圖像復原去噪技術(shù)與應用——基于圖像塊先驗建模的視角
定 價:99 元
- 作者:范琳偉
- 出版時間:2023/8/1
- ISBN:9787121460777
- 出 版 社:電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TN911.73
- 頁碼:200
- 紙張:
- 版次:01
- 開本:16開
圖像復原去噪是從退化或損壞的圖像中恢復原始圖像的過程,該技術(shù)在醫(yī)學成像、衛(wèi)星成像、監(jiān)控系統(tǒng)、遙感影像等多個領(lǐng)域有廣泛的應用。本書研究圖像復原去噪技術(shù),基于多種圖像塊先驗學習模型開展工作,分12章闡述主要研究成果。本書的重點是圖像建模的復原去噪,將圖像建模為符合某些先驗分布的隨機變量,學習自然圖像的統(tǒng)計特征,然后利用最大后驗估計重構(gòu)退化圖像。其中,圖像先驗是求解不適定圖像復原問題的關(guān)鍵,早期的圖像先驗設計主要考慮圖像的整體物理特征進行手工設計。近年來,研究人員的研究重點轉(zhuǎn)向從圖像塊的角度去構(gòu)建圖像先驗,基于圖像塊先驗特征提升圖像復原性能。圖像復原去噪研究的問題作為典型的不適定數(shù)學逆問題,對推動問題驅(qū)動的數(shù)學理論和方法的研究起到重要作用,同時對促進數(shù)學與計算機科學、人工智能等領(lǐng)域的交叉融合及協(xié)同發(fā)展起到積極作用。本書的編寫突出科學性和實用性,可為數(shù)字圖像處理研究人員、計算機視覺研究人員及數(shù)字媒體終端技術(shù)研究人員提供參考。
范琳偉,博士,山東財經(jīng)大學計算機科學與技術(shù)學院副教授、碩士生導師、學院科學研究辦公室主任,山東省高等學校青創(chuàng)科技計劃團隊帶頭人。主要研究領(lǐng)域為機器視覺、圖像處理等。主持國家自然科學基金項目1項、山東省自然科學基金項目1項、山東省高等學校青創(chuàng)科技計劃1項,并參與國家自然科學基金重點項目和省級重點研發(fā)計劃多項。發(fā)表SCI/EI學術(shù)論文30余篇,論文被引用500余次;授權(quán)發(fā)明專利5項。主講計算機圖形圖像基礎(chǔ)、圖形圖像綜合實踐等本科生與研究生課程,F(xiàn)主持教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目1項,參與山東省本科教學改革研究重點項目、教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目等3項。指導大學生競賽獲國賽一等獎、二等獎各1項。
第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 3
1.2.1 空間域方法 3
1.2.2 變換域方法 7
1.3 存在的問題 8
1.4 本書主要工作和創(chuàng)新點 9
1.5 本書內(nèi)容安排 12
第2章 圖像去噪的理論基礎(chǔ) 15
2.1 圖像處理中常見的噪聲 15
2.1.1 加性噪聲 15
2.1.2 乘性噪聲 16
2.2 圖像質(zhì)量評價標準 17
2.2.1 主觀評價 17
2.2.2 客觀評價 18
2.3 圖像的方法噪聲 19
2.4 本章小結(jié) 20
第3章 經(jīng)典圖像去噪方法 21
3.1 非局部均值圖像去噪方法 21
3.1.1 非局部均值去噪理論 21
3.1.2 非局部均值去噪方法研究現(xiàn)狀 22
3.2 基于先驗信息的正則化去噪方法 23
3.2.1 最大后驗概率估計 24
3.2.2 不同形式的正則化去噪方法 24
3.3 本章小結(jié) 29
第4章 基于邊緣相似度的自適應兩階段非局部均值去噪方法 30
4.1 概述 30
4.2 兩階段非局部均值去噪框架 31
4.2.1 去噪過程 32
4.2.2 圖像塊相似性度量 33
4.2.3 抗噪的差分算子 35
4.2.4 自適應參數(shù)選擇方案 37
4.3 實驗結(jié)果與分析 39
4.3.1 搜索窗口的設置 39
4.3.2 去噪結(jié)果對比 40
4.4 本章小結(jié) 45
第5章 基于梯度直方圖和非局部自相似先驗的自適應紋理保持去噪方法 46
5.1 概述 46
5.2 自適應的紋理保持去噪框架 49
5.2.1 滿足超拉普拉斯分布的梯度直方圖匹配先驗 50
5.2.2 非局部自相似(NSS)先驗 50
5.2.3 內(nèi)容自適應的參數(shù)選擇 51
5.3 求解去噪模型 53
5.3.1 x-子問題 53
5.3.2 s-子問題 54
5.3.3 迭代直方圖匹配算法 54
5.3.4 更新參數(shù)q和δ 55
5.4 實驗結(jié)果與分析 56
5.4.1 參數(shù)設置 56
5.4.2 與正則化去噪模型的比較 56
5.4.3 與最新去噪方法的比較 61
5.4.4 梯度保持性能 63
5.4.5 運行時間 64
5.5 本章小結(jié) 65
第6章 基于SVD能量分布估計的低秩近似去噪方法 66
6.1 概述 66
6.2 基于SVD域的低秩近似去噪方法回顧——LRA-SVD方法 67
6.3 基于能量分布估計的低秩去噪方法的問題描述 68
6.3.1 邊緣信息輔助的圖像塊匹配 68
6.3.2 真實信號能量分布估計 69
6.3.3 噪聲方差約束的低秩矩陣近似 71
6.3.4 加權(quán)組合 72
6.3.5 迭代增強步驟 72
6.4 實驗結(jié)果與分析 74
6.4.1 參數(shù)設置 74
6.4.2 與代表性的方法比較 74
6.4.3 與最新的去噪方法比較 78
6.4.4 運行時間 80
6.5 本章小結(jié) 81
第7章 基于自適應增強方法的低秩去噪方法 82
7.1 概述 82
7.2 迭代增強技術(shù)的研究現(xiàn)狀 83
7.3 自適應增強的低秩去噪方法 84
7.3.1 自適應增強的去噪框架 85
7.3.2 最優(yōu)解分析 85
7.3.3 收斂性分析 88
7.3.4 自適應的相似圖像塊搜索方案 89
7.3.5 迭代停止準則 90
7.4 實驗結(jié)果與分析 93
7.4.1 參數(shù)設置 93
7.4.2 去噪結(jié)果 93
7.5 本章小結(jié) 98
第8章 基于結(jié)構(gòu)信息提取的低秩圖像去噪方法 100
8.1 概述 100
8.2 核維納濾波 101
8.3 基于結(jié)構(gòu)信息提取的低秩圖像去噪方法 101
8.3.1 結(jié)構(gòu)提取模型 102
8.3.2 相似圖像塊分組 103
8.3.3 基于低秩近似和核維納濾波的SEM最優(yōu)去噪模型 104
8.3.4 優(yōu)化算法 105
8.4 實驗結(jié)果與分析 108
8.4.1 參數(shù)設置 108
8.4.2 去噪結(jié)果 110
8.4.3 運行時間 117
8.5 本章小結(jié) 118
第9章 基于稀疏表示與奇異值分解的圖像細節(jié)保護去噪方法 119
9.1 概述 119
9.2 基于稀疏表示的去噪模型 120
9.3 圖像細節(jié)保護的去噪方法 122
9.3.1 圖像低頻信息恢復 122
9.3.2 圖像高頻信息恢復 123
9.3.3 圖像高頻成分和低頻成分的聚合 130
9.4 實驗結(jié)果與分析 132
9.4.1 去噪性能比較 132
9.4.2 運行時間比較 136
9.5 本章小結(jié) 137
第10章 基于增強低秩先驗的兩階段圖像去噪方法 138
10.1 概述 138
10.2 兩階段增強低秩先驗模型去噪方法 139
10.2.1 第1階段:輪廓恢復 139
10.2.2 第2階段:細節(jié)恢復 141
10.3 實驗結(jié)果與分析 148
10.3.1 參數(shù)設置 149
10.3.2 TSLR方法分析 150
10.3.3 與非深度學習方法的實驗結(jié)果比較 151
10.3.4 與深度學習方法的實驗結(jié)果比較 159
10.4 本章小結(jié) 161
第11章 基于四元數(shù)組稀疏的彩色圖像去噪方法 162
11.1 概述 162
11.2 彩色圖像四元數(shù)分析 163
11.2.1 四元數(shù)奇異值分解 163
11.2.2 離散四元數(shù)傅里葉變換 163
11.3 彩色圖像去噪方法 164
11.3.1 建立圖像塊組 164
11.3.2 四元數(shù)組稀疏模型 165
11.3.3 結(jié)合組稀疏與核維納濾波的四元數(shù)去噪模型 166
11.4 實驗結(jié)果 167
11.5 本章小結(jié) 169
第12章 總結(jié)與展望 170
12.1 總結(jié) 170
12.2 展望 172
參考文獻 174