基于联合双边滤波器上采样的纹理图像修复合成算法

基于双边滤波器上采样算法提出了一种修复图像纹理的合成方法,以计算的样本纹理作为引导纹理,对低分辨率的待修复纹理图像区域的纹理进行插值运算,实现高分辨率的修复。仿真结果表明,该法提高了待修复纹理图像区域的分辨率。

基于快速联合双边滤波器和改进PCNN的红外与可见光图像融合

针对红外与可见光图像融合结果中细节丢失、目标不显著和对比度低等问题,提出了一种结合快速联合双边滤波器(fast joint bilateral filter,FJBF)和改进脉冲耦合神经网络(pulse coupled neural network,PCNN)的红外与可见光图像融合方法,在保证融合图像质量的前提下有效提高运行效率。首先,利用快速联合双边滤波器对源图像进行分解;其次,为了更好地提取图像中显著结构和目标信息,针对基础层图像采用一种基于视觉显著图(visual significance map,VSM)的加权平均融合规则,针对细节层图像采用改进脉冲耦合神经网络模型进行融合,其中PCNN的所有参数都可以根据输入波段自适应调节;最后,将基础层融合图与细节层融合图叠加重构得到融合图像。实验结果表明,该方法提高了融合图像的效果,有效地保留了目标、背景细节和边缘等重要信息。

基于联合双边滤波器的Kinect深度图像滤波算法

针对Kinect镜头采集的深度图像一般有噪声和黑洞现象,直接应用于人体动作跟踪和识别等系统中效果差的问题,提出一种基于联合双边滤波器的深度图像滤波算法。算法利用联合双边滤波原理,将Kinect镜头同一时刻采集的深度图像和彩色图像作为输入,首先,用高斯核函数计算出深度图像的空间距离权值和RGB彩色图像的灰度权值;然后,将这两个权值相乘得到联合滤波权值,并利用快速高斯变换替换高斯核函数,设计出联合双边滤波器;最后,用此滤波器的滤波结果与噪声图像进行卷积运算实现Kinect深度图像滤波。实验结果表明,所提算法应用在人体动作识别和跟踪系统后,可显著提高在背景复杂场景中的抗噪能力,识别正确率提高17.3%,同时所提算法的平均耗时为371 ms,远低于同类算法。所提算法保持了联合双边滤波平滑保边的优点,由于引入彩色图像作为引导图像,去噪的同时也能对黑洞进行修补,因此该算法在Kinect深度图像上的去噪和修复效果优于经典的双边滤波算法和联合双边滤波算法,且实时性强。

联合双边滤波器耦合多分辨率的图像降噪算法

针对当前图像降噪技术难以保留边缘平滑区和高频变化区的纹理细节的不足,提出联合双边滤波器(joint bilateral filter,JBF)与多分辨率分析的图像降噪算法。利用参考图像作为参数估计,根据参考图像的丰富高频信息,考虑像素间的距离与亮度相似性,准确计算联合双边滤波器的权值,有效避免在滤波过程中对边缘平滑;引入小波变换、轮廓波变换和非下采样轮廓波变换的多分辨率分析(MRA),解决不同分辨率下的不同频率的图像降噪。实验结果表明,与当前图像降噪技术相比,该算法拥有更好的视觉效果,能较好地保留平滑区和高频变化区的细节信息。

基于联合双边滤波的纹理合成上采样算法

提出了一个新的纹理合成的上行采样算法,即利用现有的高分辨率的样本纹理作为先验引导条件,对合成的低分辨率的纹理进行插值,获取更好的高分辨率纹理合成结果.该算法的主要思想是基于联合双边滤波器进行纹理合成上采样,对低分辨率合成纹理应用空间滤波,而将一相似的边界滤波联合地应用在高分辨率的样本纹理上.该算法克服了传统的以光滑性为先验引导条件的上采样方法会导致图像特征模糊的缺点,使获得的上采样纹理图像保持纹理特征,同时视觉上光滑.文中给出了图像和视频纹理合成结果的上行采样算法.实验结果表明,文中的方法减小了优化纹理合成过程所需的时间和空间,获取了更好的图像和视频合成纹理上采样效果.

贝叶斯迭代联合双边滤波的散焦图像快速盲复原

实现有效的单幅散焦图像盲复原对军事及地质勘测领域的清晰图像获取具有极为重要的意义.常用算法存在计算量大、振铃及噪声敏感的问题,为此本文提出了贝叶斯框架下迭代双边滤波器的快速盲复原算法.它首先用基于深度信息的盲去卷积结果估计点扩散函数的概率模型,进而通过贝叶斯理论构建合理的盲复原最小优化问题;然后推理分析最小优化问题的求解实质,得出双边滤波器快速求解最小优化问题的结论;最后设计迭代联合双边滤波器的求解方式,即利用一次双边滤波器求解的复原结果设计联合双边滤波器的指导图,再将其作为优化问题的输入,迭代实施求解.实验结果表明:该算法能有效抑制振铃,减少计算量,去除噪声,85%图像的像素误差平均值低于0.03,较常用盲去卷积法在同一误差区间的复原成功率提高了19%,运行时间缩短了约78%,能有效用于单幅散焦图像盲复原的实际工程实践中.

过采样滤波器组作为纠错码的阈值新算法

考虑量化噪声和信道噪声,搭建基于过采样滤波器组OFBS(Oversampled Filter Banks)的联合信源信道编码系统,研究系统的传输检错纠错性能。提出新的阈值选取方法,该方法是基于贝叶斯假设检验为理论依据的,能根据实际信号和噪声统计特性做实时分析,得出适当的阈值。通过Matlab对系统进行仿真,结果表明信道在不同的转移概率条件,OFBS作为纠错码的阈值新算法的计算复杂度低,并且有很好的检错纠错性能。通过对一维信号的纠错,信号的峰值信噪比平均提高1到2 db。

基于联合后置滤波器与分数阶光流模型相结合的运动分割算法

针对传统HS(Horn&Schnuck)光流估计算法存在奇异值、不能保留光流场边界不连续性、不能应对运动目标间相互遮挡等问题,提出一种联合后置滤波器的分数阶光流模型。在该模型中,应用分数阶微分处理HS模型中的平滑项以保留光流场的边界不连续性;通过分析结构张量特征值的数据特征来寻找光流场边缘点,利用联合流场散度与像素点投影差分的方法来检测遮挡区域;采用一种结合MF(median filter)中值滤波器、WMF(weighted median filter)权值中值滤波器、BF(bilateral filter)双边滤波器的CPF(combined post filter)联合后置滤波器,它能够通过检测是否存在遮挡、图像亮度不连续性、图像运动不连续性,自适应地调节光流场的扩散过程,从而获得更加准确的光流场。实验证明,该算法能在图像中存在光照变化、遮挡、多运动目标等复杂情况下精确地估计出光流场,且算法计算成本低,能满足实时性要求。

音频异步采样率转换IP的设计及联合仿真

以改进型Farrow结构滤波器为核心,设计了音频异步采样率转换的IP Core,并利用Simulink和硬件描述语言仿真器ModelSim构建服务器/客户端形式的仿真平台,实现对算法IP的联合仿真验证。实验结果表明,所设计的IP在信噪比等各方面均符合设计要求,该仿真方法高效、可行。

基于NSCT和Bilateral滤波器的含噪声图像融合

对于含噪声红外与可见光图像的融合,在滤除噪声的同时通常也会损失同为高频信息的边缘细节.为了解决这个问题,提出了一种基于Bilateral双边滤波器和非下采样Contourlet变换(nonsubsampled contourlet transform,NSCT)的含噪声图像融合算法.首先采用NSCT方法对图像进行多尺度分解,调整参数使得到的红外图像和可见光图像的高频图像中包含了大部分的边缘信息和噪声,为了保留边缘信息和滤除噪声,采用Bilateral双边滤波器分别对两幅高频图像进行处理,并得到红外高频图像的细节图像.为了将原始图像的边缘细节信息尽可能多地提取到融合图像中,同时增强边缘信息,将红外细节图像与可见光高频图像叠加到一起,提升融合图像的视觉效果.然后,采用局部区域标准方差系数方法作为红外与可见光图像低频图像的融合规则进行融合.最后,将融合后的高频图像和低频图像根据NSCT反向变换进行重构,得到融合后的图像.实验结果表明,该算法在滤除噪声的同时能够很好地保持边缘细节,对于含噪声图像的融合具有很好的效果.

欠采样技术在全数字再平衡回路中的应用

针对液浮摆式加速度计再平衡回路信号的频谱特点,应用欠采样技术对再平衡回路的信号进行采用处理,设计出无限冲击响应二阶巴特沃斯低通滤波器并实现,通过MATLAB仿真实验,验证了欠采样方法对于平衡回路信号处理的可行性。该方法在再平衡回路的信号采集及前端处理部分都达到了理想的结果,具有良好的实用性。

一种面向新一代可伸缩视频编码的上采样设计

可伸缩视频编码属于新一代H.265/HEVC视频编码标准中的关键技术。本文分析了其相关技术,针对传统空间可伸缩视频编码中的上采样过程运算复杂、时间延迟等缺点,借鉴双边滤波器,将内容自适应嵌入到上采样过程中,提出了一种新的非线性和内容自适应设计方法。通过理论推导得出了改进后滤波器的表示公式,并设计出了新的上采样实现流程。通过仿真实验验证了理论推导的正确性,并与传统方法进行了比较,结果表明该方法可有效地提高编码效率、降低系统复杂性。

改进的局部最小像素先验遥感图像盲复原算法

为了解决遥感图像盲复原时模糊核估计不准确、复原图像存在振铃效应的问题,提出改进的局部最小像素先验遥感图像盲复原算法。该算法首先引入极端通道先验与局部最小像素先验结合,对图像的强度进行更好的约束,有利于得到更好的潜在清晰图像;然后采用基于梯度的方法估计模糊核,模糊核估计与中间潜在清晰图像估计交替迭代进行,获得较为理想的模糊核;最后引入联合双边滤波器,采用改进的拉普拉斯与正则化图像复原算法抑制图像复原的振铃效应。实验结果表明,本文方法对遥感图像复原效果较好,恢复的图像边缘清晰,振铃伪影得到抑制且模糊核较为理想;客观评价指标峰值信噪比(PSNR)较前沿复原算法平均提高约1.40 dB,结构相似度(SSIM)平均提高约0.02。

结合局部熵与梯度能量的双通道医学图像融合

多模态医学图像融合已成为有效结合正常组织结构和异常改变信息、提高医学诊断效率的强有力辅助技术.针对空域融合技术在处理图像细节丢失、光谱退化等方面的缺陷,提出一种在联合双边滤波器(JBF)域内实现图像结构与细节信息增强的双通道频域多模态医学图像融合方法.该方法将源图像分解为结构和能量2个通道,分别处理图像纹理细节信息和边缘强度信息.在结构通道中,通过改进梯度能量得到局部梯度能量算子,进一步提升融合图像对小尺度细节信息的表达能力和对噪声的鲁棒性;在能量通道中,利用非下采样轮廓波变换提高模型的多方向多尺度特性,并提出一种局部熵细节增强算子和脉冲耦合神经网络结合的高频子带处理框架,达到增强能量通道中结构信息和细节信息的效果.在Atlas公开数据集上,与基于MST、稀疏表示、PCNN以及JBF的6种具有代表性的频域融合方法进行对比及消融实验的结果表明,所提方法的融合图像与源图像相似度提升35.0%,空间频率提升16.2%,边缘保持度提升12.5%,对比度提升11.2%;并在视觉方面有较好的效果,明显优于对比方法.

基于Kinect的深度图像修复方法

提出采用基于权值的联合双边滤波器(WJBF)和深度补偿滤波器(DCF)相结合的方法对深度图像进行修复。首先,通过Kinect获得对齐后的彩色图像和深度图像;然后,利用基于权值的联合双边滤波器处理深度图像中的空洞和噪声;最后,用深度补偿滤波器减少边缘模糊。将本文算法与3种常用的深度图像修复方法进行了定性和定量上的分析和对比,实验结果表明,本文方法具有更好的修复效果。

联合双边图像插值

传统的图像插值算法及其改进算法都存在边缘模糊、边缘锯齿或局部扭曲变形等问题。提出联合双边图像插值,首先采用传统插值算法对原始图像进行插值,将其结果作为导引图像对原始图像进行联合双边上采样,并给出其核函数方差的自适应确定算法。实验结果表明,与传统插值算法相比,该算法明显改进插值图像质量,与已有的绝大多数非线性改进算法相比还提高了插值速度。

基于Kinect相机的深度图像修复算法

针对Kinect相机获取深度图像存在空洞和噪声的问题,提出了一种基于联合双边滤波和中值滤波相结合的深度图像处理方法。将Kinect获得的彩色(RGB)图像和深度图像裁剪对齐,利用联合双边滤波器修复深度图像中的空洞,用中值滤波器滤除噪声。实验结果表明与其他方法相比,所提算法能够有效填充深度图中的空洞区域,并去除图像中的噪声,能够达到更好的修复效果。

基于边缘特征引导的深度图像超分率重建

针对TOF(Time of Flight)相机深度图像在超分辨重建过程中易出现边缘模糊、纹理映射问题,在联合双边上采样滤波器的基础上提出一种基于深度图像自身边缘特征引导的超分辨重建方法。通过低分辨深度图像的边缘特征引导,将深度图像分为不同的区域,根据滤波区域性质的不同,对联合双边上采样滤波器模型中的颜色相似项进行不同加权。同时为了进一步保持图像边缘,在深度图像边缘部分加入一个结构保持项。最后利用联合双边上采样滤波器模型重建出高分辨深度图像。实验结果表明,该方法不仅提高了TOF深度图像的分辨率,而且很好地保护了深度图像的边缘结构,取得了较好的效果。

基于多尺度几何分析的雾天图像清晰化算法

提出了一种基于非下采样Contourlet变换(NSCT)的雾天图像清晰化算法,将雾天图像映射到HIS彩色空间,对亮度分量H、饱和度分量S分别处理。采用NSCT处理亮度分量H,对含有大多数能量的低频分量取反,再进行改进的单尺度Retinex算法处理,将再次取反后的图像与直接进行改进的单尺度Retinex算法处理的低频分量线性叠加;采用一种快速双边滤波器对包含图像大多数线性细节的高频分量进行处理;对处理后的高低频分量进行NSCT逆变换,得到处理后的亮度分量。对饱和度分量S进行颜色拉伸,实现颜色补偿;将处理后的各分量图像反向映射到RGB颜色空间,得到清晰化后的雾天图像。实验结果表明,该算法可以获得较好的浓雾图像细节及颜色保真度,与其他算法相比,图像的标准差、信息熵、峰值信噪比都有所提高。

一种快速高效的实时视频去雾算法

为解决现有去雾算法中存在的透射率过估计、天空区域颜色失真、实时性差等问题,提出了一种基于金字塔模型的快速高效实时视频去雾算法。采用金字塔向下采样获取缩小后的图像,引入伪去雾图像与暗原色置信度作为修正因子,获取缩小图像的粗透射率;然后将缩小图像还原至初始尺寸,利用联合双边滤波对纹理进行细化;最后结合大气光散射模型及帧间视频去雾理论复原降质视频。实验结果表明,该算法的去雾效果彻底,可对多种场景进行有效去雾。相比其他算法,本算法的峰值信噪比和平均结构相似性分别提高了20.153%和14.056%,且处理快速、运行稳定,可用于实时视频去雾。