各向异性扩散算法的研究与改进

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1、复旦人学硕士学位论文各向界性扩散算法的研究与改进姓名：王瀚申请学位级别:硕士专业:计算机应用技术指导教师：孙慰迟20030512各向异性打懒算法的研究与改进摘要图像增强是图像处理的一个重更组成部分。本文研究并讨论了一类图像增强算法，各向异性扩散算法。首先，文章介绍了基本的各向异性扩散算法和有偏的各项界性扩散算法。对于算法的物理模型，边缘停I上函数以及两者各自的算法实现做了详细的描述。并通过一系列试验、实验结果说明了算法的基本性质和特点。在详细讨论了这两种既有算法的基础上，针对它们的缺陷，本文提出了两个改进算法，并同时证明了它们的收敛性质。第一个改进算法基于有偏齐向异性扩散算法

2、的物理模型，改进了边缘停止函数，使算法的平滑性能得到了进一步的改进,大幅度提高了算法的抗干扰能力。同时，较好的保留住了图像的区域信息。随后提出的双元素扩散算法则改进了原有的算法模型。通过两个扩散网络的竞争来获得体系的动态平衡。从而同时实现边缘增强和平滑的双重效果。并但，通过针对这两个新算法的性能实验和算法效果比较实验，证明这两个算法都是有效的。关键字：图像处理，图像增强，各向异性扩散，边缘停lk‘函1数，双元素扩散各向异性扩散算法的研究与改进AbstractImageenhancementwasaveryimportantpartofimageprocessing.Inthi

3、spaperwediscussedonekindoftheimageenhancementalgorithm,AnisotropicDiffusion.Initially,thebasicAnisotropicDiffusionA1gorithmandBiasedAnisWerediscustropicDiffusionA1gorithmed.Thispaperintroducedtheirphysicalmode1s,edgestoppingfunionsandtheimpementalmethods.Moreover,weusedsomeexperimentstoprov

4、ethepropertiesandfeaturesofthesetwoalgodthrnsoAfterdiscussion,becauseoftheirshortcomings,wepresentedanothertwonewalgorithms.Theyprovedtobeconvergent.ThefirstonebasedBiasedAnisotropicDiffusionAlgorithm.Inthismethod,onwerevisedtheedge—stoppingfunctiontoimprovetheabi1ityofsmoothnessand、anti—no

5、iseandkeepthedifferentregionapart.Thesecondone,Doub1eDiffusionAlgorithm,developedthebasicphysicalmodel.Inthisalgorithm,twodiffusionnetworkswerecreated.Whenthesetwonetworksstruketheba1ante,thesystemconvergedandachievedtheeffectofbothsmoothnessandedge—enhancement.A1otofexperimentswereshownint

6、hispaper.Theya11provethesetwonewa1gorithmseffective.Keywords：ImageProcessing,ImageEnhancement,AnisotropicDiffusion,Edge—stoppingFunction,Doub1eDiffusionA1gorithm各向异性扩散算法的研究与改进第一章概述1•1图像处理［1】图像处理就是对图像信息进行加工处理，以满足人的视觉心理和实际应用的需求。人们可以通过各种观测系统从被观测的冃标获取图像信息。观测可以是静止的（如照片，图片），也可以是动态的（如电视，电影）。同时，观测系

7、统也不仅仅局限于光学系统（可见光），还可以包括红外，微波，超声，X射线，y射线等等，以适应不同物理介质和不同得技术需求。‘1.2数字图像处理早期图像处理主要应用光学的方法（如光学滤波器）。其处理速度快，经济，分辨率高，却缺乏灵活性，设备笨重，稳定性差。60年代以来,随着计算机技术的发展，数字图像处理逐渐的发展起来。所谓数字图像处理，就是一个从数字化图像中获取有效信息的过程。对从图像信息转换而来的数字信号进行各种适当的数字运算，从而使结果符合人们的预期效果。比如：去除图像噪声，对弱信号进行增强处理，对失真