梯度与曲率相结合的图像平滑方法技术

技术编号:10994176 阅读:186 留言:0更新日期:2015-02-04 13:20
本发明专利技术首先提供了一种图像曲率平滑方法,将图像水平集曲率作为一个二阶微分量,用来描述图像形态学特征,改善了图像处理效果。由于当图像受到噪声污染时,曲率会发生显著变化,本发明专利技术进一步将图像的水平集曲率作为一个检测因子代入到PM方法中,提出了一种梯度与曲率相结合的图像平滑方法,该方法不但可以保持图像的特征,而且峰值信噪比较以往的各向异性方法大幅度提高,复杂度低,时效性高,图像清晰度增加,相较以往图像平滑算法更具有效性和准确性,图像处理效果更好。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术首先提供了一种图像曲率平滑方法,将图像水平集曲率作为一个二阶微分量,用来描述图像形态学特征,改善了图像处理效果。由于当图像受到噪声污染时,曲率会发生显著变化,本专利技术进一步将图像的水平集曲率作为一个检测因子代入到PM方法中,提出了一种,该方法不但可以保持图像的特征,而且峰值信噪比较以往的各向异性方法大幅度提高,复杂度低,时效性高,图像清晰度增加,相较以往图像平滑算法更具有效性和准确性,图像处理效果更好。【专利说明】
本专利技术属于图像处理
,具体涉及一种将梯度与曲率相结合的图像平滑方 法。
技术介绍
在图像处理与计算机领域中,图像去噪是最基本的问题之一。图像平滑就是通过 减少任何可能存在的退化而增强图像的技术。近年来,偏微分方程(PDE)方法在图像分析 处理和计算机视觉领域的应用非常广泛。偏微分方程能反映未知变量关于时间的导数和关 于空间变量的导数之间制约关系。基于偏微分方程的图像处理方法将离散图像表示成连续 的数学模型,利用偏微分方程完善的数值分析理论对图像进行处理。相比于传统方法,该方 法具有更强的局部自适应能力和更高的灵活性,因此在图像的去噪、分割、边缘检测、增强 等方面都有重要应用。 20世纪90年代初期,Perona和Malik首先提出了各向异性扩(Anisotropic Diffusion)的理论(即PM方法),将扩散系数由常数改为关于梯度模值的单调非增函数, 使滤波模型在去除噪声的同时还能对边缘起到保护作用。 PM方法的扩散方程为: 【权利要求】1. 图像曲率平滑方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤A,将噪声图像进行滤波处理; 步骤B,由PM模型输出二值图像; 步骤C,将图像水平集的曲率作为一个二阶微分量描述图像形态学特征,建立曲率平滑 模型:图像,I是通过原图像与高斯核卷积获得,即I (X,y, t) = IQ*G(x, y, t); 步骤D,对步骤C中提供的图像平滑模型用半隐式加性算子分裂数值方法进行计算。2. 根据权利要求1所述的图像曲率平滑方法,其特征在于:所述步骤D具体包括如下 过程:将图像I尺度化分解在区间,并进行简化,完成In后进行下列步骤: 步骤 D-I,令/;/=€; 步骤d-2,计算f。= f*G。,ly/^,I K Ii」,g卜g(|v/CTLy+1 吨); 步骤D-3,当i = 1,…,M时,计算(/-2C,)的三个对角线上的元素:, (政)4 = 1,…-1),(#,左=2,…,iV),并采用追赶法求解(,-24',;?+1 =,;:,得到 /:+1; 步骤D-4,当j = 1,…,N时,同样计算¢/-2^4。;)的三个对角线上的元素,并采用追赶 法求解G=/丨,,得到/f;3. 根据权利要求1或2所述的图像曲率平滑方法,其特征在于,所述步骤B中PM模型 如下:4. ,其特征在于,包括如下步骤: 步骤A,将噪声图像进行滤波处理; 步骤B,由PM模型输出二值图像; 步骤C,将图像的水平集曲率作为一个检测因子代入到PM方法中,建立一个梯度与曲 率相结合的图像平滑模型:V/为水平集,div、▽分别为散度算子和梯度算子,k为阈值; 步骤D,对步骤E中提供的图像平滑模型用半隐式加性算子分裂数值方法进行计算。5. 根据权利要求4所述的,其特征在于,所述步骤D 具体包括如下过程: 将图像I尺度化分解在区间,并进行简化,完成In后进行下列步骤: 步骤D-1,令乃 步骤 D-2,计算 f。|k Iij, g;!=g(|y/;|&.+|4y); 步骤D-3,当i = 1,…,M时,计算(/-的三个对角线上的元素= …,iV), (此),左二 1,…,iV - I),(,i'U = 2,…,iV),并采用追赶法求解(/ - 2r()C1 =,;;,得到 J1"+1; 步骤D-4,当j = 1,…,N时,同样计算¢/-2r<,,;)的三个对角线上的元素,并采用追赶 法求解(JdrA)J;;1 =巧,得到/r1;6. 根据权利要求1或2,其特征在于,所述步骤B中 PM模型如下:【文档编号】G06T5/00GK104331869SQ201410685365【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日 【专利技术者】石兰芳, 汪美玲, 周林锋, 周先春 申请人:南京信息工程大学本文档来自技高网...
<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/55/201410685365.html" title="梯度与曲率相结合的图像平滑方法原文来自X技术">梯度与曲率相结合的图像平滑方法</a>

【技术保护点】
图像曲率平滑方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤A,将噪声图像进行滤波处理;步骤B,由PM模型输出二值图像;步骤C,将图像水平集的曲率作为一个二阶微分量描述图像形态学特征,建立曲率平滑模型:∂I∂t=div(11+(|κ|/l)2▿I)I(t=0)=I0]]>其中为水平集曲率,|κ|为曲率模值,l为阈值,I0代表初始图像,I是通过原图像与高斯核卷积获得,即I(x,y,t)=I0*G(x,y,t);步骤D,对步骤C中提供的图像平滑模型用半隐式加性算子分裂数值方法进行计算。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:石兰芳汪美玲周林锋周先春
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1