基于稀疏表示和低秩矩阵逼近的图像去噪算法的研究

提出了一种基于稀疏表示和低秩矩阵逼近的图像去噪算法:首先,通过对图像块的数据矩阵进行奇异值分解和全局子空间分析,确定信号子空间和噪声子空间;其次,利用图像块与信号子空间的距离寻找相似块,并将相似块分组为训练样本;再次,对相似块矩阵进行奇异值分解,并确定表示相似块的奇异向量;最后,去除表示噪声的基.实验结果表明,该算法能...     

基于低秩投影与稀疏表示的人脸识别算法

当训练和测试图像同时受到污损时,人脸识别的性能会急剧下降。为了解决这一问题,提出了一种新的人脸识别算法。首先利用鲁棒主成分分析(robust principal component analysis,RPCA)方法得到训练样本的低秩部分;然后基于原始训练样本及其低秩部分得到低秩投影矩阵,该矩阵可以对存在污损的测试图像进行恢复;最后使用稀疏表示分类(sparse representation based classification,SRC)算法对恢复后的测试图像进行分类。在两个公开数据库上进行实验,实验结果证明了本文算法的有效性,同时识别性能优于SRC及线性回归分类(linear regression classification,LRC)方法,能在一定程度上处理样本数据受到污损的情况。     

稀疏低秩协同正则优化及航空轴承故障诊断

航空发动机振动测点少,主轴轴承微弱的故障特征信息被多源非高斯噪声干扰所淹没,难以有效诊断。针对该问题,首先分析了整机振动信号源成分的表征机制,揭示了故障特征信号在特定二维变换空间的低秩先验以及谐波干扰信号在频域的稀疏先验,进而分别构建了特征信息的空域低秩正则函数和谐波干扰信号的谱域稀疏正则函数,通过协同空域和谱域的两类正则函数,提出了稀疏低秩协同正则优化算法。所提算法基于故障信号和干扰信号在不同变换空间的结构差异性,将两类信号分别在两个完全不耦合的空间进行表示和正则,解决了目前稀疏分解算法难以构造高度不耦合字典的瓶颈问题。仿真分析表明,所提算法可实现冲击特征、谐波干扰信号和高斯噪声这3种成分的解耦,从而可靠提取轴承微弱的冲击故障模式。两组航空轴承实验表明,所提算法不仅可实现运行转速为1 800 r/min、剥落面积为1.0 mm²的航空轴承故障诊断,并且可有效识别加速疲劳寿命实验中轴承故障萌生初期的特征信息。     

基于阈值邻域均值的医学超声图像去噪算法

针对含有高密度椒盐和高斯噪声的医学超声图像去噪中细节信息保留不够,图像较模糊问题,提出了一种阈值邻域均值算法。该方法首先通过阈值策略法对指定邻域内像素加权均值与其中任一像素灰度值大小进行比较判断,然后将大于阈值的像素剔除,而小的作为有用信息输出,最后运用该方法对含有高密度椒盐和高斯噪声的医学影像图像进行去噪实现设计。仿真实验表明,阈值邻域均值算法对胰腺超声图像的高密度椒盐和高斯噪声抑制力强,计算速度快,峰值信噪比大于单纯的中值和均值算法,去噪后的图像质量更佳。     

基于低秩稀疏表示的子空间学习研究综述

以基于低秩稀疏表示的子空间学习为研究对象,对近几年的相关研究工作进行了归纳总结.首先,阐述了子空间学习及低秩稀疏表示的概念;然后,根据迭代更新的方法,将基于低秩稀疏表示的子空间学习分为基于矩阵分解的子空间学习和基于谱聚类的子空间学习两大类;其次,对它们各自算法的核心思想进行了详细介绍,并对这些算法的优缺点进行了对比分析...     

基于低秩类间稀疏判别最小二乘回归的图像分类

在多分类任务中基于最小二乘回归(least squares regression,LSR)的分类器是有效的,但大多数现有方法因使用有限的投影而损失许多判别信息,有的算法只关注样本与目标矩阵的精确拟合而忽略了过拟合问题。为了解决这些问题并提高分类性能,本文提出了一种基于低秩类间稀疏性的判别最小二乘回归(low-rank inter-class sparsity discriminative least squares regression,LRICSDLSR)的多类图像的分类方法。在判别最小二乘回归模型中引入类间稀疏性约束,使得来自同一类的样本间隔大大减小,而来自不同类的样本的间隔增大;对由非负松弛矩阵获得的松弛标签施加低秩约束,以提高其类内紧凑性和相似性;在学习标签上引入了一个额外的正则化项,以避免过拟合问题。实验结果表明,这3个改进有助于学习明显的回归投影,从而实现更好的分类性能。     

基于PCNN的小波域超声医学图像去噪方法

在分析小波去噪和脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural networks,简称为PCNN)去噪优缺点的基础上,提出一种基于PCNN的小波域超声医学图像去噪方法(a method of medical ultrasonicimage de-noising based on PCNN in the Wavelet Domain,简称为PCNN-WD).该方法先对小波系数进行相应的预处理,然后应用PCNN在小波域中修改小波系数,以达到去噪的目的,并且该方法能够自动地设定阈值和修改小波系数的步长.实验结果表明,该方法可以有效地去除斑点噪声,并很好地保留图像细节和图像边缘.     

基于非凸范数的低维图像去噪问题研究

基于传统低秩去噪模型,利用非凸函数对模型中的秩函数进行替换,取得了对秩函数更好近似的效果.对于非凸问题的求解,利用凹函数超梯度定义,对原始问题进行松弛,得到松弛问题的显式解.实验表明,提出的非凸去噪方法相比传统方法具有更好的去噪效果.     

低秩矩阵和结构化稀疏分解的视频背景差分方法

针对基于矩阵分解的视频前景检测传统算法中忽视前景元素之间相关性会导致检测结果容易受噪声干扰和运动目标检测不完整等问题,提出了一个低秩矩阵和结构化稀疏分解的视频背景差分算法。该算法充分考虑到视频前景区域的结构化分布特征,利用结构化稀疏范数对前景进行约束;针对矩阵分解方法中参数选择的难题,采用了一种基于运动显著性判定的两步法来实现动态背景去除和正则化参数的自适应选择,即第一步利用低秩和结构化稀疏分解获得运动候选块,第二步对运动候选块进行显著性分析并利用自适应正则化参数的块稀疏分解进行前景检测。实验结果表明:与现有的基于矩阵分解的前景检测方法相比,该算法能够更加适应复杂多变的视频环境,在I2R测试库中检测出的前景有较高的精确度和召回率。     

基于潜在低秩图判别分析的高光谱分类

提出一种基于潜在低秩图判别分析（LatLGDA）算法,利用数据的自表示对数据的列表示系数矩阵和行表示系数矩阵同时施加低秩约束,得到保留数据结构的亲和矩阵,再与图嵌入模型相结合实现高光谱图像的流形降维并进行分类。与其他基于稀疏图或稀疏低秩图的高光谱特征提取算法相比,LatLGDA可利用数据的行信息弥补列信息的不足或缺失,对噪音的抗干扰能力更强;在真实数据集上的实验结果表明,LatLGDA算法具有较高的分类精度和运算效率,应用前景广阔。     

非负稀疏编码收缩法的自然图像消噪

非负稀疏编码（NNSC）算法仅依赖自然图像数据的统计特性,具有自适应性.利用NNSC算法可以成功地提取自然图像的特征基向量;作为对特征基的一个实际应用,提出了一种新颖的用非负稀疏编码收缩技术消除自然图像中的高斯加性噪声的方法.实验表明,提取的特征基向量在时域和频域上都有方向性和局部性,表现了输入自然图像的边缘特性;而且与独立分量分析（ICA）法相比,NNSC法提取的特征基有更清晰的边缘特征.目视效果和归一化信噪比证明了NNSC收缩法的消噪效果要优于稀疏编码（或ICA）收缩法、小波收缩法和Wiener滤波等方法.     

基于小波线性最小均方误差的红外图像去噪

根据小波多尺度线性最小均方误差估计方案的小波基选择标准来确定最佳小波基.在此基础上,对红外图像中的散斑噪声运用取对数方案,并进行硬阈值处理,从而达到去噪目的.     

基于Perona-Malik模型改进的图像去噪方法

结合冲击滤波器和Perona-Malik(P-M)模型提出一种新的图像去噪模型,在增强图像细节的同时,能够抑制噪声的放大和过冲现象,同时给出的扩散函数可以使模型达到更好的图像去噪效果。仿真结果表明,使用本文模型进行去噪处理后得到的图像在视觉效果和客观评价标准方面均优于P-M模型、CLMC模型以及传统的模型,在去除噪声的同时,能够更好地保留图像的细节和边缘特征。     

基于Perona-Malik模型改进的图像去噪方法

结合冲击滤波器和Perona-Malik(P-M)模型提出一种新的图像去噪模型,在增强图像细节的同时,能够抑制噪声的放大和过冲现象,同时给出的扩散函数可以使模型达到更好的图像去噪效果。仿真结果表明,使用本文模型进行去噪处理后得到的图像在视觉效果和客观评价标准方面均优于P-M模型、CLMC模型以及传统的模型,在去除噪声的同时,能够更好地保留图像的细节和边缘特征。     

一种改进K-SVD稀疏表示图像去噪算法

为解决传统K-奇异值分解(K-SVD)算法字典训练耗时过长以及低信噪比情形下去噪效果不佳的问题,提出了一种改进算法。首先将原始含噪图像进行高低频分离,然后对图像的高频部分使用基于残差比阈值的批量正交匹配追踪算法(Batch-OMP)实现稀疏重构,最后将图像的高低频部分叠加完成最终的去噪。实验结果表明,相较于小波变换去噪、DCT稀疏表示去噪以及传统K-SVD稀疏表示去噪,改进的算法能够更好地保留图像的边缘轮廓信息,并且去噪时间明显缩短。     

墙地砖图像的去噪研究

对墙地砖图像去噪从理论和实验两个角度进行了深入的分析和讨论．首次提出了,采用微分算子边缘检测结果进行去噪性能评判的方法,通过三种途径对去噪性能进行了评价．     

基于谱特征参数的图像稀疏降噪

提出一种基于谱特征参数的图像稀疏降噪算法。其采用稀疏重构理论为图像降噪框架,并将图论中的谱特征参数作为一约束条件,以有效克服传统稀疏重构中稀疏解不稳定的问题。该降噪算法将噪声图像块作为基础元素进行关系图构建,进而得到邻接矩阵。然后,求解该邻接矩阵对应的拉普拉斯矩阵,并对其进行特征分解,得到对应的特征向量,即谱特征参数。最后,将图像块矩阵与一定数目该高频谱特征参数所组成矩阵的乘积作为稀疏模型的正则项形成提出的算法模型。实验结果表明,与基于K-SVD的稀疏表示降噪算法相比,在相同参数的情况下提出的算法在多种类型噪声下对多幅图像的降噪效果都有着显著的提高。     

基于SURE-LET和非张量积小波的遥感图像去噪

针对遥感图像中的高斯噪声,提出了基于SURE-LET和非张量积小波的去噪方法,主要包括图像在非张量积小波下的分解、各个子带在不同阈值函数下的处理以及它们最优的线性组合3个步骤．通过选择合适的非张量积小波滤波器参数,使无噪遥感图像和噪声在变换分解中得到的小波系数分离较好,去除噪声对应的小波系数时被去除的无噪图像对应的小波系数较少,从而取得更好的去噪效果．实验结果表明：此方法用于高斯噪声的遥感图像的去噪不仅速度很快,而且去噪效果优于传统基于张量积小波的SURE-LET方法．     

基于结构纹理分解的图像去噪方法

针对图像去噪时,细小的边缘和纹理容易被磨光,及其线状结构容易被破坏,提出一种基于结构纹理分解的图像去噪方法。首先用Vese-Osher模型将噪声图像分解为结构部分和纹理部分,然后用改进的P-M扩散和相干增强扩散结合方法对纹理部分去噪,最后重新组合结构部分和去噪后的纹理部分,得到最终去噪的图像。数值试验结果表明,方法有效提高了图像去噪的质量,较好地保护了边缘、纹理信息,恢复其光滑的线状结构。