总变分基础--来自胖熊熊专栏-备忘

news/2024/5/18 22:58:01 标签: signal, processing, structure, filter, image

(来自wiki  total variation denoising)

 

In signal processingTotal Variation denoising, also known as total variation regularization is a process, most often used in digital image processing that has applications in noise removal. It is based on the principle that signals with excessive and possibly spurious detail have high total variation, that is, the integral of the absolute gradient of the signal is high. According to this principle, reducing the total variation of the signal subject to it being a close match to the original signal, removes unwanted detail whilst preserving important details such as edges. 

 

Total Variation,顾名思义,即是信号的变化程度之和。对一维信号yn,TV项为

V(y) = /sum/limits_n/left|y_{n+1}-y_n /right|.

总体来讲,由于噪音信号(图像)相邻信号间不平滑,随机变化较大,故total variation比较大,而平滑信号则TV项比较小。通过minimize total variation,可以去除噪音,平滑信号。TV相比median filter和linear smooth的优点是不像这两个一样,在去除噪音的时候同时也会把边缘smooth了,median filter和linear smooth是不会区分边缘和噪音的。而total variation似乎只对噪音比较敏感,而能保留一定得边缘信息(why?)。

 

如果给定一个带随机噪音的信号 xn, 想找一个接近xn的信号yn, 但具有更小的total variation. 可以用下面的式子来衡量:

the sum of square errors:

 

E(x,y) = /frac{1}{2}/sum/limits_n/left(x_n - y_n/right)^2.

 

最后整个问题就变为求下式最小值:

E(x,y) + λV(y)

一共是两个分量,前者是fidelity constraint,后者为TV项。λ用来调整权重。可用极端思想来考虑:若λ为0,则TV项完全没有起到惩罚作用,求得的信号x等于原信号y;反之,若λ-->无穷,则完全是TV惩罚项起主导作用,求得的信号x会尽可能的满足TV项很小,但fidelity就会很差,可能偏离原先信号很远,甚至连原信号x的基本structure也无法体现,就没法取得消除噪音的效果了。这个式子对y进行求求偏导,可以构造出拉格朗日方程来求解。

 

 

考虑2维信号的情况(e.g. 图像)

设y是一幅图像,total variation norm --> 

 

V(y) = /sum_{i,j} /sqrt{ |y_{i+1,j} - y_{i,j}|^2 + |y_{i,j+1} - y_{i,j}|^2 }

或者也可以求解下面方程:

 

V_/text{an-iso}(y) = /sum_{i,j} /sqrt{ |y_{i+1,j} - y_{i,j}|^2} + /sqrt{|y_{i,j+1} - y_{i,j}|^2 } = /sum_{i,j} |y_{i+1,j} - y_{i,j}| + |y_{i,j+1} - y_{i,j}|.


同理,最后整个问题就变为求下式最小值:

 

 /min_y /; E(x,y) + /lambda V(y)

 

来源:http://blog.csdn.net/afgh2587849/article/category/753221


http://www.niftyadmin.cn/n/720217.html

相关文章

golang -- mysql redis

2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> golang mysql 驱动安装 go get github.com/go-sql-driver/mysql go install github.com/go-sql-driver/mysql 以下是select的例子package mainimport ("database/sql""fmt"_ "github.com/go-s…

Apache 针对 HTTP KeepAlive 功能配置

为什么80%的码农都做不了架构师?>>> Apache针对 HTTP KeepAlive 功能配置 在 Apache 服务器中,KeepAlive 是一个布尔值,On 代表打开,Off 代表关闭,这个指令在其他众多的 HTTPD 服务器中都是存在的。  Ke…

压缩感知经典文献

http://www.acm.caltech.edu/~jrom/publications/CandesRombergTao_revisedNov2005.pdf

Delphi 接口使用

2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 学习 delphi 接口 一切都是纸老虎!!! 第四章 接口 前不久,有位搞软件的朋友给我出了个谜语。谜面是“相亲”,让我猜一软件术语。我大约想了一分钟&am…

golang中ip地址int string互转

ip4的地址格式为255.255.255.255,很显然最大值255可以使用一个字节来保存,总共使用4个字节就可以保存,所以使用一个32位的int整型来保存ip地址。 之后从int整形转为ip字符串时,分别对32位的每8位进行处理即可,均可以通…

CAS

一、CAS简介 CAS是原子类的底层原理,同时也是乐观锁的原理,CAS全称Compare-And-Swap,中文含义“比较并交换”,它是一种思想,一种算法。 特点,避免使用互斥锁, 当多个线程同时使用CAS更新同一…

NTP Reply Flood Attack (NTP反射型DDos攻击)

简介 NTP Reply Flood Attack (NTP射型Ddos攻击)以下简称NTP_Flood是一种利用网络中NTP服务器的脆弱性(无认证,不等价数据交换,UDP协议),来进行DDos行为的攻击,本文将就此种攻击的产…

ps-通道错位制作奇幻海报

效果图 素材 1.载入素材 点击通道 点击下面的蓝色通道,全选-复制 点击绿色通道,全选-黏贴 编辑-变化-水平翻转 点击RGB即可。转载于:https://www.cnblogs.com/yi-mi-yangguang/p/6598249.html