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数字图像的局部分数阶微分增强

四川大学学报（工程科学版） 2016年第4期48卷 115-122页

作者：陈庆利黄果门涛张秀琼秦洪英王明蓉乐山师范学院互联网自然语言智能处理四川省高等学校重点实验室四川乐山614004

为了扩展传统分数阶微分在图像增强处理中微分阶次的范围,改善传统分数阶微分对图像亮度增强不甚理想的问题,提出一种局部分数阶微分增强图像算法。根据局部分数阶微分理论,建立了数字图像的分数阶微分增强分算法。然后构造了新的数字... 详细信息

为了扩展传统分数阶微分在图像增强处理中微分阶次的范围,改善传统分数阶微分对图像亮度增强不甚理想的问题,提出一种局部分数阶微分增强图像算法。根据局部分数阶微分理论,建立了数字图像的分数阶微分增强分算法。然后构造了新的数字图像分数阶微分增强模板,在该模板中增加亮度控制函数得到边缘、纹理和对比度同时增强的分数阶微分增强算法。实验表明,该方法能扩大分数阶微分在图像增强处理中阶次的范围;不但能很好地增强图像的边缘、纹理和轮廓等信息,又能明显改善图像的对比度和亮度,增强图像的视觉效果优于传统的分数阶微分增强方法的视觉效果。

关键词：图像增强分数阶微分局部分数阶微分分数阶微分模板对比度增强

基于视觉特性的Riemann-Liouville分数阶图像增强

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四川大学学报（工程科学版） 2012年第1期44卷 99-105页

作者：陈庆利黄果孙锐舒勇蒲亦非周激流乐山师范学院计算机科学学院四川乐山614004 四川大学计算机学院四川成都610065

为了解决Grünwald-Letnikov分数阶微分算法对彩色图像增强容易产生色彩失真以及传统方法增强效果不明显的问题,在分数阶微分视觉模型的基础上提出了一种基于Riemann-Liouville(R-L)分数阶微分的数字图像增强算法。首先讨论了数字图像... 详细信息

为了解决Grünwald-Letnikov分数阶微分算法对彩色图像增强容易产生色彩失真以及传统方法增强效果不明显的问题,在分数阶微分视觉模型的基础上提出了一种基于Riemann-Liouville(R-L)分数阶微分的数字图像增强算法。首先讨论了数字图像的分数阶微分视觉模型;接着在R-L分数阶微分方程的基础上构造了8个方向上的分数阶微分增强模板;并讨论了这些微分增强模板的数值运算规则;并在HSI色彩空间对I分量进行分数阶微分实现彩色图像的增强处理。实验表明本文方法具有非线性特性,对图像增强效果明显,且增强后的彩色图像无色彩失真现象。

关键词：图像增强分数阶微分视觉特性感受野分数阶微分模板

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分数阶微分图像细节增强方法研究

分数阶微分图像细节增强方法研究

作者：李帅石家庄铁道大学

学位级别：硕士

在图像细节增强中,为了改善图像的视觉效果,希望增强图像的高频分量,突出图像的纹理信息,同时平滑图像的低频分量,传统的图像细节增强算法,不能很好地解决增强图像纹理细节的同时去除图像噪声的矛盾。本文以分数阶微积分理论为基础,利... 详细信息

在图像细节增强中,为了改善图像的视觉效果,希望增强图像的高频分量,突出图像的纹理信息,同时平滑图像的低频分量,传统的图像细节增强算法,不能很好地解决增强图像纹理细节的同时去除图像噪声的矛盾。本文以分数阶微积分理论为基础,利用分数阶微分算子具有弱导数性质的优点,将其应用到图像细节增强领域中,分数阶微分使增强后的图像在突出纹理细节的同时非线性的保留图像中的平滑区域,使图像细节得到锐化,达到更好的视觉效果,分数阶微分在图像细节增强中应用效果显著。首先,阐述了分数阶微积分理论在图像处理中的应用,详细介绍了其在图像处理领域的发展现状。对分数阶微积分的基本理论进行分析,给出了分数阶微积分几种常用的时域定义,介绍了用于图像细节增强的经典分数阶微分算子Tiansi,该算子相对于整数阶微分算子有更好的微分特性。其次,针对Tiansi算子在个别像素点会把纹理区域作为平滑区域处理从而达不到增强效果这一局限性,提出了两种改进的算子。其中一种是改进的Tiansi算子,改进的Tiansi算子一方面依然保留了分数阶良好的微分特性,另一方面在图像的平滑区域中,处理后的像素值变化小,而在纹理区域中,处理后的像素变化更大。另一种是改进的分数阶微分算子,推导出二元函数在某方向的泰勒展开式,然后结合分数阶微积分G-L定义推导出分数阶微分在某方向的泰勒展开式,从而构造出一种改进的分数阶微分算子,这种改进的分数阶微分算子充分利用待处理像素点的周围信息,克服了Tiansi算子欠增强的问题,获得了较好的图像细节增强效果。然后,针对分数阶微分算子需通过多次实验确定最佳微分阶次的现状,结合图像的局部特征信息,构建了具有自适应能力的分数阶阶次模型,节省了人工寻求最佳分数阶阶次的时间,并获得了比原图像更丰富的细节信息。最后,在上述理论的基础上,本文引入几种客观评价指标对处理后的图像进行质量评价,包括信息熵、平均梯度、图像对比度等客观评价指标。分别对雾霾天气和夜间场景两种类型图像进行图像细节增强实验,分析实验结果最后证实本文提出的算法在细节增强方面取得了很好的效果,证明了本文算法的有效性以及适用性。

关键词：图像细节增强分数阶微分模板 Tiansi算子自适应微分阶次

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分数阶微分在图像增强中的应用研究

分数阶微分在图像增强中的应用研究

作者：吴瑞芳广西民族大学

学位级别：硕士

分数阶微分理论应用于图像增强是数字图像增强中一种新兴的处理方法。随着分数阶微积分理论的逐渐成熟，其弱导数性质在图像的底层处理阶段显示了他的优越性。因此，可以利用分数阶微分的基本性质对图像进行滤波，增强高频信息非线性的... 详细信息

分数阶微分理论应用于图像增强是数字图像增强中一种新兴的处理方法。随着分数阶微积分理论的逐渐成熟，其弱导数性质在图像的底层处理阶段显示了他的优越性。因此，可以利用分数阶微分的基本性质对图像进行滤波，增强高频信息非线性的保留中低频信息，使图像的纹理细节部分得到锐化，以期望达到更好的视觉效果。针对目前分数阶微分图像增强算法缺乏对图像自身信息特征的考虑使滤波缺乏灵活性的缺点，提出了一种基于局部特征的分数阶微分图像增强方法;从频率响应图的特征角度来分析现有分数阶微分模板频率响应图的特征。针对分数阶微分Tiansi算子对中低频信息增强太弱的缺点，提出了一种改进的Tiasni算子的图像增强方法。主要创新工作如下： (1)提出了基于局部特征的分数阶微分图像增强方法，该方法能够根据图像的局部信息来灵活的滤波。首先在3×3对称分数阶微分模板的基础上找出与拉普拉斯模板的关系，从而得到加权的拉普拉斯模板表示的分数阶微分模板;然后根据图像的局部均值与标准差的关系对加权的拉普拉斯模板进一步改进，得到基于局部特征的分数阶微分图像增强方法，他使分数阶图像增强模板能够根据局部特征灵活地进行滤波。 (2)对已有图像增强模板的频率响应图进行分析，发现影响图像增强效果的根本原因是保证高频信息通过时没有更多的保留低频信息。对分数阶微分Tiansi算子的频率响应图及滤波效果对比分析，发现已有分数阶微分Tiansi算子滤波效果图的全局平均灰度值较低，原因在于低频信息保留太少。为此对已有分数阶微分Tiansi算子的模板做了调整，调高低频信息通过率，提出一种新的改进分数阶微分Tiansi算子的图像增强方法。实验结果得出最新改进的分数阶微分Tiansi算法的视觉效果较好。

关键词：图像增强分数阶微分模板拉普拉斯模板频率响应

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改进的分数阶微分Tiansi算子图像增强

广西民族大学学报（自然科学版） 2013年第3期19卷 58-63页

作者：吴瑞芳宣士斌荆奇广西民族大学信息科学与工程学院广西南宁530006 广西混杂计算与集成电路设计分析重点实验室广西南宁530006

为了提升图像纹理细节的信息,对已有图像增强模板的频率响应图进行特征分析,发现影响增强效果的根本原因是保证高频信息通过的同时更多的保留了低频信息.对分数阶微分Tiansi算子模板的频率响应图及滤波效果做了对比分析,发现已有分数阶... 详细信息

为了提升图像纹理细节的信息,对已有图像增强模板的频率响应图进行特征分析,发现影响增强效果的根本原因是保证高频信息通过的同时更多的保留了低频信息.对分数阶微分Tiansi算子模板的频率响应图及滤波效果做了对比分析,发现已有分数阶微分Tiansi算子滤波效果图的全局平均灰度较低,视觉效果较差,原因在于低频信息保留太少.为此对已有分数阶微分Tiansi算子的模板做了调整,提高低频信息的通过率,得到新的分数阶微分Tiansi算子.实验表明改进的算子比其他的算法增强效果好.

关键词：频率响应分数阶微分模板分数阶积分模板图像增强