一种抑制合成孔径雷达图像相干斑的各向异性扩散滤波方法

本文提出了一种抑制合成孔径雷达图像乘性相干斑噪声的各向异性扩散滤波新方法.该方法将受自适应耦合函数控制的平均曲率运动嵌入到传统相干斑抑制的各向异性扩散方程中,形成了一种可有效抑制边缘区域相干斑与同质区块效应现象的各向异性扩散新方程,同时在新建的扩散方程中,引入了由改进Frost滤波与局部方向比率联合构建的一种带方向约束的新扩散函数,进一步削弱了块效应现象且明显改善了抑斑图像的边缘抖动扭曲问题.实验结果表明该方法在有效保护图像边缘的同时,能充分平滑同质区与边缘区域的相干斑,明显削弱块效应现象,有效改善抑斑图像边缘抖动扭曲问题,而抑斑图像无论视觉效果还是参数指标均比多种传统抑斑方法更具优势.     

相干激光雷达图像散斑噪声抑制算法

提出了一种新的用于散斑噪声抑制的非线性加权均值多方向形态滤波算法。运用此算法和先前提出的散斑噪声抑制算法以及小波软阈值算法和Lee滤波算法一并对相干激光雷达图像进行了噪声抑制处理，并且对处理的结果进行了比较，证明了本算法的进步，即在不降低噪声抑制能力的前提下，较好地保持了图像边缘。     

一种用于合成孔径雷达图像相干斑抑制的双边滤波参数配置新方法

基于最优折衷假设以及等效视数曲线和边缘保持指数曲线的单调特性, 提出了一种用于合成孔径雷达(SAR) 图像相干斑抑制的双边滤波参数配置新方法. 该方法与传统方法相比, 在计算时间相当的情况下, 灰度值近似方差精度提高一个数量级; 当灰度值近似方差精度相同时, 计算时间减少一个数量级.     

一种改进的用于合成孔径雷达图像相干斑抑制的双边滤波参数配置方法

双边滤波能够有效光滑合成孔径雷达图像, 同时保持边缘信息. 最优配置双边滤波参数一直非常困难. 本文作者曾提出了一种迭代参数配置方法, 具有高精度、高效率的特点, 但是该方法会出现迭代错误终止的情况. 本文提出了一种改进的参数配置方法, 能够确保获得最优折衷配置的参数, 并且给出了该方法收敛性的证明. 对真实合成孔径雷达图像的实验结果显示, 在迭代精度相同的情况下, 改进方法不仅能够获得与迭代方法相当的可视效果, 而且灰度值近似方差参数具有更高的精度; 随着迭代精度的提高, 改进方法比迭代方法有更快的收敛速度.     

改进的基于各向异性扩散的B超图像降噪方法

散斑噪声是超声成像机制引起的固有形态,它对超声图像质量以及医学诊断的准确性有很大的影响。针对传统Perona-Malik(PM)各向异性扩散模型通过四方向扩散无法提供充分的信息且处理效果不明显的问题,提出八方向选择式扩散模型;针对传统算法对强噪声则失效、扩散门限参数K依据经验选取的不足以及迭代终止条件不明确,提出改进的扩散系数计算方法,应用自适应选取的扩散门限参数K,且提出适合改进算法适用的迭代终止准则。经过多组仿真实验,证明本文算法较传统模型可以更好的控制扩散过程,并且提高了算法鲁棒性和效率,综合峰值信噪比(PSNR)、边缘保持度(FOM)等指标,表明该算法相比同类算法有更好的降噪和边缘保持效果。     

基于各向异性扩散的红外图像噪声滤波算法

抑制红外焦平面阵列探测器噪声时,为了有效保持边缘细节,在塔基(Tukey)扩散模型的基础上,提出了一种基于各向异性扩散的滤波算法.算法由微分法提取边界点集,利用信号和噪声的空间分布特性对图像进行预处理,从而改善了Perona-Malik(P-M)方程的病态性.建立了新的扩散系数且该系数在理论上满足Charbonnier等人构造准则.通过给定边界条件实现了有利于保持边缘的目的.该算法已在基于DSP FPGA的硬件平台上实时运行,较好地抑制了噪声,又有效地保持了边缘,处理后的图像具有良好的视觉效果.     

基于空间自适应非凸正则项全变差相干斑噪声抑制

全变差正则化方法是相干斑噪声抑制研究的热点.非凸正则项能够更好地保持图像的边缘、纹理细节信息;空间自适应正则化参数可以根据像素点所在的区域,合理地控制噪声抑制程度,从而提高噪声抑制效果.本文结合非凸正则项和空间自适应正则化参数提出了一种新的全变差相干斑噪声抑制模型,并且给出了一种模型求解的数值算法.数值试验结果表明该模型能够获得更好的相干斑噪声抑制效果.     

各向异性扩散滤波远探测声波测井图像降噪方法*

声波远探测测井技术近年来在复杂油气藏的构造识别和储层评价中发挥着重要作用。该技术利用来自井外的反射波对井旁地质构造进行准确成像,但由于反射波具有幅度低、受幅度强的井孔直达波干扰等特点,实际数据提取到的反射波信噪比往往比较低,需要对反射波进行降噪处理。非线性各向异性扩散滤波能够在滤除图像噪声的同时保留图像边缘及细节等信息,在地震数据处理和医学图像去噪中都有广泛应用。该文从各向异性扩散滤波的基本原理入手,将提取到的井外反射波信号当作图像,采用不同扩散张量进行处理,通过含噪声的模拟数据处理验证了该方法的处理效果并建立起适合于远探测测井的数据处理流程,实际远探测数据处理结果进一步表明其具有较好的应用前景。     

基于脉冲耦合神经网络和图像熵的各向异性扩散模型研究

在图像去噪过程中, 大部分基于偏微分方程的各向异性扩散模型均使用梯度信息检测边缘, 当边缘部分被噪声严重污染时, 这些方法不能有效检测出这些边缘, 因而无法保留边缘特征. 为了较完整的保留图像的区域信息, 用脉冲耦合神经网络(PCNN)能使具有相似输入的神经元同时产生脉冲的性质对噪声图像做处理, 得到图像熵序列, 并将图像熵序列作为边缘检测算子引入到扩散方程中, 不仅能克服仅用梯度作为边缘检测算子易受噪声影响的弊端, 而且能较完整地保留图像的区域信息. 然后, 用最小交叉熵准则搜索使去噪前后图像信息量差异最小的阈值, 设计最佳阈值控制扩散强度, 建立基于脉冲耦合神经网络与图像熵改进的各向异性扩散模型(PCNN-IEAD). 分析与仿真结果表明, 该模型与经典模型相比, 保留了更多的图像信息, 能够兼顾去除图像的噪声和保护图像的边缘纹理等细节信息, 较完整的保留了图像的区域信息, 性能指标同样也证实了新模型的优越性. 另外, 该模型的运行时间较经典模型的短, 因此, 该模型是一个理想的模型.     

基于边缘估计的自适应各向异性扩散的医学超声图像降噪算法

提出了一种针对医学超声图像的自适应各向异性扩散算法;该算法充分利用图像本身的边缘信息以及图像水平和垂直方向梯度的差异,用GHAD方法在两个方向设置不同的梯度门限,避免了传统的常数及单一梯度门限带来的鲁棒性差等问题;改进的扩散系数改善了传统扩散系数收敛过快及边界平滑的问题;经过多组仿真实验,综合峰值信噪比(PSNR)和边缘保持度(FOM)等指标,表明该算法相比同类算法有更好的降噪和边缘保持效果。     

基于各向异性扩散的单幅图像去雾算法

针对单幅图像去雾算法容易产生光晕现象且去雾后图像细节不突出的问题,提出了一种基于各向异性扩散的去雾算法.首先在基于像素的暗通道先验假设的基础上计算出初始大气传输函数,使用Perona-Malik偏微分方程模型求解出精细化的大气传输函数,再经过最小值校正,最终得到准确的大气传输函数。为了估计大气光,对基于像素的亮通道图像进行像素排序,从中选取出可靠的大气光向量。实验结果表明,提出的算法能够恢复更多的图像细节,同时有效地抑制了光晕现象。     

合成孔径雷达图像的Contourlet域空间选择滤波降斑算法

合成孔径雷达(SAR)图像的相干斑噪声降低了影像分割和分类的效果,会导致影像判识困难。结合Con-tourlet系数的结构特点和SAR图像相干斑乘性噪声模型,提出了一种新的基于Contourlet变换的降斑算法。该算法利用信号与噪声在Contourlet域尺度间相关性的不同,通过空间选择滤波对系数进行分类,采用混合分布模型,实现了SAR图像的降斑处理。实验结果表明,该算法不仅能有效地抑制相干斑,而且还能有效地保护图像的细节特征。     

Solid-liquid transition induced by the anisotropic diffusion of colloidal particles

We numerically study the phase behaviors of colloids with anisotropic diffusion in two dimensions. It is found that the diffusion anisotropy of colloidal particles plays an important role in the phase transitions. A strong diffusion anisotropy induces the large vibration of particles, subsequently, the system goes into a disordered state. In the presence of the strong-coupling, particles with weak diffusion anisotropy can freeze into hexagonal crystals. Thus, there exists a solid-liquid transition. With the degree of diffusion anisotropy increasing, the transition points are shifted to the stronger-coupled region. A competition between the degree of diffusion anisotropy and coupling strength widens the transition region where the heterogeneous structures coexist, which results in a broad-peak probability distribution curve for the local order parameter. Our study may be helpful for the experiments related to the phase behavior in statistical physics, materials science and biophysical systems.     

基于核各向异性扩散的红外小目标检测

为了减少红外图像中背景边缘对检测的影响,提出了一种具有鲁棒性的弱小目标检测算法,该算法利用核各向异性扩散模型进行背景预测,再与原图像差分实现弱小目标检测。为了提高算法的自适应能力,提出了一种鲁棒性扩散系数,能够根据图像背景的起伏程度自适应调整扩散系数曲线的陡峭程度。实验结果表明,与现有的检测算法相比,该算法能够在不同类型的复杂背景下有效抑制背景及其边缘,保留目标大小,降低虚警率,具有更强的鲁棒性。     

基于核各向异性扩散的红外小目标检测

为了减少红外图像中背景边缘对检测的影响,提出了一种具有鲁棒性的弱小目标检测算法,该算法利用核各向异性扩散模型进行背景预测,再与原图像差分实现弱小目标检测。为了提高算法的自适应能力,提出了一种鲁棒性扩散系数,能够根据图像背景的起伏程度自适应调整扩散系数曲线的陡峭程度。实验结果表明,与现有的检测算法相比,该算法能够在不同类型的复杂背景下有效抑制背景及其边缘,保留目标大小,降低虚警率,具有更强的鲁棒性。     

基于散斑抑制的合成孔径激光成像雷达的结构和工作模式

目标漫反射产生的激光回波散斑效应严重影响合成孔径激光成像雷达(SAIL)的成像质量。在体系结构上提出了抑制散斑效应的系统性解决方案,建立了SAIL结构和工作模式设计的理论基础。研究了SAIL中与目标分辨单元尺寸、啁啾波长变化、目标相关性质和接收面光强随机分布有关的散斑统计特性。定义了SAIL光学接收天线的散斑孔径积分场复相干函数,它是天线孔径相关函数和目标分辨单元相关因子的卷积,其宽度就是可实现的孔径合成长度,给出了实现较大的孔径合成长度的发射口径、接收口径和实际孔径合成长度的设计原则,发现和分析了由啁啾散斑移动产生的拍频信号波动。最后建议采用滑动聚束模式来有效使用散斑效应造成较短的孔径合成尺度,因为其光束扫描宽度对SAIL移动距离有放大作用。同时也提出了具有多发射机/多接收机的多通道结构以提高回波散斑光场的探测率。