基于坐标下降的图像复原方法研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ybws2006
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
图像复原作为底层视觉问题一直受到广泛关注,已有众多学者提出复原模型及其优化算法来解决该问题。作为目标识别等应用的基础,复原算法的快速有效性是对其基本要求。全变分(Total Variation, TV)图像复原模型由于其简单有效,在众多图像复原问题中应用最为广泛。但是由于TV正则项的局部非光滑性质,传统的凸优化算法不能直接进行求解,需要设计更多新的算法来有效求解。在本论文中,我们将坐标下降法(Coordinate Descent Method, CoD)应用到TV图像复原问题的求解中。CoD方法将问题分解为关于单个坐标的子问题,通过有效的坐标选择模式能够快速有效的求解原始问题。我们首先用CoD方法求解信度项为1范数的各向异性TV去噪问题,其实质是迭代加权中值滤波算法(CoDMedian),针对椒盐噪声得到了比普通中值滤波器更好的去噪结果。在此基础上,对于信度项为2范数的各向异性TV去噪问题,CoD方法(CoDenoise)在顺序更新坐标的模式下就能够对其快速有效的求解,并将其推广到各向同性TV复原模型中。在与Chambolle算法的对比实验中,CoDenoise算法在CPU运行时间、峰值信噪比(PSNR)和品质评价(SSIM)等指标中都具有优势。对于图像去模糊等复原问题,我们提出在交替方向迭代乘子法(AlternatingDirection Method of Multipliers,ADMM)的框架下求解,其中存在的去噪子问题用CoDenoise来求解(CoDALM)。在去模糊的对比实验中,与TwSIT、FISTA进行比较,在复原效果和计算效率两个方面,CoDALM算法都具有优势;而与同为ALM算法的SALSA算法对比,CoDALM能够得到相当的复原效果,但具有更高的计算效率。我们同时用CoD方法直接求解图像去模糊问题,同样将原始问题分解为关于单个像素值的标量优化问题。提出随机坐标选择模式,得到CoD方法求解图像去模糊问题的CoDescent算法。在去模糊的实验中,我们给出了CoDescent算法与TwIST、FISTA、SALSA等现有复原算法及CoDALM算法的复原结果对比,在PSNR和SSIM及视觉效果等方面都能够得到满意的复原结果。
其他文献
随着博客,商品评论等信息在网络上的涌现,情感分类日益成为一个重要且富有挑战性的课题。情感分类试图根据文本信息,自动评判用户所表达的情感极性(如正面或负面),在电子商务和舆情
随着互联网技术的飞速发展,互联网上的信息呈现指数级增长,人们通过传统的搜索引擎越来越难以获得自己感兴趣的信息,个性化推荐系统就是在这种背景下产生的一种帮助用户解决
随着无线通信的快速发展和移动技术的日臻成熟,军事通信、抢险救灾、临时会议等大量应用,对没有固定基础设施支持的临时组网提出了迫切需求。在这种需求下,出现了Ad Hoc网络这
近年来,随着互联网数据呈现出爆炸式的增长趋势,推荐技术已成为解决互联网信息过载问题的一种有效途径,并已成为人工智能、数据挖掘、机器学习等领域内的一个热门科研课题。另一
AdHoc网络是一种无需固定基础设施支撑的无线网络组成形式,它由于造价低廉、组网快速灵活,因而受到人们的广泛关注和研究。通常情况下,AdHoc网络中源节点往往不能直接把数据
为了提高对肺部低对比度血管和细小血管的检测效果,以及降低非血管结构对血管提取的影响,本文提出了基于匹配滤波器的三维肺血管提取方法。这种方法由肺部分割、血管提取和血管
网络环境中陌生实体间信任关系的建立是实现资源共享和互操作的前提。自动信任协商作为一种新型的访问控制技术,它为处于不同安全域的陌生实体间建立信任关系提供有效地方法,进
随着移动终端设备、高可靠性存储及高性能存储服务等应用对于体积小、重量轻、零噪声、高可靠性存储器的需求日趋强烈,基于NAND Flash型器件的存储设备在存储市场中占据越来越
引文网络是由文献之间的引用关系构成的一种社会网络。随着信息技术的不断发展,文献资料数量显著增加,引文网络已经成为一个大规模复杂的网络系统,并受到了越来越多的关注。
随着网络应用的普及和信息采集技术的发展,人类产生和获取数据的能力也迅速发展,导致海量数据几乎无处不在。为了有效支持海量数据的管理和计算,大规模和超大规模数据中心应运而