×

高阶变分模型的实现便于图像处理。 (英语) Zbl 1388.94014号

摘要:高阶变分模型是图像处理和分析的强大方法,但它们会导致复杂的高阶非线性偏微分方程,这些方程很难离散求解。本文提出了一些具有代表性的高阶变分模型,并对这些模型进行了详细的描述,以及使用快速傅里叶变换求解这些模型的分裂Bregman算法的数值实现。我们通过大量的实验证明了这些高阶模型在图像去噪方面的优缺点。这些方法和技术还可以用于其他应用,如图像分解、修复和分割。

MSC公司:

94A08型 信息与通信理论中的图像处理(压缩、重建等)
65号06 含偏微分方程边值问题的有限差分方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] ChanTF、ShenJH。图像处理和分析:变分、PDE、小波和随机方法。SIAM:美国费城,2005年·Zbl 1095.68127号
[2] AubertG,KornprobstP。图像处理中的数学问题:偏微分方程和变分法。施普林格科学与商业媒体:美国纽约,2006,147·兹比尔1110.35001
[3] ParagiosN、ChenYM、FaugerasO。计算机视觉数学模型手册。Springer科学与商业媒体:美国纽约,2006年。
[4] 谐谑曲。成像数学方法手册。施普林格科学与商业媒体:美国纽约,2011年1月。
[5] RudinL、OsherS、FatemiE。基于非线性全变分的噪声去除算法。物理学D:非线性现象1992;60(1):259-268. ·Zbl 0780.49028号
[6] 卡维姆·尤伊尔。用于去除噪声的四阶偏微分方程。IEEE图像处理学报2000;9(10):1723-1730. ·Zbl 0962.94011号
[7] LysakerM、LundervoldA、TaiXC。使用四阶偏微分方程去除噪声,并应用于医学磁共振图像的空间和时间。IEEE 2003年图像处理汇刊;12(12):1579-1590. ·Zbl 1286.94020号
[8] 谐谑曲。有界变差高阶导数去噪及其在参数估计中的应用。计算1998;60(1):1-27. ·Zbl 0891.65103号
[9] HinterbergerW,谐谑曲。有界hessian函数空间上用于凸化和去噪的变分方法。计算2006;76(1):109-133. ·Zbl 1098.49022号
[10] LaiRJ、TaiXC、ChanTF。用于表面恢复的保留脊和角的模型。SIAM科学计算杂志2013;35(2):A675-A695·Zbl 1266.49080号
[11] 贝尔古尼奥克斯M,PiffetL。图像去噪的二阶模型。2010年集值和变量分析;18(3-4):277-306. ·Zbl 1203.94006号
[12] ChanTF、EsedogluS、ParkF。纹理提取和图像恢复问题中阶梯减少的四阶对偶方法。2010年第17届IEEE图像处理国际会议(ICIP),中国香港,2010年;4137-4140.
[13] ZhengSX、PanZK、JiangCX、WangGD。一种新的图像去噪快速算法,2013年。
[14] 王国德、徐杰、董强、潘泽克。结合高阶扩散的主动轮廓模型用于医学图像分割。国际生物医学成像杂志2014;2014:1-8.
[15] ChanRH、LiangHX、WeiSH、NikolovaM、TaiXC。单张射线照片轴对称物体层析成像的高阶全变差正则化方法。反问题与想象2015;9(1):55-77. ·Zbl 1308.65215号
[16] PapafitsorosK、SchönliebCB、SengulB。使用分裂Bregman组合一阶和二阶全变差修复。在线图像处理2013;2013:112-136.
[17] PapafitsorosK,SchönliebCB。一种一阶和二阶变分相结合的图像重建方法。数学成像与视觉杂志2014;48(2):308-338. ·Zbl 1362.94009号
[18] ChambolleA,狮子岛。通过总变差最小化和相关问题进行图像恢复。数字数学1997;76(2):167-188. ·兹伯利0874.68299
[19] BrediesK、KunischK、PockT。总广义变化。SIAM成像科学杂志2010;3(3):492-526. ·Zbl 1195.49025号
[20] 克里默斯·D·戈德勒克。引入全曲率进行图像处理。2011年IEEE国际计算机视觉会议(ICCV),西班牙巴塞罗那,2011年;1267-1274.
[21] 朱伟,ChanTF。利用图像表面的平均曲率进行图像去噪。SIAM成像科学杂志2012;5(1):1-32. ·Zbl 1258.94021号
[22] ZhuW、TaiXC、ChanTF。基于平均曲率的图像去噪模型的增广拉格朗日方法。反问题与想象2013;7(4):1409-1432. ·Zbl 1311.94015号
[23] TaiXC公司。曲率最小化相关的快速数值格式:简要回顾。Courbure Discrete:《Théorie et Applications》,法国马赛,2013年;17. ·Zbl 1477.65098号
[24] 芒福德·D·尼茨伯格。2.1‐d草图。第三届计算机视觉国际会议论文集,1990年:日本大阪,1990年;138-144.
[25] 莫雷尔·马斯努斯。基于水平线的隔离。诉讼程序。1998年国际图像处理会议,1998年。ICIP 98,美国芝加哥,1998年;259-263.
[26] ChanTF、ShenJH。通过曲率驱动扩散进行非纹理修复。视觉传达与图像表现杂志2001;12(4):436-449.
[27] EsedogluS,ShenJH。基于mumford-shah-euler图像模型的数字修复。欧洲应用数学杂志2002;13(04):353-370. ·Zbl 1017.94505号
[28] ZhuW、ChanTF、EsedogluS。深度分割:一种水平集方法。SIAM科学计算杂志2006;28(5):1957-1973. ·Zbl 1344.68266号
[29] 康仕、朱伟、建宏J。通过角融合实现虚幻形状。SIAM成像科学杂志2014;7(4):1907-1936. ·Zbl 1320.68217号
[30] GoldsteinT,OsherS。l1正则化问题的分裂bregman方法。SIAM成像科学杂志2009;2(2):323-343. ·Zbl 1177.65088号
[31] 段杰明、潘扎克、张柏芝、刘武清、泰克。基于非局部ctv模型的彩色纹理图像修复快速算法。2015年全球优化杂志;62(4):853-876. ·Zbl 1331.90053号
[32] 段杰明、潘扎克、殷芳、魏伯伯、王国德。一些基于chan‐vese模型的快速投影方法用于图像分割。2014年《EURASIP图像和视频处理杂志》;2014(1):1-16.
[33] 段杰明、邱志伟、卢武清、王国德、潘泽克、拜勒。用于图像分解的边缘加权二阶变分模型。数字信号处理2016;49:162-181.
[34] DuanJM、LuWQ、TenchC、GottlobI、ProudlockF、SamaniNN、BaiL。采用二阶总广义变分分解的光学相干层析去噪。生物医学信号处理与控制2016;24:120-127.
[35] WuCL、TaiXC。rof、矢量tv和高阶模型的增广拉格朗日方法、对偶方法和分裂bregman迭代。SIAM成像科学杂志2010;3(3):300-339. ·Zbl 1206.90245号
[36] TaiXC、HahnJ、ChungGJ。基于增广拉格朗日方法的欧拉弹性模型快速算法。SIAM成像科学杂志2011;4(1):313-344. ·Zbl 1215.68262号
[37] WangYL、YangJF、YinWT、ZhangY。一种新的全变分图像重建的交替最小化算法。SIAM成像科学杂志2008;1(3):248-272. ·Zbl 1187.68665号
[38] DuanJM、TenchC、GottlobI、ProudlockF、BaiL。一种新的变分图像分解模型,用于光学相干层析图像的同时去噪和分割。医学与生物学物理学2015;60(22):8901-8922.
[39] 段杰明、丁永科、潘泽克、杨杰、拜勒。图像去噪的二阶mumford‐shah模型。2015年IEEE图像处理国际会议(ICIP),加拿大魁北克,2015年;547-551.
[40] 盖特勒。Rudin‐Osher‐使用分裂Bregman进行脂肪总变差去噪。图像处理在线2012;2:74-95.
[41] NgMK、ChanRH、TangWC。具有Neumann边界条件的模型去模糊快速算法。SIAM科学计算杂志1999;21(3):851-866. ·Zbl 0951.65038号
[42] 盖特勒。使用分裂Bregman的总变差反褶积。在线图像处理2010;2(1):158-174.
[43] 泰克,WuCL。Rof模型的增广拉格朗日方法、对偶方法和分裂Bregman迭代。计算机视觉中的尺度空间和变分方法:Voss,挪威,2009;502-513. ·兹比尔1371.94362
[44] ChambolleA公司。全变差最小化算法及其应用。数学成像与视觉杂志2004;20(1-2):89-97. ·Zbl 1366.94048号
[45] ChambolleA波克。凸优化中一阶原对偶算法的对角线预处理。2011年IEEE国际计算机视觉会议(ICCV),西班牙巴塞罗那,2011年;1762-1769.
[46] PockT ChambolleA公司。凸问题的一阶原对偶算法及其在成像中的应用。数学成像与展望杂志2011;40(1):120-145. ·Zbl 1255.68217号
[47] KnollF,BrediesK,PockT,StollbergerR。磁共振成像的二阶总广义变异(tgv)。医学磁共振2011;65(2):480-491.
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。