基于自然圖像尺度不變特性的圖像增強(qiáng)技術(shù)研究.pdf

1、隨著圖像、視頻在人類通信交流中所占比重的不斷加大,人們對(duì)于圖像的質(zhì)量提出了更高的要求,因而圖像的處理受到了人們?cè)絹?lái)越多的重視。為了得到更加有效的圖像處理算法,自然圖像統(tǒng)計(jì)特性被人們關(guān)注和發(fā)現(xiàn),并被用于圖像處理領(lǐng)域中。在圖像的處理過(guò)程中,自然圖像的統(tǒng)計(jì)特性作為約束,來(lái)限制圖像處理的所得結(jié)果,使其更加逼近于原始的、真實(shí)的圖像。尺度不變統(tǒng)計(jì)特性,很早被人提出,作為一種重要的統(tǒng)計(jì)特性,其在圖像處理中具有重要的作用。本文主要對(duì)于自然圖像的尺度不變

2、統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行了分析研究,并將這些分析研究應(yīng)用在圖像恢復(fù)和圖像超分辨率處理中。本文的主要工作和創(chuàng)新之處在于:
　　1.自然圖像尺度不變建模分析。
　　第一,自然圖像尺度不變特性可以表現(xiàn)為不同尺度圖像在類導(dǎo)數(shù)濾波器作用下的相似的重尾分布,我們認(rèn)為如果不同尺度圖像的響應(yīng)分布越接近,那么該類導(dǎo)數(shù)濾波器越符合圖像的尺度不變特性。
　　第二,對(duì)于一幅自然圖像來(lái)說(shuō),它總是包含不同尺度的相同內(nèi)容,相對(duì)應(yīng)地,相同尺度的相同內(nèi)容存在于該圖

3、像的不同尺度中。據(jù)此我們使用高斯混合模型(GMM)參數(shù)(均值、協(xié)方差矩陣和混合權(quán)值)來(lái)表示圖像信息,并跨尺度來(lái)應(yīng)用這些信息。
　　2.基于尺度不變的圖像超分辨率算法。
　　本方法是一種簡(jiǎn)單的單圖像超分辨率方法,根據(jù)1中第二點(diǎn)分析將低尺度圖像的GMM模型跨尺度應(yīng)用到高尺度圖像塊的處理中,使用該種簡(jiǎn)單的處理提升了圖像的超分辨率效果,并且從側(cè)面驗(yàn)證了1中第二點(diǎn)分析的正確性。
　　3.基于尺度不變的圖像恢復(fù)算法。
　　本

4、方法是基于圖像恢復(fù)正則化框架,使用了局部全變差正則項(xiàng)和非局部3-D尺度不變稀疏表示正則項(xiàng),并使用分離變量布萊格曼方法來(lái)求解最小化方程。在非局部正則項(xiàng)中我們使用多尺度圖像塊來(lái)組成3-D數(shù)組,并且根據(jù)1中第二點(diǎn)分析將原始尺度的GMM模型跨尺度應(yīng)用到低尺度圖像塊的處理中,同時(shí)根據(jù)1中第一點(diǎn)分析在得到GMM后要對(duì)該模型的分量進(jìn)行尺度不變判定,來(lái)決定該分量的有效性。
　　4.基于最優(yōu)濾波器的圖像超分辨率。
　　本方法基于1中的第一點(diǎn)分