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图像统计模型参数估计中的期望最大值算法

中国图象图形学报 , 2012, DOI: 10.11834/jig.20120602
Abstract: 期望最大值算法是近年来图像统计模型参数估计技术领域的研究热点之一。在对期望最大值算法分析的基础上,结合其在图像统计模型参数估计中的应用研究,对改变标准期望最大值算法的3种方式进行比较分析。结合图像恢复、分割、目标跟踪以及与其他优化算法的融合应用,从丢失数据集的选取、丢失数据集和不完全数据集统计模型的建立,以及统计模型参数估计3个方面,评述期望最大值算法优缺点。丢失数据的选取和不完全数据的描述形式直接决定期望最大值算法的结构和计算复杂度,以致算法的成败。最后,讨论期望最大值算法目前存在的问题及未来的发展方向,指出其在具有丢失数据统计模型参数估计中广泛应用。
改进的正则化模型在图像恢复中的应用
,宋博
中国图象图形学报 , 2014, DOI: 10.11834/jig.20141204
Abstract: 目的由拟合项与正则项组成的海森矩阵,如果不具有特殊结构,其逆矩阵计算比较困难,为克服此缺点,提出一种海森矩阵可分块对角化的牛顿投影迭代算法。方法首先,用L2范数描述拟合项,用自变量是有界变差函数的复合函数刻画正则项,建立能量泛函正则化模型。其次,引入势函数,将正则化模型转化为增广能量泛函。再次,构造预条件矩阵,使得海森矩阵可分块对角化。最后,为防止牛顿投影迭代算法收敛到局部最优解,采用回溯线性搜索算法和改进的Barzilai-Borwein步长更新准则使得算法全局收敛。结果针对图像去模糊正则化模型容易使边缘平滑和产生阶梯效应“两难”问题,提出一种新的正则化模型和牛顿投影迭代算法。仿真结果表明,“两难”问题通过本文算法得到了很好的解决。结论与其他正则化图像去模糊模型相比,本文算法明显改善图像的质量,如有效地保护图像的边缘,抑制阶梯效应,相对偏差和误差较小,较高的峰值信噪比和结构相似测度。
原始-对偶模型的牛顿迭代原理与图像恢复
,宋博
电子学报 , 2015, DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2015.10.016
Abstract: 针对非可微有界变差函数容易在图像恢复过程产生阶梯效应,提出一种二阶可微的原始-对偶模型及牛顿迭代算法.分析伪Huber函数的特性,运用Fenchel变换,将原始模型转化为原始-对偶模型,然后提出原始与对偶变量不同步长更新策略的牛顿迭代算法,并给出广义交叉验证准则确定权重.利用点扩散函数和高斯噪声对合成与真实图像进行模糊,将本文方法与快速傅里叶变换算法、快速收缩阈值算法、交替投影算法和拟牛顿算法进行实验对比,仿真表明,本文算法能保护图像的边缘,抑制阶梯效应,取得较小的相对误差、偏差,较高的峰值信噪比、相似度性测度和良好的视觉效果.
Expectation maximization method for parameter estimation of image statistical model
图像统计模型参数估计中的期望最大值算法

Li Xuchao,

中国图象图形学报 , 2012,
Abstract: Expectation maximization (EM)algorithm for parameter estimation of image statistical model is one of the striking research fields in recent decades.Based on the analysis of the EM algorithm,combining the current application research in parameter estimation of image statistical model,analysis and comparison are conducted in terms of the three improvement schemes of standard EM algorithm.In this paper,integrating image restoration,segmentation,object tracking and the fusion of other evolution optimization algorithms,through three aspects,such as the selection of missing data sets,the statistical model establishments of missing and incomplete data sets,and parameter estimation of image statistical models,as well as the advantages and disadvantages of the corresponding EM algorithm are exponded.The structure and complexity of EM algorithm,so far as to success or failure,are directly determined by the selection of missing data and the expression form of incomplete data.In the end,challenges and possible trends are discussed,and extensive applications of EM algorithm to parameter estimation of statistical model with missing data are pointed out.
基于小波模极大值和Neyman-Pearson准则阈值的图像去噪
,朱善安
中国图象图形学报 , 2005, DOI: 10.11834/jig.200508180
Abstract: 首先给出了2维噪声的小波变换特性,分析图像小波变换模的极大值与小波分解级数j和李氏指数之间的关系,指出如何确定和保护图像的边缘;接着阐述了基于软、硬阈值的图像正交小波变换去噪法,然后提出一种基于Neyman-Pearson准则的小波阈值的确定,从而又提出了一种基于小波模极大值和Neyman-Pearson准则阈值的图像去噪方法,解决了图像去噪和保护图像边缘这个“两难”问题。针对期望图像叠加了不规则噪声的假设,对几种去噪方法做了定性比较,并给出了去噪性能的定量分析,仿真结果表明,此方法能提高去噪后图像的信噪比,使评价原图像与去噪后的图像近似程度的方差和相对熵为最小,同时能很好地保留原始图像的边缘信息。
能量泛函正则化模型在图像恢复中的应用分析
,刘海宽,宋博
中国图象图形学报 , 2014, DOI: 10.11834/jig.20140901
Abstract: 目的能量泛函正则化模型是图像恢复研究的热点。为使更多工程领域的研究者对正则化技术进行探索和应用,推动不适定问题的研究,对能量泛函正则化模型的进展进行了分析。方法首先建立图像整体坐标与局部坐标的关系,分析图像恢复正则化模型的基本原理,给出并证明正则化模型各向同性与各向异性扩散定理。然后结合函数空间、图像分解和紧框架,评述能量泛函正则化模型国内外发展现状,并对正则化模型解的适定性进行分析。结果推导出图像恢复正则化模型扩散基本原理,给出正则化模型通用表达式,讨论正则化模型存在的问题及未来的发展方向。结论正则化技术在解决图像恢复、修复等反问题起着重要作用。目前,国内外学者对该问题的研究取得了一些成果,但许多理论问题有待进一步研究。
小波域图像降噪概述
,朱善安
中国图象图形学报 , 2006, DOI: 10.11834/jig.200609203
Abstract: 小波域图像降噪是图像处理中一个引人注目的研究方向,为了使人们对小波域图像降噪有一概括了解,在对小波域图像降噪相关文献进行分析和理解的前提下,首先给出了小波变换的特性,同时阐述了小波去噪的最优准则和对图像进行小波变换时小波基的选取原则,然后评述了用于图像降噪的方法,并分析了利用小波系数建模的常用方法,最后探讨了小波域图像降噪的发展方向。
图像分割中的马尔可夫随机场方法综述
,朱善安
中国图象图形学报 , 2007, DOI: 10.11834/jig.20070504
Abstract: 马尔可夫随机场方法是图像分割中一个极为活跃的研究方向。本文介绍了基于马尔可夫随机场模型的一般理论与图像的关系,给出它在图像分割中的通用框架:包括空域和小波域图像模型的建立、最优准则的选取、标号数的确定、图像模型参数的估计和图像分割的实现,评述了其在图像分割中的应用,展望其发展的方向。
生态系统服务价值核算在土地利用规划战略环境评价上的应用——以北京市为例
,晓兵,符娜,
资源科学 , 2008,
Abstract: 战略环境评价以其高层次和直接性的特点,被运用到政策和计划、规划的评价上。战略环境评价在土地利用规划评价上的应用研究已经广泛的开展,本文将生态系统服务价值核算引入到战略环境评价中来,使其作为评价方法对北京市1996年~2010年土地利用总体规划进行了战略环境评价。结果表明,北京市生态系统服务价值在规划期内增加了23.90×108元,规划起到了增加生态效益的效果。然而由于人口增长速度快,规划期间内生态系统人均服务价值则呈下降趋势,生态环境的保护建设力度滞后于人口增长的速度;为缓解生态系统人均服务价值下降的趋势,则需要对规划进行一定的修改和补充,进一步加强生态环境建设的力度。而2006年的土地利用数据也表明,该规划在实施方面与目标存在一定的偏差,需要加大实施力度。
鲁东诸城地区恐龙足迹化石和原形恢复研究
,周瑶琪,,
地质论评 , 2012,
Abstract: 鲁东诸城皇华镇地区下白垩统莱阳群发现大量恐龙足迹化石(兽脚类、鸟脚类、蜥脚类)。足迹化石赋存地层为龙旺庄组灰绿色、黄绿色泥质细砂岩、粉砂岩,为滨浅湖―河流相沉积环境。足迹特征显示:蜥脚类恐龙体重大,四足行走,前后足迹面积相近,似椭圆形;鸟脚类和兽脚类恐龙为两足行走,足迹为三趾型;兽脚类恐龙体重最轻、数量最多。三大类恐龙行进速度介于散步―小跑之间,有转弯、减速、驻足等状态,无奔跑行迹,行进方向大多数为自东向西,行迹具有较强的规律性,推测恐龙可能在集体迁徙。结合足迹形态特征及保存现状,将该区恐龙足迹变形程度划分为未变形、弱变形、中等变形和强变形4种,并在前人侵蚀模型基础上,初步探讨了恐龙足迹复原方法与侵蚀机理,为更精确地分析恐龙种属、大小、生活习性、生物力学性质等信息提供了可能性。
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