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各向异性的多尺度边缘检测算法

激光与光电子学进展 2022年第4期59卷 274-282页

作者：郑恩壮钟宝江苏州大学计算机科学与技术学院江苏苏州215000

提出了一种各向异性的多尺度边缘检测算法。首先,在给定的多个尺度下分别应用各向异性的高斯滤波器获取图像的边缘强度图。然后,将所获取的多幅边缘强度图融合为一幅边缘分辨率高、拓散效应小的边缘强度图。最后,将融合的边缘强度图嵌入... 详细信息

提出了一种各向异性的多尺度边缘检测算法。首先,在给定的多个尺度下分别应用各向异性的高斯滤波器获取图像的边缘强度图。然后,将所获取的多幅边缘强度图融合为一幅边缘分辨率高、拓散效应小的边缘强度图。最后,将融合的边缘强度图嵌入到Canny边缘检测算法的框架中,获得最终的边缘检测结果。创新性地提出基于“信号平均”技术的多尺度融合策略,并从理论分析和数值实验角度解释了新策略相比于现有的“几何平均”融合策略所具有的优势。实验结果表明,所提算法通过使用多尺度融合策略,有效解决了各向异性滤波器在单一尺度下存在的边缘拓散问题,能够在保持稳健噪声鲁棒性的同时,获得了比现有算法更好的边缘检测效果。

关键词：测量边缘检测多尺度各向异性滤波器边缘强度图 Canny

基于物理学的改善粒子图像测速稳健光流方法研究

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电光与控制 2018年第10期25卷 62-67页

作者：郑佳王洪雁裴炳南大连大学辽宁省北斗高精度位置服务技术工程实验室辽宁大连116622

针对可视化流动图像边缘扩散及噪声和异常点影响使得光流计算稳健性较差的问题,提出一种基于物理学的稳健光流计算方法以改善光流计算稳健性。所提算法在基于物理学光流方法中引入各向异性滤波器以增强边缘光流稳健性,并增加惩罚因子以... 详细信息

针对可视化流动图像边缘扩散及噪声和异常点影响使得光流计算稳健性较差的问题,提出一种基于物理学的稳健光流计算方法以改善光流计算稳健性。所提算法在基于物理学光流方法中引入各向异性滤波器以增强边缘光流稳健性,并增加惩罚因子以减少噪声及异常点对光流计算的影响,而后基于变分方法极小化光流能量函数以求解欧拉-拉格朗日方程,最后通过迭代方法求得速度场。仿真结果表明,与传统的Lucas-Kanade,Horn-Schunck,金字塔Lucas-Kanade以及基于物理的光流计算方法相比,所提算法可显著减少边缘和角落区域光流扩散,改善针对噪声及异常点的稳健性,从而得到具有较好稳健性的速度场。

关键词：图像处理稳健性各向异性滤波器惩罚因子基于物理学的光流计算粒子图像测速

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基于DTI成像的神经纤维示踪系统的研究

基于DTI成像的神经纤维示踪系统的研究

作者：宋民亮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

现如今,神经性疾病和脑组织病变,在国内已经成为影响人们健康生活指数的一个重要因素,这些健康问题迫切需要得到解决。现代医学的深入研究,不仅有助于人类提高对神秘的神经系统的认知,而且为脑疾患的精确诊断和治愈提供帮助。因此,对脑... 详细信息

现如今,神经性疾病和脑组织病变,在国内已经成为影响人们健康生活指数的一个重要因素,这些健康问题迫切需要得到解决。现代医学的深入研究,不仅有助于人类提高对神秘的神经系统的认知,而且为脑疾患的精确诊断和治愈提供帮助。因此,对脑神经的生理特点及病变进行深入研究,在当下具有非常迫切的理论及现实意义。磁共振成像技术(MRI)的原理,对物体施加磁场,检测其所发射出的电磁波,通过电磁波大小可以描绘物体内部结构。磁共振成像技术迅速发展,其非入侵的技术特性,使其在医学图像领域上得到了广泛的应用。弥散张量成像(DTI)就是在磁共振成像技术的基础上延伸出来的另一种成像技术,通过水分子在大脑组织结构中的扩散特性的差异对大脑进行造影成像,并且能够反映出神经纤维的位置结构等信息,运用起来安全可靠,由此该技术在医学领域上得到十分广泛的应用,并且为临床诊断和神经系统研究提供了重要依据。由于现有技术的不完善和在获取图像的过程中,不可避免的引入噪声干扰。对于滤除噪声干扰,在获取图像之后变得十分重要。这样不仅能保证获取的弥散加权图像(DWI)的精度,也提高了后续得到弥散张量的准确性,从而保证神经纤维追踪结果和部分各向异性程度(FA)的可信赖程度。现有的DTI神经纤维示踪系统,例如DTIStudio,Track Vis等,并没有完善的图像预滤波过程,由此会导致神经追踪结果准确度的降低。为提高神经纤维追踪结果的准确性,本文提出了一个基于各向异性的多级滤波器,利用各向异性滤波器的良好的结构保护特性和高效的滤波性能,对DWI图像进行预滤波得到弥散张量场与FA图像,再对弥散张量场分解成的不同2D图像进行张量场的降噪处理,再通过对降噪后的弥散张量场计算,得到神经纤维追踪所需要的参数。其次,通过改进后的各向异性滤波器,由弥散张量控制各向异性滤波器的扩散方向,不仅避免传统各向同性滤波器模糊图像细节,而且也能够保证神经纤维的走向相关的像素点不被平滑掉,而有效保留下来。本文的滤波算法,通过仿真和临床数据的验证,能够有效的提高神经纤维追踪的准确度。最后,对以上的研究成果结合起来,在现有的基础上实现一个具有完整功能的系统,完成数据预的处理,神经追踪可视化和结果参数的分析。

关键词：神经纤维追踪图像去噪弥散张量成像各向异性滤波器

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磁共振弥散张量成像去噪算法的研究

磁共振弥散张量成像去噪算法的研究

作者：邵艳春哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

在磁共振的基础上，施加双极性梯度脉冲对分子的弥散运动进行编码，得到弥散加权图像（Diffusion Weighted Imaging，DWI），进而施加多个梯度方向获取DWI图像，得到每个体素的弥散张量的成像过程，称为磁共振弥散张量成像（Diffusion T... 详细信息

在磁共振的基础上，施加双极性梯度脉冲对分子的弥散运动进行编码，得到弥散加权图像（Diffusion Weighted Imaging，DWI），进而施加多个梯度方向获取DWI图像，得到每个体素的弥散张量的成像过程，称为磁共振弥散张量成像（Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging，DT-MRI/DTI）。 DTI是唯一可在活体显示脑白质纤维束的无创性成像方法，是研究脑功能、脑发育与诊断白质病变的一种重要工具，所以在理论研究和临床应用领域引起了极大关注。但是在获取DWI过程中由于噪声的影响，张量也往往包含了噪声干扰的成分，最终影响纤维追踪及部分各向异性（Fractional Anisotropy，FA）正确性。因此，对DWI图像进行去噪是进行理论和应用研究的关键步骤。目前，DTI图像去噪还没有形成一个统一“金标准”，为了寻求符合DTI图像特征的去噪方法，进行了本论文的研究工作。论文的研究工作主要如下：一方面，对DWI图像进行去噪算法的研究。研究了LPG-PCA（Local PixelGrouping-Principle Component Analysis）算法，根据DWI噪声的模型，本论文提出将LPG-PCA应用到DWI去噪中，和一些经典及新兴的算法进行对比，LPG-PCA方法在峰值信噪比上都高于其他算法，在边缘保护系数上能与其他相抗衡。更重要在于LPG-PCA去噪后的DWI图像计算得到主特征向量方向更加一致，所以本算法更有利于纤维追踪。但是同时存在着个别主特征向量的方向的走向不一致的情况，说明DWI滤除后还是存在一些噪声，使得计算的特征值和特征向量存在一些偏差，所以有必要对FA再进行去噪处理。另一方面，在DWI图像去噪的基础上对FA图像进行去噪算法的研究。基于体素分析（Voxel-Based Analysis，VBA）的FA图像之前预处理都是各向同性的高斯滤波器，而且都是基于FA进行去噪，噪声滤除是以模糊图像细节信息为代价。本论文提出先对DWI进行去噪，再用本文提出的各向异性滤波器对FA图像进行去噪，然后再进行VBA分析，本文从峰值信噪比和边缘保护系数两个方面验证了实施的可行性，能够为VBA分析提供高质量的图像数据。本文先在DWI去噪的基础上再FA进行去噪，能够取得很好地滤除噪声，并且能够较好的保护图像的细节信息，得到高质量的FA图像，利于后续的使用及分析。

关键词：弥散加权图像图像去噪 LPG-PCA 各向异性滤波器

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基于几何结构属性的多模态图像自动配准研究

基于几何结构属性的多模态图像自动配准研究

作者：李培长安大学

学位级别：硕士

传感器技术的进步促进了遥感技术的发展,各种模态的遥感影像数量日益增多。同时,单模态影像因为自身成像波段单一的局限性,越来越难满足日常需求。因此,综合利用多模态遥感影像进行优势互补十分有必要。多模态图像配准技术是综合利用多... 详细信息

传感器技术的进步促进了遥感技术的发展,各种模态的遥感影像数量日益增多。同时,单模态影像因为自身成像波段单一的局限性,越来越难满足日常需求。因此,综合利用多模态遥感影像进行优势互补十分有必要。多模态图像配准技术是综合利用多模态遥感影像的基础,也是目前遥感领域研究的热点。然而,不同的波段有着不同的光谱特性和辐射特性,所以多模态图像间存在显著的非线性强度差异。此外,传感器成像机制导致多模态图像不可避免的受噪声影响,引起图像退化。这些问题使得多模态图像配准中存在以下几个难点:高重复率特征提取、模态不变描述符构建、鲁棒的相似度准则以及高精度的配准效果。本文围绕多模态图像配准中存在的问题,提出了一些解决的方法,内容如下:(1)针对多模态图像上高重复率特征点难以提取和描述符鲁棒性较差这两个问题,本文提出了基于最大定向梯度(Max Orientation Gradient,MOG)的多模态图像配准方法。该方法从各向异性滤波器入手,构建出各向异性尺度空间(Anisotropic Scale Space,ASS)代替SIFT算法中的Do G尺度金字塔,在平滑噪声的同时保留边缘结构信息。在特征描述阶段,提出一种梯度定义方法MOG,能较好的抵抗图像间由局部几何和强度变化引起的畸变,可以捕捉细微的结构变化。基于MOG采用多邻域策略构建鲁棒的描述符,实现多模态图像的稳定配准。(2)基于特征的方法很难满足高精度的配准要求。为了达到高精度配准效果,可以采用基于区域的方法,但是基于区域的方法不能有效的处理图像间的几何畸变。而且,其中的局部描述符或相似度准则的鲁棒性不强,容易受噪声影响。针对上述问题,本文提出了一种基于混合模型的高精度多模态配准方法。预配准阶段采用改进的SIFT算法,大致对齐多模态图像对。在精配准阶段,采用各向异性结构张量来提取结构信息,构建密集描述符,具有较好的模态不变性以及抗噪性。在进行模板匹配时,采用张量方向平行度作为相似度准则能很好的解决多模态图像间存在的强度反转现象。为进一步加强相似度准则的鲁棒性,将张量方向平行度与梯度互信息相结合形成新的相似度准则,实现高精度的多模态图像配准效果。

关键词：多模态图像图像配准各向异性滤波器定向梯度通道结构张量互信息

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文摘

世界地震工程 1994年第4期 75-76+54页

作者：钟南萍

新西兰30年强震记录精华新西兰的强震记录已进行了30多年。地质与核科学研究所(IGNS)管理运行着由22个加速度仪和72个刻痕式加速度计组成的最大的仪器台网。在过去30年里,IGNS台网处理了2000多条记录,其中1600条与地震有关,这些记录... 详细信息

新西兰30年强震记录精华新西兰的强震记录已进行了30多年。地质与核科学研究所(IGNS)管理运行着由22个加速度仪和72个刻痕式加速度计组成的最大的仪器台网。在过去30年里,IGNS台网处理了2000多条记录,其中1600条与地震有关,这些记录构成了新西兰地震数据的主体,现在正应用于衰减规律和小区划的研究中。到目前为止,刻痕式加速度计和加速度仪记录的最大峰值地面加速度分别为0.6g(1968年伊南加华地震,里夫顿)和0.4g

关键词：峰值地面加速度加速度计加速度仪比力计各向异性滤波器地震波

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指纹图像增强算法研究

现代计算机 2003年第2期9卷 32-35页

作者：王锋李吉桂华南师范大学计算机系广州510631

本文根据笔者近年来的研究试验结果,指出了传统指纹图像增强算法的不足,以两种典型滤波算法为主,对近年来流行的基于方向场估计的滤波增强算法进行了分析和评价,并针对这两种算法的不足之处提出了一种新的算法思想。

关键词：指纹图像增强算法方向图 Gabor滤波器各向异性滤波器图像识别计算机

用各向异性空间滤波法做的各向同性希尔伯特变换

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应用光学 1988年第2期 16-19页

作者： Jorge Ojebda-Castaneda E.Jara 葛霞

我们提出一种用光学方法得到各向同性希尔伯特变换的空间滤波技术。空间滤波器是各向异性的。这里报导了实验结果。

关键词：空间滤波器希尔伯特变换积分变换各向异性滤波器

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文摘

世界地震工程 1995年第2期 84-86页

北美东北部地区地震的区域传播特征与震源参数利用1980～1990年间加拿大东部遥测台网(ECTN)记录的S波列的垂直分量,进行了震源、场地和传播特征的谱分析。整个数据集包括震级M=3～6之间97个地震的共1033条记录。震中距范围从15公里到1... 详细信息

北美东北部地区地震的区域传播特征与震源参数利用1980～1990年间加拿大东部遥测台网(ECTN)记录的S波列的垂直分量,进行了震源、场地和传播特征的谱分析。整个数据集包括震级M=3～6之间97个地震的共1033条记录。震中距范围从15公里到1000公里。而大多数记录的震中距是在200至800公里之间。记录到

关键词：震中距地震基本参数地震波数值模拟拐角频率震源特征各向异性滤波器缆索桥遥测台网地震台网传播特征文摘检索工具