×

图像中线条的超分辨率和正则化的凸方法。 (英文) Zbl 1422.94008号

摘要:针对退化图像中恢复直线的问题,提出了一种新的凸公式。遵循最近的超分辨率范式,我们制定了一个专用的原子范数惩罚,并通过原对偶算法解决了这个优化问题。即使在存在大量噪声或模糊的情况下,此简约模型也可以根据低通测量值重建直线。此外,对恢复图像的行和列执行的Prony方法提供了具有亚像素精度的线参数的光谱估计。

MSC公司:

94A08型 信息与通信理论中的图像处理(压缩、重建等)
94甲12 信号理论(表征、重建、滤波等)
94A20型 信息与传播理论中的抽样理论
47N10号 算子理论在最优化、凸分析、数学规划、经济学中的应用
90C22型 半定规划
90C25型 凸面编程

软件:

取消锁定BoX
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] G.Aubert,L.Blanc-Feíraud,and D.Graziani,{分析一种新的变分模型以恢复成像中的点状和曲线状奇点},Appl。数学。最佳。,67(2013),第73-96页·Zbl 1259.93021号
[2] D.Batenkov,{通过抽取和同伦延拓精确求解近碰撞Prony系统},Theoret。计算。科学。,681(2017),第27-40页·Zbl 1375.65071号
[3] H.H.Bauschke和P.L.Combettes,{希尔伯特空间中的凸分析和单调算子理论},Springer,纽约,2011年·Zbl 1218.47001号
[4] B.N.Bhaskar、G.Tang和B.Recht,《原子范数去噪及其在线谱估计中的应用》,IEEE Trans。通知。《理论》,61(2013),第5987-5999页·Zbl 1394.94079号
[5] T.Blu,{广义湮没特性–解决有限创新率问题的工具},《抽样理论与应用国际研讨会论文集》(SampTA),2009年。
[6] T.Blu、P.-L.Dragotti、M.Vetterli、P.Marziliano和L.Coulot,《信号创新稀疏采样》,IEEE信号处理。Mag.,25(2008),第31-40页。
[7] N.Boyd,G.Schiebinger和B.Recht,{稀疏反问题的交替下降条件梯度法},SIAM J.Optim。,27(2017),第616-639页·Zbl 1365.90195号
[8] S.Boyd和L.Vandenberghe,{凸优化},剑桥大学出版社,英国剑桥,2004年·Zbl 1058.90049号
[9] K.Bredies、K.Kunisch和T.Pock,{广义总变异},SIAM J.成像科学。,3(2010年),第492-526页·Zbl 1195.49025号
[10] Y.Bresler和A.Macovski,{噪声中叠加指数信号的精确最大似然参数估计},IEEE Trans。声学语音信号处理。,34(1986),第1081-1089页。
[11] M.Briani、A.Cuyt和W.S.Lee,《VEXPA:通过常规子采样验证的指数分析》,预印本,2017年。
[12] E.-M.Brinkmann、M.Burger、J.Rasch和C.Sutour,《变分正则化中的偏差减少》,J.Math。《成像视觉》,59(2017),第534-566页·Zbl 1385.49002号
[13] E.J.Candès和C.Fernandez-Granda,《迈向超分辨率数学理论》,Commun。纯应用程序。数学。,67(2014),第906-956页·Zbl 1350.94011号
[14] C.Caratheáodory,{it U¨ber den Variabilita¨tsbereich der Fourier’schen Konstanten von positiven harmonischen Funktitionen},Rend。循环。马特·巴勒莫(1884-1940),32(1911),第193-217页。
[15] C.Caratheáodory和L.Fejeár,{it Uüber den Zusammenhang der Extremen von harmonischen Funktitionen mit ihren Koeffizienten und Uöber ten Picard-Landau'schen Satz},Rend。循环。配合。巴勒莫(1884-1940),32(1911),第218-239页。
[16] A.Chambolle、V.Caselles、D.Cremers、M.Novaga和T.Pock,《图像分析总变差简介》,载于《稀疏恢复的理论基础和数值方法》,Radan Ser。计算。申请。数学。9,de Gruyter,柏林,2010年,第227-254页·兹比尔1209.94004
[17] A.Chambolle和T.Pock,{\it凸问题的一阶原对偶算法及其在成像中的应用},J.Math。《成像视觉》,40(2011),第120-145页·Zbl 1255.68217号
[18] Y.Chan、J.Lavoie和J.Plant,{\it正弦曲线频率估计的参数估计方法},IEEE Trans。声学语音信号处理。,29(1981),第214-219页·Zbl 0521.93055号
[19] V.Chandrasekaran、B.Recht、P.A.Parrilo和A.S.Willsky,《线性反问题的凸几何》,发现。计算。数学。,12(2012),第805-849页·Zbl 1280.52008年
[20] C.Chen,P.Marziliano,and A.C.Kot,{\it\(2\)D有限创新率重建方法,噪声存在下阶跃边和多边形信号},IEEE Trans。信号处理。,60(2012),第2851-2859页·Zbl 1393.94674号
[21] G.Chierchia,N.Pustelnik,B.Pesquet-Popescu和J.-C.Pesquet,{基于非局部结构张量的多分量图像恢复方法},IEEE Trans。图像处理。,23(2014年),第5531-5544页·Zbl 1374.94069号
[22] P.L.Combettes和J.-C.Pesquet,《信号处理中的近似分裂方法》,摘自《科学与工程中反问题的定点算法》,纽约斯普林格出版社,2011年,第185-212页·Zbl 1242.90160号
[23] L.Condat,{它是一种求解涉及Lipschitz、近似和线性复合项}的凸优化问题的原对偶分裂方法,J.Optim。理论应用。,158(2013),第460-479页·Zbl 1272.90110号
[24] L.Condat,{反问题正则化的半周期总变分},《欧洲信号处理会议论文集》(EUSIPCO),2014年,第1806-1810页。
[25] L.Condat,{分解为复杂指数的原子规范最小化},研究报告,GIPSA-Lab,法国格勒诺布尔,2017年·Zbl 1455.42002号
[26] L.Condat,{离散总变差:新定义和最小化},SIAM J.成像科学。,10(2017年),第1258-1290页·Zbl 1379.68330号
[27] L.Condat、J.Boulanger、N.Pustelnik、S.Sahnun和L.Sengmanivong,{结构照明显微镜中估计调制参数的A(2)-D光谱分析方法},《IEEE生物医学成像国际研讨会论文集》,2014年,第604-607页。
[28] L.Condat和A.Hirabayashi,《Cadzow去噪升级:从噪声线性测量中恢复Dirac脉冲的新投影方法》,Sampl。理论信号图像处理。,14(2015),第17-47页·Zbl 1346.94023号
[29] A.Cuyt和W.S.Lee,{从最小样本数进行多元指数分析},高级计算。数学。,44(2018),第987-1002页·Zbl 1397.65022号
[30] E.Davies,{精确定位霍夫变换峰的简单两阶段方法},IEE Proc。E计算。数字技术,139(1992),第242-248页。
[31] S.R.Deans,{从Radon变换得到的Hough变换},IEEE Trans。模式分析。机器智能。,3(1981年),第185-188页。
[32] C.-A.Deledale、N.Papadakis和J.Salmon,《关于去噪恢复算法:应用于总变分和非局部平均值》,《计算机视觉中尺度空间和变分方法国际会议论文集》,2015年,第129-141页·Zbl 1444.94009号
[33] C.-A.Deledale、N.Papadakis、J.Salmon和S.Vaiter,{\it Clear:协变最小二乘法改装与图像恢复应用},SIAM J.成像科学。,10(2017年),第243-284页·Zbl 1365.49034号
[34] B.Diederichs和A.Iske,《双变量指数和的参数估计》,《国际抽样理论与应用研讨会论文集》,2015年,第493-497页·兹比尔1407.41003
[35] D.L.Donoho,{压缩传感},IEEE Trans。通知。《理论》,52(2006),第1289-1306页·Zbl 1288.94016号
[36] C.Dossal、V.Duval和C.Poon,{沿径向线采样傅里叶变换},SIAM J.Numer。分析。,55(2017),第2540-2564页·Zbl 1377.65178号
[37] P.L.Dragotti、M.Vetterli和T.Blu,{有限创新率的采样矩和重构信号:Shannon满足Strang-Fix},IEEE Trans。信号处理。,55(2007),第1741-1757页·Zbl 1391.94598号
[38] A.Eftekhari、T.Bendory和G.Tang,《图像的稳定超分辨率》,预印本,2018年·Zbl 1470.94013号
[39] A.Eftekhari、J.Tanner、A.Thompson、B.Toader和H.Tyagi,《稀疏非负超分辨率简化和稳定》,预印本,2018年·Zbl 1460.94019号
[40] A.Eftekhari和A.Thompson,{它是过去和现在之间的桥梁:交换和条件梯度方法是等价的},预印本,2018年。
[41] M.Elad,《稀疏和冗余表示:从理论到信号和图像处理应用》,Springer,纽约,2010年·Zbl 1211.94001号
[42] M.Fatemi、A.Amini和M.Vetterli,{代数边界形状的采样和重建},IEEE Trans。信号处理。,64(2016),第5807-5818页·Zbl 1414.94861号
[43] C.Fernandez-Granda,{超分辨率和压缩传感},SIAM新闻,46(2013)。
[44] I.M.Gelfand和G.E.Shilov,《广义函数》,第1卷:性质和运算,学术出版社,纽约,1964年·Zbl 0115.33101号
[45] P.Hough,{识别复杂模式的方法和手段},美国专利30696541962年12月18日。
[46] J.Illingworth和J.Kittler,《霍夫变换概览》,计算。视觉图形图像处理。,44(1988),第87-116页。
[47] D.H.Johnson,{谱估计方法在方位估计问题中的应用},Proc。IEEE,70(1982),第1018-1028页。
[48] V.F.Leavers和J.F.Boyce,《Radon变换及其在机器视觉形状参数化中的应用》,图像视觉计算。,5(1987),第161-166页。
[49] S.Lefkimmiatis、J.P.Ward和M.Unser,{线性反问题的Hessian Schatten-范数正则化},IEEE Trans。图像处理。,22(2013),第1873-1888页·Zbl 1373.94229号
[50] M.D.Macleod,{真或复单音或解析多音参数的快速近似ML估计},IEEE Trans。信号处理。,46(1998),第141-148页。
[51] I.Maravic和M.Vetterli,{噪声存在下有限创新率信号的采样和重建},IEEE Trans。信号处理。,53(2005),第2788-2805页·Zbl 1370.94398号
[52] R.Marchant和P.Jackway,《使用超分辨率方法求解新型多正弦波信号模型》,《DICTA学报》,2013年,第1-8页。
[53] R.Marchant和P.Jackway,{由圆调和向量导出的正弦图像模型},J.Math。《成像视觉》,57(2017),第138-163页·Zbl 1379.94005号
[54] I.Markovsky,《低秩近似:算法、实现、应用》,施普林格,纽约,2011年·兹比尔1397.90007
[55] P.Mukhopadhyay和B.B.Chaudhuri,《Hough变换概览》,模式识别,48(2015),第993-1010页。
[56] L.M.Murphy,{通过Radon变换检测和增强噪声图像中的线性特征},模式识别快报。,4(1986年),第279-284页。
[57] N.Nacereddine、S.Tabbone和D.Ziou,{氡变换对白加性噪声的鲁棒性:一般案例研究},电子。莱特。,50(2014),第1063-1065页。
[58] G.Ongie和M.Jacob,{从少量傅里叶样本中分段常数图像的非网格恢复},SIAM J.成像科学。,9(2016),第1004-1041页·Zbl 1372.94198号
[59] L.Onural,《曲线和曲面上的脉冲函数及其在衍射中的应用》,J.Math。分析。申请。,322(2006),第18-27页·Zbl 1100.78012号
[60] H.Pan、T.Blu和P.L.Dragotti,《有限创新率采样曲线》,IEEE Trans。信号处理。,62(2014),第458-471页·Zbl 1394.94831号
[61] N.Parikh和S.P.Boyd,{近似算法},发现。最佳趋势。,1(2014年),第127-239页。
[62] G.Peyreí,S.Bougleux和L.Cohen,{反问题的非局部正则化},《欧洲计算机视觉会议论文集》,2008年,第57-68页·Zbl 1223.68116号
[63] G.Plonka和M.Wischerhoff,{实数函数重建需要多少傅里叶样本?},J.Appl。数学。计算。,42(2013),第117-137页·Zbl 1296.42001号
[64] K.Polisano、M.Clausel、L.Condat和V.Perrier,{\it Modeílisation de textures anisotropes par la transformeíe en ondelettes monogènes et super-reísolution de lignes 2-D},博士论文,格勒诺布尔阿尔卑斯大学,2017年。
[65] K.Polisano,L.Condat,M.Clausel,and V.Perrier,{图像中线条的凸超分辨率检测},《欧洲信号处理会议论文集》,2016年,第336-340页·Zbl 1422.94008号
[66] D.Potts和M.Tasche,{用近似Prony方法估计指数和的参数},信号处理。,90(2010年),第1631-1642页·Zbl 1194.94128号
[67] R.Prony,{\it Essai experimental et analytique:sur les lois de la scallobilite-de fluides eólastique et sur celles de la force expensive de la vapeur de l’alkool,àdifferentes tempeáratures},J.Ecole Polytechnique Floreöal Plairial III,第1卷,第22卷(1795),第24-76页。
[68] B.G.Quinn和E.J.Hannan,《频率的估计和跟踪》,第9卷,剑桥大学出版社,英国剑桥,2001年·Zbl 0969.62060号
[69] J.Radon,{it 1.1 u¨ber Bestimmung von Funktitionen durch ihre Integralwerte la¨ngs gewisser Mannigfaltigkeitenestimung},《现代诊断放射学经典论文》,5(2005)。
[70] M.Rahman和K.-B.Yu,{使用线性预测进行频率估计的总体最小二乘法},Proc。IEEE传输。声学语音信号处理。,35(1987年),第1440-1454页。
[71] B.Recht、M.Fazel和P.A.Parrilo,{通过核范数最小化保证线性矩阵方程的最小秩解},SIAM Rev.,52(2010),第471-501页·Zbl 1198.90321号
[72] B.Recht,W.Xu和B.Hassibi,{秩最小化核规范启发式成功的必要和充分条件},《IEEE决策与控制会议论文集》,2008年,第3065-3070页。
[73] A.Renyi,{论概率分布的投影},《数学学报》。匈牙利。,3(1952年),第131-142页·Zbl 0048.10804号
[74] P.Shukla和P.L.Dragotti,{有限创新率多维信号的采样方案},IEEE Trans。信号处理。,55(2007),第3670-3686页·Zbl 1391.94608号
[75] {\lang1033H.C.So、K.W.Chan、Y.-T.Chan和K.Ho,{\lang1033\it用于多个真实正弦曲线的有效频率估计的线性预测方法:算法和分析},IEEE Trans。信号处理。,53(2005),第2290-2305页·Zbl 1370.94243号
[76] J.-L.Starck、F.Murtagh和J.M.Fadili,《稀疏图像和信号处理:小波、曲线、形态多样性》,剑桥大学出版社,英国剑桥,2010年·兹比尔1196.94008
[77] P.Stoica,《谱线分析参考文献列表》,《信号处理》。,31(1993),第329-340页。
[78] P.Stoica和R.Moses,《信号的光谱分析》,普伦蒂斯·霍尔,恩格尔伍德悬崖,新泽西州,2005年。
[79] P.Stoica、R.L.Moses、B.Friedlander和T.Soderstrom,{噪声测量中多正弦参数的最大似然估计},IEEE Trans。声学语音信号处理。,37(1989),第378-392页。
[80] T.Strohmer,《测量应测量的内容:压缩传感的进展和挑战》,IEEE信号处理。莱特。,19(2012年),第887-893页。
[81] G.Tang、B.N.Bhaskar、P.Shah和B.Recht,《电网外压缩传感》,IEEE Trans。通知。《理论》,59(2013),第7465-7490页·Zbl 1364.94168号
[82] O.Toeplitz,{it Zur Theory der quadratischen und bilineren Formen von unendlichvielen Vera¨nderlichen},数学。Ann.,70(1911),第351-376页。
[83] D.W.Tufts和R.Kumaresan,{多正弦频率的估计:使线性预测表现得像最大似然},Proc。IEEE,70(1982),第975-989页。
[84] J.A.Urigiien、Y.C.Eldar和P.DRAGOTTI,《以创新速度取样:理论和应用》,《压缩传感:理论与应用》,剑桥大学出版社,英国剑桥,2012年,第148页。
[85] L.Vandenberghe和S.Boyd,{半定规划},SIAM Rev.,38(1996),第49-95页·Zbl 0845.65023号
[86] M.Vasconcelos,{关于采样函数的氡变换},哈佛大学工程与应用科学系博士论文,2003年。
[87] S.Yu、J.Ma和S.Osher,{几何模式分解},逆问题。成像,12(2018)·Zbl 1395.49024号
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。