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基于梯度与曲率相结合的图像平滑模型的研究

周先春 汪美玲 石兰芳 周林锋 吴琴

基于梯度与曲率相结合的图像平滑模型的研究

周先春, 汪美玲, 石兰芳, 周林锋, 吴琴
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  • 在图像处理过程中, 为了在图像去噪时更好地保留图像边缘细节信息, 首先结合扩散系数和曲率的性质建立了一个曲率平滑模型. 考虑到图像受到噪声污染时曲率会发生显著变化, 将图像的水平集曲率作为一个检测因子代入到上述模型中, 提出了一个梯度与曲率相结合的新模型. 分析与仿真结果表明, 该模型与Perona-Malik模型相比较保留了更多的图像信息, 有效地增强了图像尖锐的边缘, 同时很好地保持了图像的直线和曲线边缘、角点、斜坡和小尺度特征, 是一个理想的模型.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11202106, 61302188)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20123228120005)、江苏省“信息与通信工程”优势学科建设项目、江苏省自然科学基金(批准号: BK20131005)、江苏省青蓝工程和江苏省高校自然科学研究项目(批准号: 13KJB170016)资助的课题.
    [1]

    Gonzalez R C, Woods R E (translated by Ruan Q Q, Ruan Y Z) 2010 Digital Image Processing (3rd Ed.) (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) pp197-213 (in Chinese) [冈萨雷斯R C, 伍兹R E 著(阮秋琦, 阮宇智 译) 2010 数字图像处理(第三版) (北京: 电子工业出版社)第197–213页]

    [2]

    Zhou X C, Lin W T, Lin Y H, Mo J Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 240202 (in Chinese) [周先春, 林万涛, 林一骅, 莫嘉琪 2012 物理学报 61 240202]

    [3]

    Zhou X C, Lin W T, Lin Y H, Mo J Q, Yao J S 2011 Acta Phys. Sin. 60 110207 (in Chinese) [周先春, 林万涛, 林一骅, 莫嘉琪, 姚静荪 2011 物理学报 60 110207]

    [4]

    Lu J F, Guan Z 2004 Numerical Solution of Partial Differential Equations (2nd Ed.) (Beijing: Tsinghua University Press) (in Chinese) [陆金甫, 关治 2004 偏微分方程数值解法(第二版) (北京: 清华大学出版社)]

    [5]

    Li Z B, Liu Z Z, Shi W Z 2014 IEEE Geosci. Remote Sens. 11 743

    [6]

    Bumsub H, Dongbo M, Kwanghoon S 2013 IEEE Trans. Image Process. 22 1096

    [7]

    Do H C, Guillermo S 2000 IEEE Trans. Med. Imaging 19 763

    [8]

    Anastasia S, Petros M 2008 IEEE Trans. Image Process. 17 364

    [9]

    Wang Z, Huang X, Li Y X, Song X N 2013 Chin. Phys. B 22 010504

    [10]

    Wang Z, Huang X, Li Y X, Song X N 2012 Chin. Phys. B 21 050506

    [11]

    Zhu L X, Wang P A, Xia D S 2006 J. Computer-Aid. Des. Comput. Graph. 18 1519 (in Chinese) [朱立新, 王平安, 夏德深 2006 计算机辅助设计与图形学学报 18 1519]

    [12]

    Xie M H, Yu Z M 2006 Acta Electron. Sin. 34 59 (in Chinese) [谢美华, 于正明 2006 电子学报 34 59]

    [13]

    Perona P, Malik J 1990 IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 12 629

    [14]

    Catte F, Lions P L, Morel J M 1992 SIMA J. Numer. Anal. 29 182

    [15]

    Gilboa G, Sochen N, Zeevi Y Y 2002 IEEE Trans. Image Process. 11 689

    [16]

    Cheng L Y, Tang C, Yan S 2011 Opt. Commun. 284 5549

    [17]

    Li J C, Ma Z H, Peng Y X, Huang B 2013 Acta Phys. Sin. 62 099501 (in Chinese) [李金才, 马自辉, 彭宇行, 黄斌 2013 物理学报 62 099501]

    [18]

    Wang D K, Hou Y Q, Peng J Y 2008 Partial Differential Equation Method of Image Processing (Beijing: Science Press) pp13-17 (in Chinese) [王大凯, 侯愉青, 彭进业 2008 图像处理的偏微分方程方法(北京: 科学出版社)第13–17页]

    [19]

    Weickert J, Bary H R, Max A V 1998 IEEE Trans. Image Process. 7 398

    [20]

    Canny J 1986 IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 8 679

  • [1]

    Gonzalez R C, Woods R E (translated by Ruan Q Q, Ruan Y Z) 2010 Digital Image Processing (3rd Ed.) (Beijing: Publishing House of Electronics Industry) pp197-213 (in Chinese) [冈萨雷斯R C, 伍兹R E 著(阮秋琦, 阮宇智 译) 2010 数字图像处理(第三版) (北京: 电子工业出版社)第197–213页]

    [2]

    Zhou X C, Lin W T, Lin Y H, Mo J Q 2012 Acta Phys. Sin. 61 240202 (in Chinese) [周先春, 林万涛, 林一骅, 莫嘉琪 2012 物理学报 61 240202]

    [3]

    Zhou X C, Lin W T, Lin Y H, Mo J Q, Yao J S 2011 Acta Phys. Sin. 60 110207 (in Chinese) [周先春, 林万涛, 林一骅, 莫嘉琪, 姚静荪 2011 物理学报 60 110207]

    [4]

    Lu J F, Guan Z 2004 Numerical Solution of Partial Differential Equations (2nd Ed.) (Beijing: Tsinghua University Press) (in Chinese) [陆金甫, 关治 2004 偏微分方程数值解法(第二版) (北京: 清华大学出版社)]

    [5]

    Li Z B, Liu Z Z, Shi W Z 2014 IEEE Geosci. Remote Sens. 11 743

    [6]

    Bumsub H, Dongbo M, Kwanghoon S 2013 IEEE Trans. Image Process. 22 1096

    [7]

    Do H C, Guillermo S 2000 IEEE Trans. Med. Imaging 19 763

    [8]

    Anastasia S, Petros M 2008 IEEE Trans. Image Process. 17 364

    [9]

    Wang Z, Huang X, Li Y X, Song X N 2013 Chin. Phys. B 22 010504

    [10]

    Wang Z, Huang X, Li Y X, Song X N 2012 Chin. Phys. B 21 050506

    [11]

    Zhu L X, Wang P A, Xia D S 2006 J. Computer-Aid. Des. Comput. Graph. 18 1519 (in Chinese) [朱立新, 王平安, 夏德深 2006 计算机辅助设计与图形学学报 18 1519]

    [12]

    Xie M H, Yu Z M 2006 Acta Electron. Sin. 34 59 (in Chinese) [谢美华, 于正明 2006 电子学报 34 59]

    [13]

    Perona P, Malik J 1990 IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 12 629

    [14]

    Catte F, Lions P L, Morel J M 1992 SIMA J. Numer. Anal. 29 182

    [15]

    Gilboa G, Sochen N, Zeevi Y Y 2002 IEEE Trans. Image Process. 11 689

    [16]

    Cheng L Y, Tang C, Yan S 2011 Opt. Commun. 284 5549

    [17]

    Li J C, Ma Z H, Peng Y X, Huang B 2013 Acta Phys. Sin. 62 099501 (in Chinese) [李金才, 马自辉, 彭宇行, 黄斌 2013 物理学报 62 099501]

    [18]

    Wang D K, Hou Y Q, Peng J Y 2008 Partial Differential Equation Method of Image Processing (Beijing: Science Press) pp13-17 (in Chinese) [王大凯, 侯愉青, 彭进业 2008 图像处理的偏微分方程方法(北京: 科学出版社)第13–17页]

    [19]

    Weickert J, Bary H R, Max A V 1998 IEEE Trans. Image Process. 7 398

    [20]

    Canny J 1986 IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 8 679

  • [1] 蒙志君, 王立峰, 吕明云, 武哲. 曲率对有限曲面狭缝阵列传输特性的影响. 物理学报, 2011, 60(1): 017301. doi: 10.7498/aps.60.017301
    [2] 陆勇俊, 杨溢, 王峰会, 楼康, 赵翔. 连续梯度的功能层对燃料电池在初始还原过程中曲率及残余应力的影响. 物理学报, 2016, 65(9): 098102. doi: 10.7498/aps.65.098102
    [3] 周先春, 汪美玲, 石兰芳, 周林锋. 基于小波与重调和方程的扩散去噪模型的研究. 物理学报, 2015, 64(6): 064203. doi: 10.7498/aps.64.064203
    [4] 郭业才, 周林锋. 基于脉冲耦合神经网络和图像熵的各向异性扩散模型研究. 物理学报, 2015, 64(19): 194204. doi: 10.7498/aps.64.194204
    [5] 张劭光, 周晓华, 杨继庆, 屈学民, 刘渊声, 王斯刚. 基于自发曲率模型对几种极限形状膜泡及典型相变和分裂过程的研究. 物理学报, 2007, 56(10): 6137-6142. doi: 10.7498/aps.56.6137
    [6] 周先春, 汪美玲, 周林锋, 吴琴. 基于Demons算法改进的图像去噪模型研究. 物理学报, 2015, 64(2): 024205. doi: 10.7498/aps.64.024205
    [7] 邵明珠. 变曲率弯晶的粒子退道行为. 物理学报, 1992, 41(11): 1825-1829. doi: 10.7498/aps.41.1825
    [8] 任殿波, 张京明, 王聪. 变曲率弯路车辆换道虚拟轨迹模型. 物理学报, 2014, 63(7): 078902. doi: 10.7498/aps.63.078902
    [9] 邵 亮, 邵 丹, 邵常贵, 陈贻汉. 量子引力的曲率两点真空相关. 物理学报, 2004, 53(2): 367-372. doi: 10.7498/aps.53.367
    [10] 王绍民, 周国生. 大曲率半径球形光学列阵的菲涅耳成象与赝位相共轭特性. 物理学报, 1984, 33(5): 612-620. doi: 10.7498/aps.33.612
    [11] 曹晔, 裴庸惟, 童峥嵘. 仅用一根局部微结构长周期光纤光栅实现温度与弯曲曲率的同时测量. 物理学报, 2014, 63(2): 024206. doi: 10.7498/aps.63.024206
    [12] 胡 明, 邸玉贤, 计欣华, 秦玉文, 陈金龙. 基片曲率法在多孔硅薄膜残余应力检测中的应用. 物理学报, 2006, 55(10): 5451-5454. doi: 10.7498/aps.55.5451
    [13] 刘 炯, 袁业飞, 邓小龙. 等离子体中相对论电子的同步曲率辐射特性研究. 物理学报, 2007, 56(2): 1214-1223. doi: 10.7498/aps.56.1214
    [14] 季小玲. 部分相干平顶光束通过湍流大气传输的等效曲率半径. 物理学报, 2010, 59(6): 3953-3958. doi: 10.7498/aps.59.3953
    [15] 潘威炎. 关于地球曲率对低频电波电离层反射系数计算的影响. 物理学报, 1981, 30(5): 661-670. doi: 10.7498/aps.30.661
    [16] 邵晓利, 季小玲. 截断的有振幅调制和位相畸变光束的等效曲率半径. 物理学报, 2012, 61(16): 164209. doi: 10.7498/aps.61.164209
    [17] 黄永平, 赵光普, 肖希, 王藩侯. 部分空间相干光束在非Kolmogorov湍流大气中的有效曲率半径. 物理学报, 2012, 61(14): 144202. doi: 10.7498/aps.61.144202
    [18] 王华英, 刘飞飞, 宋修法, 廖薇, 赵宝群, 于梦杰, 刘佐强. 高质量等曲率物参光像面数字全息显微系统. 物理学报, 2013, 62(2): 024207. doi: 10.7498/aps.62.024207
    [19] 李明芮, 黎浩峰, 陈文振, 郝建立. 点堆中子动力学方程组曲率权重法的解. 物理学报, 2015, 64(22): 220201. doi: 10.7498/aps.64.220201
    [20] 张大羽, 罗建军, 郑银环, 袁建平. 基于旋转场曲率的二维剪切梁单元建模. 物理学报, 2017, 66(11): 114501. doi: 10.7498/aps.66.114501
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-06-17
  • 修回日期:  2014-08-12
  • 刊出日期:  2015-02-20

基于梯度与曲率相结合的图像平滑模型的研究

  • 1. 南京信息工程大学电子与信息工程学院, 南京 210044;
  • 2. 南京信息工程大学, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044;
  • 3. 南京信息工程大学, 江苏省气象探测与信息处理重点实验室, 南京 210044;
  • 4. 南京信息工程大学数学与统计学院, 南京 210044
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11202106, 61302188)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20123228120005)、江苏省“信息与通信工程”优势学科建设项目、江苏省自然科学基金(批准号: BK20131005)、江苏省青蓝工程和江苏省高校自然科学研究项目(批准号: 13KJB170016)资助的课题.

摘要: 在图像处理过程中, 为了在图像去噪时更好地保留图像边缘细节信息, 首先结合扩散系数和曲率的性质建立了一个曲率平滑模型. 考虑到图像受到噪声污染时曲率会发生显著变化, 将图像的水平集曲率作为一个检测因子代入到上述模型中, 提出了一个梯度与曲率相结合的新模型. 分析与仿真结果表明, 该模型与Perona-Malik模型相比较保留了更多的图像信息, 有效地增强了图像尖锐的边缘, 同时很好地保持了图像的直线和曲线边缘、角点、斜坡和小尺度特征, 是一个理想的模型.

English Abstract

参考文献 (20)

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