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基于非线性复扩散耦合冲激滤波器的图像放大算法研究

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通信学报 2014年第2期35卷 1-8页

作者：席志红海涛哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001 南阳师范学院物理与电子工程学院河南南阳473000

为了提高放大算法的适应性,采用改进的非线性复扩散和自适应冲激滤波器,提出了一种图像放大方法。根据像素局部方差进行自适应改变扩散门限,扩散图像的虚部除以扩散时间以消除扩散时间的影响,特别是初期扩散近似线性扩散的特性,得到改... 详细信息

为了提高放大算法的适应性,采用改进的非线性复扩散和自适应冲激滤波器,提出了一种图像放大方法。根据像素局部方差进行自适应改变扩散门限,扩散图像的虚部除以扩散时间以消除扩散时间的影响,特别是初期扩散近似线性扩散的特性,得到改进的复扩散模型耦合冲激滤波器进行无噪图像放大。对于噪声图像放大,根据像素局部方差进行自适应非线性复扩散,耦合局部方差约束的冲激滤波器增强模糊的图像边缘和细节。自适应非线性复扩散通过局部方差和图像二阶导数相结合分辨边缘和噪声,对噪声进行平滑的同时保持边缘,克服了复扩散不能分辨噪声和边缘的缺陷,同时保持复扩散保护斜坡结构,免除阶梯效应的优点。仿真实验验证了所提算法不仅对无噪图像有较好的放大效果,而且对一定范围的噪声图像也有较好的放大效果。

关键词：局部方差振动滤波器非线性复扩散图像放大图像插值自适应复扩散

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基于格林函数的动态范围压缩算法

计算机辅助设计与图形学学报 2014年第4期26卷 581-589页

作者：席志红赵蓝飞哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001

为了解决高动态范围图像存在的视觉效果较差以及细节不突出的缺陷,提出一种基于格林函数的动态范围压缩算法.该算法通过稀疏表示将图像分割为多个亮度差异较大的不规则区域;并通过计算各区域的地球移动距离匹配出阴影与高光区域的相似区... 详细信息

为了解决高动态范围图像存在的视觉效果较差以及细节不突出的缺陷,提出一种基于格林函数的动态范围压缩算法.该算法通过稀疏表示将图像分割为多个亮度差异较大的不规则区域;并通过计算各区域的地球移动距离匹配出阴影与高光区域的相似区域;最后提出一种构造不规则区域格林函数的数值解法,结合边界条件,通过曲线积分得到适于显示的低动态范围图像.实验结果表明,稀疏表示抑制了由曲线积分产生的累积误差,数值解法在压缩动态范围的同时有效地增强了图像的细节信息,生成的图像视觉效果较好,清晰度较高.

关键词：高动态范围图像梯度域 retinex 泊松方程格林函数电像法

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基于深度跳跃级联的图像超分辨率重建

光学学报 2019年第7期39卷 235-244页

作者：袁昆鹏席志红哈尔滨工程大学信息与通信工程学院

针对模型VDSR(very deep super resolution)收敛速度慢,训练前需要对原始图像进行预处理,以及网络中存在的冗余性等问题,提出了一种基于深度跳跃级联的单幅图像超分辨率重建(DCSR)算法。DCSR算法省去了图像预处理,直接在低分辨率图像上... 详细信息

针对模型VDSR(very deep super resolution)收敛速度慢,训练前需要对原始图像进行预处理,以及网络中存在的冗余性等问题,提出了一种基于深度跳跃级联的单幅图像超分辨率重建(DCSR)算法。DCSR算法省去了图像预处理,直接在低分辨率图像上提取浅层特征,并使用亚像素卷积对图像进行放大;通过使用跳跃级联块可以充分利用每个卷积层提取到图像特征,实现特征重用,减少网络的冗余性。网络的跳跃级联块可以直接从输出到每一层建立短连接,加快网络的收敛速度,缓解梯度消失问题。实验结果表明,在几种公开数据集上,所提算法的峰值信噪比、结构相似度值均高于现有的几种算法,充分证明了所提算法的出色性能。

关键词：机器视觉超分辨率深度学习跳跃级联梯度消失特征复用亚像素卷积冗余性

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基于三次样条插值的高动态范围成像方法

计算机辅助设计与图形学学报 2015年第7期27卷 1278-1289页

作者：赵蓝飞席志红哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001

针对由传统的相机响应函数标定法合成的高动态范围图像质量较差的问题,提出一种有效的高动态范围成像算法.首先根据多曝光图像灰度变化的特点,通过三次样条插值将相机响应函数标定问题转化为求解一个线性三对角线性方程组;然后根据拍摄... 详细信息

针对由传统的相机响应函数标定法合成的高动态范围图像质量较差的问题,提出一种有效的高动态范围成像算法.首先根据多曝光图像灰度变化的特点,通过三次样条插值将相机响应函数标定问题转化为求解一个线性三对角线性方程组;然后根据拍摄场景动态范围的变化情况,通过手动调整曝光的方式使多曝光图像大部分像素的正序或倒序的灰度变化趋于恒定,再通过逐点递推的方式求出三次样条函数各离散端点的二阶导数,拟合出相机响应曲线;最后根据已选定的基准点并结合已标定的相机响应曲线恢复出单位曝光度下像素对应的曝光时间,即真实的亮度辐射值.实验结果表明,三次样条插值能够有效地提高图像的局部细节以及图像整体的清晰度,递推法简化了求解线性方程组烦琐的计算步骤,降低了算法的整体运算时间.

关键词：多曝光图像高动态范围成像三次样条插值相机响应函数递推法

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基于mean shift的光晕抑制算法

系统工程与电子技术 2013年第7期35卷 1558-1563页

作者：赵蓝飞席志红哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对单尺度Retinex(single scale retinex,SSR)算法在图像边缘附近容易产生光晕现象,提出了一种基于均值漂移(mean shift,MS)算法的自适应滤波光照估计算法。该算法根据MS算法得到的先验知识,在图像边缘附近自适应地改变滤波器的形状,... 详细信息

针对单尺度Retinex(single scale retinex,SSR)算法在图像边缘附近容易产生光晕现象,提出了一种基于均值漂移(mean shift,MS)算法的自适应滤波光照估计算法。该算法根据MS算法得到的先验知识,在图像边缘附近自适应地改变滤波器的形状,从而达到抑制光晕的目的。实验表明该算法不仅能够有效地提高图像的对比度,而且相比于其他算法,该算法收敛速度较快,图像主观效果较好。

关键词： Retinex 对比度光晕均值偏移自适应滤波

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结合SURF的数字稳像技术

计算机辅助设计与图形学学报 2014年第2期26卷 241-247页

作者：初守艳席志红哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001

为了快速准确地稳定视频图像,提出以加速鲁棒特征(SURF)为基础的数字稳像技术.首先针对SURF不适合实时应用的缺陷,根据实际需要和图像尺寸选择皇后模板抽样或者熵值预判来减少建立特征描述子的时间;其次采用基于向量内积的最近邻和次近... 详细信息

为了快速准确地稳定视频图像,提出以加速鲁棒特征(SURF)为基础的数字稳像技术.首先针对SURF不适合实时应用的缺陷,根据实际需要和图像尺寸选择皇后模板抽样或者熵值预判来减少建立特征描述子的时间;其次采用基于向量内积的最近邻和次近邻距离比率的方法确定粗匹配结果,并根据特征点本身性质提出级联滤波算法,进一步去除局部匹配点对;最后采用迭代最小二乘法和仿射参数模型求解全局参数并进行反向补偿,得到稳定的视频图像.实验结果表明,该技术能达到有效稳定视频图像的目的,与原SURF算法相比运算时间有极大地提高.

关键词：数字稳像技术加速鲁棒特征皇后模板迭代最小二乘法

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改进Noble算子匹配的电子稳像法

光学精密工程 2014年第1期22卷 204-212页

作者：初守艳席志红哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001

考虑全局运动估计算法对电子稳像系统准确性和实时性的影响,提出了改进Noble算子匹配的电子稳像算法。该算法通过区域预选、特征匹配、参数求解和运动补偿四步操作稳定抖动视频。首先,根据全局运动一致性的特点,采用子块间的绝对差值提... 详细信息

考虑全局运动估计算法对电子稳像系统准确性和实时性的影响,提出了改进Noble算子匹配的电子稳像算法。该算法通过区域预选、特征匹配、参数求解和运动补偿四步操作稳定抖动视频。首先,根据全局运动一致性的特点,采用子块间的绝对差值提前剔除部分不可靠区域,并改进传统Noble算子的全局阈值部分,根据区域梯度均值自适应调整阈值,检测各保留区域的角点,以保证图像特征的空间均匀性分布;其次,根据特征点的邻域信息构造梯度方向描述子进行粗匹配运算,并利用最近邻次近邻比率和均值距离准则两步操作优化匹配集合;然后,结合运动模型求解全局参数;最后,选择卡尔曼滤波过程完成抖动图像的补偿处理。Matlab仿真结果证明:该算法能平均提高峰值信噪比2dB以上,当旋转角度小于5°时性能更为优异,能准确、快速地稳定视频图像。

关键词：电子稳像全局运动全局一致性特征匹配卡尔曼滤波

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多尺度模型结合改进前向后向扩散的图像放大

计算机辅助设计与图形学学报 2012年第9期24卷 1197-1203页

作者：席志红海涛肖易寒哈尔滨工程大学信息与通信学院哈尔滨150001 南阳师范学院物理与电子工程学院南阳473000

为了得到较好视觉质量的放大图像,提出一种图像放大方法.为了保证得到的放大图像完全满足图像退化模型的约束,在图像重建过程建立多尺度空间模型,利用拉普拉斯金字塔变换工具对图像零插值得到低分辨率空间的初始插值图像;对初始插值图... 详细信息

为了得到较好视觉质量的放大图像,提出一种图像放大方法.为了保证得到的放大图像完全满足图像退化模型的约束,在图像重建过程建立多尺度空间模型,利用拉普拉斯金字塔变换工具对图像零插值得到低分辨率空间的初始插值图像;对初始插值图像采用改进的前向后向非线性扩散得到图像的高分辨率分量,并把高分辨率分量利用拉普拉斯金字塔变换工具在空域中映射到高分辨率空间中,得到图像的高频细节和初始插值图像合成放大图像.该方法对前向后向非线性扩散进行了改进,在增强边缘的同时使边缘更加光滑.实验结果表明,文中方法能达到较显著的分辨率增强效果,比其他方法得到的图像边缘更加准确,减少了图像的不良人工效果,如边缘振铃、阶梯效应和边缘错位,而且计算复杂度低、运算速度较快.

关键词：拉普拉斯金字塔变换前向后向扩散非线性扩散图像放大图像插值

基于混合非线性偏微分方程扩散的可逆图像放大

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系统工程与电子技术 2013年第5期35卷 1098-1103页

作者：席志红海涛肖易寒哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001 南阳师范学院物理与电子工程学院河南南阳473000

综合应用冲激滤波器、改进的前向后向(forward and backward,FAB)扩散滤波器和全变差(total-variation,TV)扩散算法,提出一种双正交映射约束的混合偏微分方程扩散图像放大算法。改进的FAB滤波器能够很好地增强图像的小边缘,参数约束的... 详细信息

综合应用冲激滤波器、改进的前向后向(forward and backward,FAB)扩散滤波器和全变差(total-variation,TV)扩散算法,提出一种双正交映射约束的混合偏微分方程扩散图像放大算法。改进的FAB滤波器能够很好地增强图像的小边缘,参数约束的冲激滤波器可增强图像的强边缘,基于水平集方法实现的TV扩散可以消除边缘的锯齿波,使边缘光滑,所提算法综合以上优点。利用退化模型的低通滤波器的双正交滤波器得到一个空域双正交映射,放大图像完全满足退化模型,使放大图像对于退化模型可逆。仿真实验表明,与其他算法相比,所提算法有较好的性能,得到的放大图像更加自然,在弱边缘和中等强度边缘都有更好的视觉效果。

关键词：图像放大图像插值前向后向扩散非线性扩散冲激滤波器