基于结构化稀疏的图像恢复算法研究

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1、；１０２９３密级单位代码；ｔ硕女《隹讼ｗ论文题目：基于结构化稀疏的图像恢复算法研究１０１３０５１３４５学号为ｊ親姓名杨敏畐。教授导リ币学科专业模式识别与智能系统研究方向图像处理与模式分类工学题申请学位类别羣一六年兰月论文提交日期三．．＇＇？１．．Ｓ－－－．．、南京邮电大学学位论义原创性声明本人声明所呈交的学位论文爱我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。，论文中不包含其他人已经发表或撰写过

2、尽我所知，除了文中特别加ｙ标注和致谢的化方外也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。的研究成果，一了明确的说明并表示了谢意与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧己在论文中作。一。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任研究生签名：弁、日期：Ｌ悼＿南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可Ｗ保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文论文被查阅和借阅：；可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检秦档；允许、

3、。可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存汇编本学位论文本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研巧生院办理。涉密学位论文在解密后３适用本授权书。研究生签名：麥导师签名：日期；夺ｎ－倘StructuredsparserepresentationforimagereconstructionThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngin

4、eeringLiuXiaoSupervisor:Prof.YangMinMarch2016摘要在图像复原技术领域，稀疏编码已经成为了国内外学者研究的重点。结构化稀疏理论则是近年来国内外学者基于早先的稀疏化理论发展而来的最新研究成果。结构化稀疏理论是对一些善于运用图像先验结构信息的稀疏化理论方法的统称。结构化稀疏方法利用图像所特有的先验结构信息，能有效提高图像恢复精度，并缩短恢复处理时间，是理想的图像处理算法理论。本文主要针对构成结构化稀疏理论的几个关键点进行研究，通过不同的角度入手，尝试将结构化先验知识加入到原有的稀

5、疏算法理论模型中，并取得了一定的研究成果。其主要创新点体现在以下几个方面：(1)针对原有MRI稀疏算法成像慢，数据采集量大等缺点，结合小波阈值方法和MRI所特有的四叉树形结构，将小波树形结构加入到原有的全变分模型中。实验数据表明新算法能利用更少的数据恢复出更精确地图像结构，算法具有良好的普适性和鲁棒性，在对自然图像的恢复实验中其表现也相当出色。(2)全变分模型具有保留图像边缘信息的优越性能，但全变分模型有各向异性和各向同性两种算法，且两者都还存在着不少缺陷。本文基于大量自然图像统计信息的帮助，将两类全变分算法相结合，

6、加入调节参数α，提出了混合全变分方法。实验数据表明，新算法恢复的图像轮廓更清晰，灰度分布更均匀，肉眼视觉效果更好，处理速度更快。(3)在稀疏图像复原方面，分块字典学习有着不可替代的重要地位。但原有的字典学习算法，计算复杂度高，恢复图像代价大。为了克服这些缺点，我们利用图像的自相似性对图像进行了分块处理。实验数据表明，相较传统算法我们的算法恢复速度更快，并在很大程度上保留了图像细节内容。关键词:图像复原，凸优化，结构化稀疏，交替方向法，分裂布莱格曼优化算法，全变分IAbstractSparsecodinghasbeco

7、metheresearchemphasisofscholarsbothathomeandabroadinthefieldofimagerestorationtechnologyrecentyear.Andthestructuredsparsetheoryisthelatestresearchresultbasedontheprevioussparsetheory.Itisacommonnameofsomesparsetheorymethodswhichisgoodatusingimagepriorstructural

8、informations.Itisanidealimageprocessingalgorithmtheory.Usingthestructuralinformationthatpeculiartotheimage,itcaneffectivelyimprovetheaccuracyofimagerestorationandshortenthep