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文檔簡介
1、圖像處理是一個非常經典的研究領域,包含眾多的研究問題,例如圖像去噪,圖像去模糊,邊緣檢測,以及最近成為研究熱點的圖像修復問題等等。經過幾十年來眾多專家學者的不懈努力,經典的平面圖像處理技術得到長足的發(fā)展,很多成熟與高效的算法被提出。其中特別引人注目的是近幾年發(fā)展起來的基于偏微分方程的圖像處理技術。然而,一直以來,很少有人從事曲面上圖像處理的研究。在計算機圖形學中,人們描述一個目標物體時,不僅要給出其幾何信息,通常也需要給出物體表面的顏色
2、信息與紋理特征。因此在處理目標物體的幾何信息的同時,通常伴隨著其表面上的圖像信息的處理。隱式曲面是一種非常重要的曲面表示方法。本文研究定義于隱式曲面上的圖像信息的各種處理問題。 平面圖像處理中的經典方法很難推廣到曲面上圖像處理中。本文基于微分幾何的知識,將近些年發(fā)展起來的基于偏微分方程的平面圖像處理技術推廣到曲面上去。其主要思路是,由特定的能量泛函出發(fā),通過變分的技術構造合適的微分方程,然后進行數(shù)值求解。在數(shù)值求解之前,定義于隱
3、式曲面上的圖像數(shù)據(jù)需要進行外推。本文的主要工作如下: 第一,根據(jù)隱式曲面的內蘊梯度算子,設計各向同性與各向異性的圖像處理框架。其中對各向同性模型,先給出最為一般的能量泛函,然后對其進行變分,求得Euler-Lagrange方程。對于各向異性的處理模型,直接構造其一般形式的偏微分方程(PDE)。 第二,在實現(xiàn)基于線性模型與總變差模型的圖像去噪算法后,根據(jù)視覺心理學理論,構造基于Weberized內蘊總變差(Weberize
4、dIntrinsicTV)的圖像去噪算法。第三,根據(jù)視覺心理學與Bayes理論設計約束能量泛函,給出隱式曲面上的圖像修復算法。 第四,借助平面圖像的尺度空間理論,給出隱式曲面上圖像函數(shù)的微尺度空間概念,并將其應用于圖像去模糊問題。 第五,借助隱式曲面上的內蘊梯度算子,給出基于閥值方法的邊緣檢測算法。 第六,給出隱式曲面上的圖像處理技術的數(shù)值方法。首先用一個典型例子說明圖像處理方程的數(shù)值離散方法。然后針對作為隱式曲
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