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使用非凸全变分同时进行图像增强和恢复。 (英语) Zbl 1516.68113号

摘要:在本文中,我们提出了一种新的变分模型,用于模糊和/或噪声污染的微光图像的联合增强和恢复。该模型将给定的微光图像分解为从模糊和/或噪声中恢复的反射率图像和照明图像。此外,我们的方法在所有变量上使用非凸全变分正则化。这使我们能够充分去除均匀区域的噪声,同时保留反射和照明图像中的细节和边缘,从而得到干净、清晰的最终增强图像。为了求解非凸模型,我们采用了近似交替极小化方法,然后采用迭代重加权(ell_1)算法和交替方向乘数法求解子问题。这些技术有助于实现高效的迭代算法,并证明了其收敛性。实验结果表明,与其他最先进的方法相比,该模型在视觉方面和图像质量度量方面都是有效的。

MSC公司:

68单位10 图像处理的计算方法
65K10码 数值优化和变分技术
94A08型 信息与通信理论中的图像处理(压缩、重建等)
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Abdullah-Al-Wadud,M。;MH卡比尔;Dewan,M。;Chae,O.,《图像对比度增强的动态直方图均衡化》,IEEE Trans。消耗。电子。,53, 2, 593-600 (2007)
[2] Attouch,H。;博尔特,J。;Redont,P。;Soubeyran,A.,非凸问题的近似交替最小化和投影方法:基于Kurdyka-łojasiewicz不等式的方法,数学。操作。研究,35,2,438-457(2010)·Zbl 1214.65036号
[3] Blake,A.,蒙德里安世界中亮度计算的边界条件,计算。视觉。图表。图像处理。,32, 314-327 (1985)
[4] 博伊德,S。;北卡罗来纳州帕里赫。;朱,E。;Peleato,B.,J.E.:通过交替方向乘数法进行分布式优化和统计学习,Found。机器。学习。,3, 1, 1-122 (2011) ·Zbl 1229.90122号
[5] 布列松,X。;Chan,TF,向量总变差范数的快速对偶最小化及其在彩色图像处理中的应用,逆问题。成像,2,4,455-484(2008)·Zbl 1188.68337号
[6] Chambolle,A.,《总变异最小化算法及其应用》,J.Math。成像视觉。,20, 1, 89-97 (2004) ·Zbl 1366.94048号
[7] Chambolle,A。;Pock,T.,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, 120-145 (2011) ·Zbl 1255.68217号
[8] Chang,HB;Ng、MK;Wang,W。;曾,TY,Retinex通过学习字典进行图像增强,Opt。工程,54,1,013107(2015)
[9] 陈,C。;Ng,MK公司;赵,XL,非线性图像恢复问题的交替方向乘法器方法,IEEE Trans。图像处理。,24, 33-43 (2015) ·Zbl 1408.94085号
[10] 郑,MH;Huang,坦桑尼亚联合共和国;赵,XL;马,TH;Huang,J.,视网膜的混合超拉普拉斯先验变分模型,应用。数学。型号。,66, 305-321 (2019) ·Zbl 1481.92033号
[11] 库珀,TJ;Baqai,FA,Frankle-McCann retinex算法的分析和扩展,J.Electron。成像,13,85-92(2004)
[12] Csiszár,I。;Tusná,G.,《信息几何和交替最小化程序》,《国家决策》。,1, 205-237 (1984) ·Zbl 0547.60004号
[13] Dabov,K。;Foi,A。;Katkovnik,V。;Egiazarian,K.,稀疏三维变换域协同滤波图像去噪,IEEE Trans。图像处理。,16, 8, 2080-2095 (2007)
[14] Elad,M.:通过两个双边过滤器进行Retinex。In:计算机视觉中的尺度空间和PDE方法,第217-229页·Zbl 1119.68471号
[15] Frankle,J.,McCann,J.:亮度成像的方法和设备。美国专利4384336(1983)
[16] Fu,X.,Zeng,D.,Huang,Y.,Zhang,X.P.,Ding,X.:同时估计反射率和光照的加权变分模型。摘自:2016年IEEE计算机视觉和模式识别会议,第2782-2790页(2016)
[17] Funt,B。;Ciurea,F。;McCann,J.,matlabtm中的Retinex,J.Electron。成像,13,48-57(2004)
[18] Funt,B.,Drew,M.,Brockington,M.:从彩色图像中恢复明暗处理。摘自:《第二届欧洲计算可视化会议论文集》,第124-132页(1992年)
[19] Goldstein,T。;Osher,S.,《(l^1)正则化问题的分裂Bregman方法》,SIAM J.成像科学。,2, 2, 323-343 (2009) ·Zbl 1177.65088号
[20] 郭,X。;李毅。;Ling,H.,Lime:通过照明地图估计实现微光图像增强,IEEE Trans。图像处理。,26, 2, 982-993 (2017) ·Zbl 1409.94202号
[21] 霍恩,BKP,从图像中确定亮度,计算机。图表。图像处理。,3277-299(1974年)
[22] Kimmel,R。;Elad先生。;摇晃,D。;Keshet,R。;Sobel,I.,视网膜的变分框架,国际计算机杂志。视觉。,52, 1, 7-23 (2003) ·Zbl 1009.68642号
[23] Krishnan,D.,Fergus,R.:使用超拉普拉斯先验的快速图像反褶积。摘自:《神经信息处理系统进展学报》,第1033-1041页(2009年)
[24] Land,EH,色觉视网膜理论,科学。美国,237108-128(1977)
[25] Land,EH,视网膜理论的最新进展和皮层计算的一些启示:色觉和自然图像,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,80,5163-5169(1983)
[26] Land,EH,色觉视网膜理论中计算指示符的替代技术,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,83,3078-3080(1986)
[27] 土地、EH;McCann,JJ,《亮度和视网膜理论》,J.Opt。《美国社会》,61,1-11(1971)
[28] 锂,HF;张,LP;沈,HF,遥感图像不均匀强度校正的感知启发变分方法,IEEE Trans。地质科学。遥感器,50,8,3053-3065(2012)
[29] Li,L.,Wang,R.,Wag,W.,Gao,W.:一种用于去噪和对比度放大的微光图像增强方法。摘自:2015 IEEE图像处理国际会议(ICIP),第3730-3734页(2015)
[30] Li,M.,Liu,J.,Yang,W.,Guo,Z.:通过视网膜模型对微光图像进行联合去噪和增强。参见:2017年数字电视和无线多媒体通信国际论坛:数字电视和无线电多媒体通信,第91-99页(2017)
[31] 李,M。;刘,J。;Yang,W。;太阳,X。;Guo,Z.,通过稳健的视网膜模型进行结构显示的微光图像增强,IEEE Trans。图像处理。,27, 6, 2828-2841 (2018) ·Zbl 1409.94355号
[32] 梁,JW;Zhang,XQ,Retinex通过高阶总变异L1分解,J.Math。成像视觉。,52, 3, 345-355 (2015) ·Zbl 1400.94025号
[33] 利马雷,N。;JM莫雷尔;Petro,A。;Sbert,C.,Retinex poisson方程:颜色感知模型,图像处理。在线,139-50(2011)
[34] 刘,L。;Pang,采埃孚;Duan,Y.,Retinex基于指数型全变分格式,逆问题。成像,12,5,1199-1217(2018)·兹比尔1406.80010
[35] 马,TH;Lou,Y。;黄,TZ,稀疏恢复和秩最小化的截断L1-2模型,SIAM J.Image Sci。,10, 3, 1346-1380 (2017) ·Zbl 1397.94021号
[36] Ma,W.,Morel,J.M.,Osher,S.,Chien,A.:基于L1的视网膜理论变分模型及其在医学图像中的应用。摘自:IEEE计算机视觉和模式识别会议,第153-160页(2011年)
[37] 马伟(Ma,W.)。;Osher,S.,视网膜理论的TV-Bregman迭代模型,逆问题。成像,6,4,697-708(2012)·Zbl 1261.68153号
[38] Marini,D.,颜色适应效果的计算方法,图像视觉。计算。,18, 1005-1014 (2000)
[39] McCann,J.:蒙德里安的经验教训应用于真实图像和色域。摘自:IST/SID第七届彩色成像会议记录,第1-8页(1999年)
[40] McCann,J.J.,Sobel,I.:视网膜实验。技术报告,HPL Color Summit,Hewlett-Packard Laboratories(1998)
[41] Morel,J.M.,Petro,A.B.,Sbert,C.:快速实现颜色恒定性算法。摘自:《SPIE学报》,《彩色成像XIV:显示、处理、硬拷贝和应用》,第7241卷,第724106页(2009年)
[42] JM莫雷尔;Petro,AB公司;Sbert,C.,视网膜理论的PDE形式化,IEEE Trans。图像处理。,19, 2825-2837 (2010) ·Zbl 1371.94268号
[43] Ng、MK;Wang,W.,视网膜总变化模型,SIAM J.成像科学。,4, 1, 345-365 (2011) ·兹比尔1215.65117
[44] Ochs,P。;Dosovitskiy,A。;布罗克斯,T。;Pock,T.,《计算机视觉中非光滑非凸优化的迭代重加权算法》,SIAM J.Imaging Sci。,8, 1, 331-372 (2015) ·Zbl 1326.65078号
[45] Pizer,S.M.,Johnston,R.E.,Ericksen,J.P.,Yankaskas,B.C.,Muller,K.E.:对比限制自适应直方图均衡化:速度和效果。摘自:《生物医学计算可视化第一届会议论文集》,第337-345页(1990年)
[46] 普罗旺齐,E。;卡利,LD;A.Rizzi。;Marini,D.,retinex算法的数学定义和分析,J.Opt。美国律师协会,226613-2621(2005)
[47] Ren,X.,Li,M.,Cheng,W.H.,Liu,J.:基于序列分解的联合增强和去噪方法。摘自:IEEE电路与系统国际研讨会(ISCAS),第1-5页(2018年)
[48] 任,X。;Yang,W。;Cheng,W。;Liu,J.,LR3M:通过低阶正则化视网膜模型实现强健的微光增强,IEEE Trans。图像处理。,29, 5862-5876 (2020) ·Zbl 07586293号
[49] Ren,Z.,Li,J.,Liu,S.,Zeng,B.:网格流视频去噪。2017 IEEE图像处理国际会议(ICIP),第2966-2970页(2017)
[50] Rockafellar,RT公司;Wets,RJB,变分分析(2009),柏林:施普林格出版社,柏林
[51] 鲁丁,L。;Osher,S。;Fatemi,E.,基于非线性总变差的噪声去除算法,Phys。D非线性现象。,60, 1-4, 259-268 (1992) ·Zbl 0780.49028号
[52] Terzopoulos,D.,使用多重网格松弛方法进行图像分析,IEEE Trans。模式分析。机器。智力。,8, 129-139 (1986)
[53] Vese,L.,Chan,T.:用于图像恢复和分割的简化非凸函数近似。加州大学洛杉矶分校CAM报告,第97-56页(1997)
[54] Wang,W。;He,C.,视网膜屏障泛函的变分模型,SIAM J.成像科学。,8, 3, 1955-1980 (2015) ·Zbl 1330.94012号
[55] Wang,W。;Ng,MK,图像分解的非局部总变分模型:照明和反射率,数值。数学。理论方法应用。,7, 3, 334-355 (2014) ·Zbl 1324.68236号
[56] 王,Z。;博维克,AC;Sheikh,人力资源部;Simoncelli,EP,《图像质量评估:从错误可见性到结构相似性》,IEEE Trans。图像处理。,13, 4, 600-612 (2004)
[57] 岳,H。;杨,J。;太阳,X。;Wu,F。;Hou,C.,基于固有图像分解的对比度增强,IEEE Trans。图像处理。,26, 8, 3981-3994 (2017) ·Zbl 1409.94726号
[58] 张,L。;沈,P。;彭,X。;朱,G。;宋,J。;魏,W。;Song,H.,单个微光图像的同时增强和降噪,IET图像处理。,10, 11, 840-847 (2016)
[59] 佐索,D。;Tran,G。;Osher,S.,《非局部视网膜:统一框架及其以外》,SIAM J.成像科学。,787-826年8月2日(2015年)·Zbl 1328.68286号
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