as a diffusion index, we take the image texture as a new diffusion index. The results comparing our new method with others on both simulated image and real ultrasound images are reported, and our method shows the superiority in keeping important features of real ultrasound images. Index Terms: Real ultrasound image; anisotropic diffusion; texture; despeckling © 2011 Published by MECS Publisher. Selection and/or peer review under responsibility of the Research Association of Modern Education and Computer Science.
12 134.1 is caused only by noise; Region2: region with small texture, 12 180.7 is the co-effect of noise and texture; Region3: regions with edges, 12 578.6 , edge is large texture.
or
Texture based Anisotropic Diffusion for Real Ultrasound Image Despeckling
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