阅读时主要关注,对distribution的定义,最终GSM所描述的model是什么样子的,和histogram相比有什么区别?

Introduction

在去噪这个问题中,知道 noise 和 uncorrupted images 的 prior probability model 是非常重要的,但是由于信号的 high dimensionality,导致建模过程并不简单。

常用的两个降维假设是:

  1.  the probability structure may be defined locally
  2.  spatial homogeneity

为了更好的建模,我们通常利用小波分解的方法,来将信号从 pixel domain 转换到 wavelet domain (new representation)。

小波系数的边缘分布特点:kurtosis with long tail

  1. highly kurtosis,
  2. can be described using suitable long-tailed distributions.

此外,最新研究证实了小波系数间的相关性,the amplitudes of coefficients of similar position, orientation and scale are highly correlated.这种高阶系数相关性以及高阶统计特性,可以 modeled by augmenting a simple parametric model for local dependencies (e.g., Gaussian) with a set of “hidden” random variables that govern the parameters (e.g., variance). → GSM model。

GSM模型既可以考虑小波系数边缘的形状,又可以考虑相邻系数幅值之间的强相关性。

本文采用控向金字塔(steerable pyramid)将原图像分解成 oriented subbands at multiple scales,作为待拟合的小波系数。

GSM Model 

Definition

Reading --- Image denoising using scale mixtures of Gaussians in the wavelet domain

GSM Family 主要包括

  1. α -stable family (including the Cauchy distribution),
  2. the generalized Gaussian (or stretched exponential) family
  3. and the symmetrized Gamma family

GSM Density 的特点

  1. symmetric
  2. zero-mean
  3. have leptokurtotic marginal densities (i.e., heavier tails than a Gaussian)

GSM model 的 key property是  X 的 density 是以 z 为条件的 Gaussian

算法流程如下

Reading --- Image denoising using scale mixtures of Gaussians in the wavelet domain

总结

本文的 GSM Model 是以density function P 来为小波系数建立模型,相较于我们常用的histogram,主要不同点为

  1. histogram 是将所有的小波系数作为一个整体,求出其 probability density distribution。有了histogram我们是无法直接计算出来原图像和含噪图像之间的联系的。
  2. 而本文的GSM model 是首先设定一系列center的小波系数作为reference coefficient;然后划定不同的neighborhood,每个neighborhood里的coefficient来自于two subbands at adjacent scales;其次,假定每个 neighborhood 域内的小波系数都服从 GSM model,得到该区域上含有噪声的小波系数的 density function表示;最后借助概率估计中的一些理论计算出纯净图像的density function,作为该区域新的小波系数。

 

下面是文献阅读中碰到的几个问题 ????

问题1:什么是 边缘分布?

参见链接????  什么是边缘分布(marginal distribution)?

问题2:kurtosis with long tail --- leptokurtotic(尖峰厚尾):nature image、MRI都有这个属性( long heavy tails )吗?和标准正态分布的图形相对比?

参见链接???? 实验探究小波变换对 image distribution 的影响

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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