×

由图像梯度构成扩散系数矩阵的非线性结构张量。 (英语) Zbl 1490.94018号

摘要:我们提出了一个非线性偏微分方程(PDE)来正则化包含图像一阶导数信息的张量,如边缘强度和图像梯度方向。与由张量数据的导数组成的典型扩散系数矩阵不同,我们提出了一个由张量信息本身组成的扩散系数矩阵,即图像的导数。这使得张量可以沿着不在张量中但在图像中的边进行方向平滑。也就是说,提出的PDE中的张量沿图像边缘快速扩散,但在图像边缘缓慢扩散。由于我们有一个正则化张量,它恰当地表示图像的一阶导数信息,因此张量有助于提高图像去噪、图像增强、角点检测和斜坡保持去噪的质量。我们还证明了所提出的偏微分方程解的唯一性和存在性。

MSC公司:

94A08型 信息与通信理论中的图像处理(压缩、重建等)
94年第35季度 与信息和通信相关的PDE
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Perona,P.,Malik,J.:使用各向异性扩散的尺度空间和边缘检测。IEEE传输。模式分析。机器。智力。12, 629–639 (1990) ·doi:10.1009/34.56205
[2] Catté,F.,Lions,P.L.,Morel,J.M.,Coll,T.:通过非线性扩散进行图像选择性平滑和边缘检测。SIAM J.数字。分析。29, 182–193 (1992) ·Zbl 0746.65091号 ·doi:10.1137/0729012
[3] Weickert,J.:相干增强扩散滤波。国际计算机杂志。视觉。31, 111–127 (1999) ·Zbl 1505.94010号 ·doi:10.1023/A:1008009714131
[4] Bigün,J.,Granlund,G.H.:线性对称的最佳方向检测。摘自:第一届计算机视觉国际会议,伦敦,第433-438页(1987年)
[5] Kass,M.,Witkin,A.:分析定向模式。计算。视觉。图表。图像处理。37, 362–385 (1987) ·doi:10.1016/0734-189X(87)90043-0
[6] Jähne,B.:数字图像处理。柏林施普林格出版社(2005)
[7] Brox,T.、van den Boomgaard,R.、Lauze,F.B.、van de Weijer,H.、Weickert,J.、Mrázek,P.、Kornprobst,P.:自适应结构张量及其应用。收录于:Weickert,J.,Hagen,H.(编辑)《张量场的可视化和处理》,第17-42页。施普林格,柏林(2006)
[8] Bigün,J.、Granlund,G.H.、Wiklund,J.:应用于纹理分析和光流的多维方向估计。IEEE传输。模式分析。机器。智力。13, 1349–1356 (1991)
[9] Weickert,J.,Schnörr,C.:基于PDE的图像运动计算中凸正则化器的理论框架。国际期刊计算。视觉。45, 245–264 (2001) ·Zbl 0987.68600号 ·doi:10.1023/A:1013614317973
[10] Brox,T.、Weickert,J.、Burgeth,B.、Mrázek,P.:非线性结构张量。图像可视性。计算。24, 41–55 (2006) ·doi:10.1016/j.imavis.2005.09.010
[11] Gerig,G.,Kübler,O.,Kikinis,R.,Jolesz,F.A.:MRI数据的非线性各向异性滤波。IEEE传输。医学成像1,221–232(1992)·数字对象标识代码:10.1109/42.141646
[12] Parker,G.J.M.、Schnabel,J.A.、Symms,M.R.、Werring,D.J.、Barker,G.J:用于减少扩散张量成像中的系统误差和随机误差的非线性平滑。J.Mag.Reson.杂志。成像。11702–710(2000年)·doi:10.1002/1522-2586(200006)11:6<702::AID-JMRI18>3.0.CO;2-A型
[13] Tschumperlé,D.,Deriche,R.:保留约束的扩散张量正则化。摘自:IEEE计算机学会计算机视觉和模式识别会议,第948-953页。夏威夷考艾万豪酒店(2001)
[14] Tschumperlé,D.,Deriche,R.:具有PDE的正交向量集正则化及其应用。国际期刊计算。视觉。50, 237–252 (2002) ·兹比尔1012.68786 ·doi:10.1023/A:1020870207168
[15] Vese,L.A.,Osher,S.:用于图像处理的p谐波流的数值方法。SIAM J.数字。分析。40, 2085–2104 (2002) ·Zbl 1035.65065号 ·doi:10.1137/S0036142901396715
[16] Lysaker,M.、Osher,S.、Tai,X.C.:使用平滑法线和曲面拟合去除噪波。IEEE传输。图像处理。13, 1345–1357 (2004) ·Zbl 1286.94022号 ·doi:10.1109/TIP.2004.834662
[17] Sochen,N.A.、Sagiv,C.、Kimmel,R.:豪猪的立体组合或图像处理中方向扩散的研究。SIAM J.应用。数学。64, 1477–1508 (2004) ·Zbl 1058.94504号 ·doi:10.1137/S0036139902415518
[18] Tai,X.C.,Osher,S.,Holm,R.:使用TV-Stokes方程进行图像修复。基于偏微分方程的图像处理。斯普林格,海德堡(2006)
[19] Weickert,J.,Brox,T.:向量值和矩阵值图像的扩散和正则化。收录:Nashed,M.Z.,Scherzer,O.(编辑)《反问题、图像分析和医学成像》。《当代数学》,第313卷,第251-268页。AMS,普罗维登斯(2002)·Zbl 1047.68143号
[20] Weickert,J.:具有扩散张量的非线性扩散滤波的尺度空间特性。技术代表110,德国凯泽斯劳滕大学技术数学实验室,1994年10月
[21] Evans,C.L.:偏微分方程。数学研究生课程,第19卷。美国数学学会,普罗维登斯(1998)·Zbl 0902.35002号
[22] Brezis,H.:《功能分析》。马森·杜诺德(1992)
[23] Köthe,U.:使用改进的结构张量进行边缘和连接检测。收录:Michaelis,B.,Krell,G.(编辑)模式识别,Proc。第25届DAGM研讨会,马格德堡。计算机科学讲稿,第2781卷,第25-32页。柏林施普林格出版社(2003)
[24] Rudin,L.I.,Osher,S.,Fatemi,E.:基于非线性总变差的噪声去除算法。Physica D 60259–268(1992年)·Zbl 0780.49028号 ·doi:10.1016/0167-2789(92)90242-F
[25] Weickert,J.:相干增强型冲击滤波器。收录:Michaelis,B.,Krell,G.(编辑)模式识别,Proc。第25届DAGM研讨会,马格德堡。计算机科学讲稿,第2781卷,第1-8页。柏林施普林格出版社(2003)
[26] Kornprobst,P.、Deriche,R.、Aubert,G.:通过PDE的图像耦合、恢复和增强。In:程序。《图像处理国际会议》,第2卷,加利福尼亚州圣巴巴拉,第458–261页(1997)
[27] Osher,S.,Rudin,L.I.:使用冲击滤波器的面向特征的图像增强。SIAM J.数字。分析。27, 919–940 (1990) ·Zbl 0714.65096号 ·doi:10.1137/0727053
[28] Alvarez,L.,Mazorra,L.:使用冲击滤波器和各向异性扩散恢复信号和图像。SIAM J.数字。分析。31, 590–605 (1994) ·Zbl 0804.65130号 ·数字对象标识代码:10.1137/0731032
[29] Lee,S.、Seo,J.K.、Park,C.、Lee,B.I.、Woo,E.J.、Lee、S.Y.、Kwon,O.、Hahn,J.:利用MREIT中的缺陷数据重建电导率图像:数值模拟和动物实验。IEEE传输。医学成像25、168–176(2006)·doi:10.1109/TMI.2005.862150
[30] Buades,A.,Coll,B.,Morel,J.M.:邻里过滤器中的楼梯效应及其解决方案。IEEE传输。图像处理。15, 1499–1505 (2006) ·doi:10.1109/TIP.2006.871137
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。