噪声图像分割的全局凸优化变分模型

基于二值标记函数及图像噪声分布模型建立了两相图像分割的全局凸优化变分模型。其能量泛函的数据项基于通用的概率分布函数,分割轮廓线的长度用标记函数的总变差近似。在交替优化过程中,当区域参数估计出后,采用凸松弛和阈值化技术计算标记函数实现全局优化,并设计了该全局凸优化模型的快速Split Bregman算法。作为实例,本文实现了基于高斯分布、瑞利分布、泊松分布及伽马分布模型的两相图像分割。     

含Euler弹性项图像修复变分模型的快速Split Bregman算法

在图像修复的变分模型中引入Euler弹性项可有效修复大破损区域,但直接对该模型变分将导致高阶偏微分方程,其离散差分格式复杂、计算效率低.本文通过引入多个辅助变量和Bregman迭代参数将原模型转化为简单的Split Bregman迭代优化模型,并采用交替优化方法得到关于原变量和辅助变量一系列简单的Euler-Lagrange方程或广义软阈值公式.最后通过多个实验验证了算法的有效性.     

基于非局部均值去噪算法的PM模型及其Split-Bregman迭代实现

基于偏微分方程能量变分模型中规则项的设计,将传统的基于梯度的PM模型与非局部均值算法相结合,对加性噪声进行去噪在最小化非局部PM模型能量函数的过程中,分别运用原始算法和Split-Bregman迭代算法进行了数值运算,结果表明,两种方法均取得到了较好的修复效果。     

隐式开曲面上图像噪声去除的变分模型及其SplitBregman算法

采用符号距离函数的零水平集与另一特征函数取值为1的点的交集表达隐式开曲面,借助于内蕴梯度、内蕴散度等概念,建立了开曲面上图像噪声去除的非线性扩散变分模型。通过引入辅助变量和Bregman迭代参数,设计了所提出模型的SplitBregman算法。最终求解所导出的简单梯度降方程和解析形式的近似广义软阈值公式,实现简单、计算效率高。最后通过多个数值算例对所提出的模型和算法的去噪效果进行了验证。     

基于Curvelet变换和非局部TV模型的图像去噪

为解决Curvelet图像去噪所产生的"环绕"效应以及非局部TV模型去噪过度平滑而无法保持细小纹理的问题,本文提出了一种基于Curvelet变换与非局部TV模型相结合的图像去噪方法(Curvelet and Non-Local TV,CNL-TV)。该方法首先对含噪图像进行Curvelet变换,将其分解成不同尺度的图像;其次根据每层图像的特性,选择合适的非局部TV模型参数分别进行处理;最后将处理后的每层图像融合。实验结果表明,该算法不仅能够有效地减少噪声,消除Curvelet去噪产生的"环绕"效应,而且最大程度地保持了图像中的细小纹理成分。通过比较不同方法所得结果的峰值信噪比,验证了算法的有效性。     

图像多相分割的变分水平集方法

基于通用的区域模型和通用的区域划分特征函数提出了一种图像多相分割的变分水平集模型,其中区域模型基于图像噪声分布的最大后验概率,特征函数的定义基于水平集函数的Heaviside函数及区域编号的二进制表达.实现了用N个水平集函数划分2N个区域的划分策略.在能量泛函中增加了水平集函数作为符号距离函数的惩罚项,避免了水平集函数重新初始化的过程.相应的演化方程采用半隐式差分格式进行离散,并给出数值算例进行验证.     

基于OpenGL的火炮膛内压力变化的动画仿真

以火炮膛内压力变化为例,分析了内弹道过程中火炮膛内压力的变化过程,介绍了压力数据的获取方法,介绍了利用OpenGL实现火炮膛内压力变化动画仿真的过程,给出了部分仿真结果并作了分析。通过动画,可直观地观察出火炮膛内压力分布的变化过程。     

基于梯度和拉普拉斯算子的图像扩散变分模型

采用图像扩散的变分方法可以有效地设计边缘保持或增强的图像恢复模型。传统的模型往往基于图像强度的梯度,所得到的结果在本该光滑的区域具有明显的阶梯效应。为此,提出了基于梯度和拉普拉斯算子的图像扩散变分模型,以期实现在对图像进行噪声去除的同时,保持或增强图像的边缘,并消除单纯基于梯度模型导致图像光滑区域的阶梯效应。对变分模型中光滑项的设计,首先针对一维模型的分析得出基于梯度和拉普拉斯算子模型向前、后扩散的条件,然后将其推广到二维图像扩散,并在设计的有限差分方法基础上,对所提模型的有效性进行了实验验证,效果良好。     

智能录播系统中站立人脸检测定位的实现

针对智能录播系统中站立检测的现状和需求,提出了一种站立人脸的检测定位算法。算法通过帧差法确定活动区域,然后对活动区域光照补偿、肤色检测初步筛选人脸区域,结合人脸特征以及人脸面积占比等,综合区域划分,实现了站立人脸的检测定位。实验结果表明,该算法具有较高的检测准确率和鲁棒性。     

CT影像中的主动脉血管钙化检测

为了准确定位CT影像中主动脉血管部分并分割出钙化点,运用图像分割中基于区域的分割技术,提出一种新的分割方法。首先通过连通域分割过滤掉骨骼部位的影响,获得只含有主动脉血管部位的图像,然后通过阈值分割即可获得钙化点部位图像,并计算得到钙化程度。实验结果表明:该方法与医学实践有较高的一致性,并可实现全自动。