面向图像混合噪声去除的非局部稀疏学习方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61702169
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0210.计算机图像视频处理与多媒体技术
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Recent years, sparse representation has been widely used to remove noise from images. Conventional sparse representation models are designed under the assumption that the fitting residual error follows the Gaussian distribution. However, the fitting residual error of mixed noise corrupted image no longer follows the Gaussian distribution, which brings in new challenges for the sparse representation based image denoising methods..In this project, we plan to develop high-performance nonlocal sparse learning techniques for the restoration of mixed noise corrupted images. Specifically, the research includes three main parts as follows: 1) Considering of the noise distributions and the image structure information, jointly design a series of nonlocal sparse representation based image denoising methods such that the noise can be completely removed, while the image structure information can still be well preserved. 2) Develop optimization algorithms to adaptively update the weights in the weighted sparse models, which can dramatically drop the model error. Therefore, the robustness and practicability of the model can be improved. 3) The previous established methods will be further generalized into the quaternion space for efficiently removing the mixed noise in color images. On one hand, the research achievements will provide new perspectives to make the conventional sparse learning techniques robust to mixed noise. On the other hand, the developed tools and platforms will benefit a rich variety of applications when dealing with the enhancement of image data.
近年来,稀疏表示理论被广泛应用于图像噪声去除中。传统的稀疏表示模型建立在数据拟合残差服从高斯分布的基础上,然而被混合噪声干扰的图像数据拟合残差不再服从高斯分布,这给基于稀疏表示理论的图像去噪方法带来了新的挑战。.本课题研究图像中混合噪声高效去除的非局部稀疏学习方法。主要研究内容包括以下三个部分:首先,协同考虑噪声分布特点和图像结构信息,提出一套考虑到非局部自相似性先验的加权稀疏表示图像去噪方法,实现在去除混合噪声的同时保持好图像结构信息;其次,设计加权稀疏模型中权值系数的自适应优化方法,降低模型优化误差,提高模型的鲁棒性和实用性;最后,将上述方法推广到四元数域中,有效去除三维彩色图像中的混合噪声。本项目的创新成果,将为稀疏表示方法对混合噪声的鲁棒化提供新思路,同时对构建图像质量增强平台具有重要的理论意义和应用价值。

结项摘要

稀疏表示理论一直以来是图像处理领域的研究热点,尤其在图像去噪复原应用中取得了较大成功。然而传统的稀疏表示模型建立在数据拟合残差服从高斯分布的基础上,对具有复杂分布的混合噪声数据往往会失效,因此,如何构建满足复杂噪声分布特征的新型高鲁棒稀疏表征模型,已成为图像稀疏表示领域亟待解决的瓶颈难题。本项目对噪声稀疏建模与稀疏流形学习理论进行了系统的研究,提出了加权稀疏流形学习理论,突破了含噪声源低分辨率图像协同去噪和超分复原的瓶颈;设计了一种自适应的权值更新方法,提升了加权稀疏模型的鲁棒性和泛化性;构建了四元素高维稀疏学习框架,解决了彩色噪声图像复原的难题。项目的研究成果为极低质量噪声图像复原提供了技术支撑,使得稀疏表示和图像复原获得了进一步的发展研究。受项目资助发表科技论文9篇,其中SCI论文5篇、IEEE会刊论文3篇,相关成果发表在IEEE TCYB、IEEE TCSVT、IEEE TSMC: system、Information Sciences、自动化学报等国内外顶级期刊上。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Hallucinating Color Face Image by Learning Graph Representation in Quaternion Space.
通过学习四元数空间中的图表示来幻觉彩色人脸图像。
  • DOI:
    10.1109/tcyb.2020.2979320
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Cybernetics
  • 影响因子:
    11.8
  • 作者:
    Liu Licheng;Chen C L Philip;Li Shutao
  • 通讯作者:
    Li Shutao
Discriminative Face Hallucination via Locality-Constrained and Category Embedding Representation
通过局部约束和类别嵌入表示进行辨别性面部幻觉
  • DOI:
    10.1109/tsmc.2020.2965572
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Licheng Liu;Rushi Lan;Yaonan Wang
  • 通讯作者:
    Yaonan Wang
Iterative Relaxed Collaborative Representation With Adaptive Weights Learning for Noise Robust Face Hallucination
具有自适应权重学习的迭代轻松协作表示,用于抗噪声面部幻觉
  • DOI:
    10.1109/tcsvt.2018.2829758
  • 发表时间:
    2019-05
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Liu Licheng;Li Shutao;Chen C. L. Philip
  • 通讯作者:
    Chen C. L. Philip

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其他文献

风光发电与新能源汽车协同优化调度策略
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  • 作者:
    李钢铁;姚云峰;邹受益;刘立成
  • 通讯作者:
    刘立成

其他文献

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刘立成的其他基金

面向无约束监控场景的噪声人脸图像鲁棒超分辨率技术研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    63 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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