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矩阵补全算法研究进展 被引量:14
1
作者 史加荣 郑秀云 周水生 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2014年第4期13-20,共8页
作为压缩感知理论的重要发展,矩阵补全与恢复已成为信号与图像处理的一种新的强有力的工具。综述了矩阵补全算法的最新研究进展。首先分析了核范数最小化模型的几种主要的矩阵补全算法,并对这些算法的迭代过程及原理进行了详细的阐述。... 作为压缩感知理论的重要发展,矩阵补全与恢复已成为信号与图像处理的一种新的强有力的工具。综述了矩阵补全算法的最新研究进展。首先分析了核范数最小化模型的几种主要的矩阵补全算法,并对这些算法的迭代过程及原理进行了详细的阐述。其次讨论了矩阵补全的低秩矩阵分解模型,并列出了近年来出现的求解此模型的新算法。然后补充了上述两种模型的衍生版本,指出了相应的求解方法。在数值实验中,对文中所讨论的主要矩阵补全算法的性能进行了比较。最后给出了矩阵补全算法的未来研究方向及重点。 展开更多
关键词 矩阵补全 低秩 核范数最小化 低秩矩阵分解 压缩感知 低秩矩阵恢复
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低秩半正定矩阵最小二乘恢复算法 被引量:4
2
作者 余宏伟 蒋轶 《微型电脑应用》 2019年第6期1-3,8,共4页
多年来矩阵恢复一直是学术界的一个热门研究课题,它被广泛应用于多个技术领域,如计算机视觉、图像恢复以及推荐系统等。考虑其中一种特殊且十分重要的矩阵恢复,即半正定矩阵恢复。通过将此类矩阵恢复问题与基于测距的网络定位问题类比,... 多年来矩阵恢复一直是学术界的一个热门研究课题,它被广泛应用于多个技术领域,如计算机视觉、图像恢复以及推荐系统等。考虑其中一种特殊且十分重要的矩阵恢复,即半正定矩阵恢复。通过将此类矩阵恢复问题与基于测距的网络定位问题类比,构造了基于最小二乘的优化模型,运用顺序凸规划(sequential convex programming/SCP)算法,可以高效并精确地求解此问题,从而将缺失矩阵较为精准地还原为全矩阵。仿真结果证明相比于目前文献中已有矩阵恢复算法,提出的算法具有更好的恢复性能。 展开更多
关键词 低秩矩阵 半正定矩阵 核范数最小化 最小二乘法 顺序凸规划
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低秩张量补全算法综述 被引量:2
3
作者 刘慧梅 史加荣 《陕西理工学院学报(自然科学版)》 2016年第2期80-86,共7页
随着现代信息技术的快速发展,待分析的数据大都具有很复杂的结构。在获取高维多线性数据的过程中,部分元素可能丢失,低秩张量补全就是根据数据集的低秩性质来恢复出所有丢失元素。低秩张量补全是压缩感知理论的高阶推广,在数学上可以描... 随着现代信息技术的快速发展,待分析的数据大都具有很复杂的结构。在获取高维多线性数据的过程中,部分元素可能丢失,低秩张量补全就是根据数据集的低秩性质来恢复出所有丢失元素。低秩张量补全是压缩感知理论的高阶推广,在数学上可以描述为核范数最小化问题。对求解低秩张量补全的核范数最小化模型的现有算法进行了综述。介绍了张量的基础知识和低秩张量补全模型,给出了低秩张量补全的几种主流算法,如:简单低秩张量补全、高精度低秩张量补全以及核心张量核范数的张量补全等,指出了现有低秩张量补全算法中值得研究与改进的方向。 展开更多
关键词 张量补全 低秩 核范数最小化 核心张量核范数 交替方向乘子法
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多特征稳健主成分分析的视频运动目标分割 被引量:3
4
作者 甘超 王莹 王向阳 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2013年第9期1124-1132,共9页
提出一种多特征稳健主成分分析(MFRPCA)算法,该算法融合多种视觉特征进行视频运动目标分割,分割的目的即将运动目标从静止信息中提取出来,分割的主要过程是将多特征视频矩阵分解为低秩矩阵和稀疏矩阵。矩阵分解过程是求解一个带受限条... 提出一种多特征稳健主成分分析(MFRPCA)算法,该算法融合多种视觉特征进行视频运动目标分割,分割的目的即将运动目标从静止信息中提取出来,分割的主要过程是将多特征视频矩阵分解为低秩矩阵和稀疏矩阵。矩阵分解过程是求解一个带受限条件的核范数与L2,1范数组合的最小化问题,此最小化问题可以通过增广拉格朗日乘子法(ALM)有效求解。与其他算法相比,本文算法融合了图像的颜色、边缘和纹理特征等多个特征,通过对变化检测基准数据集进行检测,本文算法获得的查全率为0.486 0和F度量为0.559 7,实验结果表明,本文算法的稳健性和可靠性均优于其他算法。 展开更多
关键词 视频分割 稀疏和低秩矩阵 多特征稳健主成分分析 增光拉格朗日乘子法 核范数最小化
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不完全鲁棒主成分分析的正则化方法及其在背景建模中的应用 被引量:3
5
作者 史加荣 郑秀云 杨威 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2015年第10期2824-2827,2832,共5页
针对现有的鲁棒主成分分析(RPCA)方法忽略序列数据的连续性及不完整性的情况,提出了一种低秩矩阵恢复模型——正则化不完全鲁棒主成分分析(RIRPCA)。首先基于序列数据连续性的度量函数建立了RIRPCA模型,即最小化矩阵核范数、L1范数和正... 针对现有的鲁棒主成分分析(RPCA)方法忽略序列数据的连续性及不完整性的情况,提出了一种低秩矩阵恢复模型——正则化不完全鲁棒主成分分析(RIRPCA)。首先基于序列数据连续性的度量函数建立了RIRPCA模型,即最小化矩阵核范数、L1范数和正则项的加权组合;然后使用增广拉格朗日乘子法来求解所提出的凸优化模型,此算法具有良好的可扩展性和较低的计算复杂度;最后,将RIRPCA应用到视频背景建模中。实验结果表明,RIRPCA比矩阵补全和不完全RPCA等方法在恢复丢失元素和分离前景上具有优越性。 展开更多
关键词 鲁棒主成分分析 低秩矩阵恢复 背景建模 核范数最小化 增广拉格朗日乘子法
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Stable Recovery of Low Rank Matrices From Nuclear Norm Minimization
6
作者 Hui-min WANG Song LI 《Acta Mathematicae Applicatae Sinica》 SCIE CSCD 2015年第1期247-260,共14页
Low rank matrix recovery is a new topic drawing the attention of many researchers which addresses the problem of recovering an unknown low rank matrix from few linear measurements. The matrix Dantzig selector and the ... Low rank matrix recovery is a new topic drawing the attention of many researchers which addresses the problem of recovering an unknown low rank matrix from few linear measurements. The matrix Dantzig selector and the matrix Lasso are two important algorithms based on nuclear norm minimization. In this paper, we first prove some decay properties of restricted isometry constants, then we discuss the recovery errors of these two algorithms and give a new bound of restricted isometry constant to guarantee stable recovery, which improves the results of [11]. 展开更多
关键词 restricted isometry constants nuclear norm minimization low rank matrices
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矩阵填充理论及其研究进展 被引量:1
7
作者 王会敏 《绍兴文理学院学报》 2013年第7期22-24,共3页
矩阵填充主要研究如何通过已知的部分矩阵元素来恢复整个矩阵.一般来讲,满足条件的矩阵有无穷多个,但是当已知要恢复的矩阵是低秩矩阵时,可以通过优化方法来精确恢复.矩阵填充在量子理论、在线推荐系统、协同过滤等问题中都有非常重要... 矩阵填充主要研究如何通过已知的部分矩阵元素来恢复整个矩阵.一般来讲,满足条件的矩阵有无穷多个,但是当已知要恢复的矩阵是低秩矩阵时,可以通过优化方法来精确恢复.矩阵填充在量子理论、在线推荐系统、协同过滤等问题中都有非常重要的应用.介绍了矩阵填充问题的背景、数学模型以及目前主要的研究成果. 展开更多
关键词 矩阵填充 核范数最小化 奇异值分解
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恢复部分支集已知的稀疏信号
8
作者 王会敏 《绍兴文理学院学报》 2016年第7期35-38,共4页
讨论如何从少量线性测量中恢复部分支集信息已知的稀疏信号的问题.所用方法是凸优化方法,所用范数为关于已知支集的余集上的l_1范数.文章讨论了支集信息不完全准确的情形,给出了保证信号稳定恢复的限制等距常数界.
关键词 压缩感知 l1范数最小化 限制等距常数
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铁质部件内部缺陷的脉冲涡流红外热成像检测 被引量:14
9
作者 马烜 邹金慧 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第7期137-144,共8页
针对脉冲涡流红外无损检测中的红外图像噪声大对比度低、非均匀加热、目标难以检测的问题,提出了一种涉及图像背景估计、图像目标增强、降噪和阈值分割的红外图像综合处理算法。首先以鲁棒主成分分析(RPCA)算法为基础,将红外图像进行背... 针对脉冲涡流红外无损检测中的红外图像噪声大对比度低、非均匀加热、目标难以检测的问题,提出了一种涉及图像背景估计、图像目标增强、降噪和阈值分割的红外图像综合处理算法。首先以鲁棒主成分分析(RPCA)算法为基础,将红外图像进行背景与目标的分离;针对传统RPCA对图像背景描述不足的缺点,引入了加权核范数来更好地描述图像背景;其次构建加权核范数最小化(WNNM)去噪模型,对目标图像进行去噪处理,增强图像对比度。最后对去噪后的目标图像进行阈值分割,得到目标信息。仿真实验结果表明,与传统RPCA和双边滤波算法比较,该方法对于红外图像的目标检测从主观视觉和数值指标上都具有更好的效果。 展开更多
关键词 鲁棒主成分分析 加权核范数最小化 阈值分割 无损检测
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保持局部结构的加权核范数最小化图像去噪 被引量:9
10
作者 吕俊瑞 罗学刚 +1 位作者 岐世峰 彭真明 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第16期57-64,共8页
为解决加权核范数最小化(WNNM)图像去噪无法较好地表达复杂和不规则的图像结构,易产生过平滑现象的问题,将相对全变差(RTV)融入加权核范数最小化,对WNNM低秩表示模型施加RTV范数约束,提出一种RTV-WNNM图像去噪模型,采取交替方向乘子(AD... 为解决加权核范数最小化(WNNM)图像去噪无法较好地表达复杂和不规则的图像结构,易产生过平滑现象的问题,将相对全变差(RTV)融入加权核范数最小化,对WNNM低秩表示模型施加RTV范数约束,提出一种RTV-WNNM图像去噪模型,采取交替方向乘子(ADMM)算法迭代求解对应模型,获得清晰图像。将提出的新方法与多种基于低秩矩阵近似的去噪算法进行比较,所提算法在保持图像边缘和加强区域平滑性方面有较好的性能,特别是在高密度图像噪声影响下,算法性能也能得到大幅提升。实验结果表明,加入RTV范数的低秩去噪模型具有良好的恢复图像结构能力,能较好地提高去噪性能。 展开更多
关键词 图像处理 加权核范数最小化 图像去噪 低秩矩阵近似 相对全变差范数
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局部对比度先验下基于低秩模型的红外小目标检测方法 被引量:9
11
作者 何巍 安博文 潘胜达 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期342-358,共17页
为了解决红外小目标检测算法容易在复杂背景边缘和拐点处误检的问题,本文提出了一种局部对比度与非局部低秩张量模型相融合的红外小目标检测算法。首先采用双窗口结构的局部对比度算法提取目标和背景的局部先验信息。然后在所获取的局... 为了解决红外小目标检测算法容易在复杂背景边缘和拐点处误检的问题,本文提出了一种局部对比度与非局部低秩张量模型相融合的红外小目标检测算法。首先采用双窗口结构的局部对比度算法提取目标和背景的局部先验信息。然后在所获取的局部先验信息约束下,对标准的红外块张量模型进行重新构建,并通过引入加权张量核范数最小化来进一步抑制背景和提高迭代效率。最后,将目标和背景的分离问题,转化成了一个张量鲁棒性主成分分析问题,并用交替方向乘子法实现该问题的求解。实验表明,在不同的复杂背景下,本文方法的性能均优于现有的典型红外小目标检测方法。 展开更多
关键词 红外小目标检测 加权张量核范数最小化 双窗口局部对比度算法 张量鲁棒性主成分分析 交替方向乘子法
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非局部相似性去噪算法研究 被引量:6
12
作者 袁媛 朱敏 《计算机应用与软件》 北大核心 2018年第8期303-306,328,共5页
加权核范数最小化方法根据奇异值的大小分配不同的权值进行软阈值收缩操作,过滤噪声能量,相比标准核范数最小化方法,它考虑了奇异值的数学性质,所以去噪效果更佳。然而,该方法没有考虑噪声在计算图像块之间的相似度时会影响相似度值。... 加权核范数最小化方法根据奇异值的大小分配不同的权值进行软阈值收缩操作,过滤噪声能量,相比标准核范数最小化方法,它考虑了奇异值的数学性质,所以去噪效果更佳。然而,该方法没有考虑噪声在计算图像块之间的相似度时会影响相似度值。在图像块重构时没有考虑不同的相似块组去噪效果不一样,这将影响后续去噪效果。针对噪声影响相似性计算问题,提出用加权核范数算法对噪声图像进行预处理,得到近似干净图像再计算相似性,图像块重构时采用加权平均求每个像素值。实验结果表明,提出的方法去噪效果相比加权核范数最小化方法更佳,峰值信噪比有提升。 展开更多
关键词 图像去噪 加权核范数最小化 噪声 软阈值收缩
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Continuous-time System Identification with Nuclear Norm Minimization and GPMF-based Subspace Method 被引量:5
13
作者 Mingxiang Dai Ying He Xinmin Yang 《IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica》 SCIE EI 2016年第2期184-191,共8页
To improve the accuracy and effectiveness of continuous-time (CT) system identification, this paper introduces a novel method that incorporates the nuclear norm minimization (NNM) with the generalized Poisson moment f... To improve the accuracy and effectiveness of continuous-time (CT) system identification, this paper introduces a novel method that incorporates the nuclear norm minimization (NNM) with the generalized Poisson moment functional (GPMF) based subspace method. The GPMF algorithm provides a simple linear mapping for subspace identification without the timederivatives of the input and output measurements to avoid amplification of measurement noise, and the NNM is a heuristic convex relaxation of the rank minimization. The Hankel matrix with minimized nuclear norm is used to determine the model order and to avoid the over-parameterization in subspace identification method (SIM). Furthermore, the algorithm to solve the NNM problem in CT case is also deduced with alternating direction methods of multipliers (ADMM). Lastly, two numerical examples are presented to evaluate the performance of the proposed method and to show the advantages of the proposed method over the existing methods. © 2014 Chinese Association of Automation. 展开更多
关键词 Identification (control systems) Matrix algebra Numerical methods Relaxation processes Religious buildings
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基于改进加权核范数最小化的图像去噪算法研究
14
作者 史凯特 孙浩东 +4 位作者 董秀芬 马鹏阁 漆召兵 张亚平 秦晓科 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第7期48-52,共5页
针对彩色图像的高斯噪声,在加权核范数最小化(WNNM)框架下,提出了一种对于彩色图像去噪的多信道(MC)优化模式。首先,选择多种类型噪声计算量,利用信道的冗余特性将RGB补丁连接起来,再引入权重矩阵以协调3种信道的图像保真性。把所提的MC... 针对彩色图像的高斯噪声,在加权核范数最小化(WNNM)框架下,提出了一种对于彩色图像去噪的多信道(MC)优化模式。首先,选择多种类型噪声计算量,利用信道的冗余特性将RGB补丁连接起来,再引入权重矩阵以协调3种信道的图像保真性。把所提的MC-WNNM模型转换成线性等式约束现象,并采用交替位置乘子法(ADMM)解决。每个变量更新步骤都具有其封闭解,并能保证收敛性。基于真实用于无人机目标识别的彩色图像添加噪声进行仿真实验,实验结果说明,该算法相较现有的BM3D方法及WNNM方法具有明显优势。 展开更多
关键词 图像去噪 高斯噪声 加权核范数最小化 交替方向乘子法
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基于低秩ADMM的超声图像复原方法
15
作者 苏大勇 丁熠 《信息与电脑》 2024年第14期80-82,共3页
本文提出了一个超声图像复原模型,该模型融合了加权核范数最小化和数据保真度。加权核范数最小化能够自适应处理奇异值以保留图像细节,数据保真度则增强了图像复原效果。本研究采用交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Mult... 本文提出了一个超声图像复原模型,该模型融合了加权核范数最小化和数据保真度。加权核范数最小化能够自适应处理奇异值以保留图像细节,数据保真度则增强了图像复原效果。本研究采用交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)高效求解,并通过实验结果验证了该方法的优越性。 展开更多
关键词 超声图像复原 低秩近似 加权核范数最小化 交替方向乘子法
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基于加权核范数最小化的非同步测量声源定位
16
作者 宁方立 邓宗玲 +1 位作者 姚克强 韦敏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期120-130,共11页
非同步测量声源定位中基于核范数最小化模型的补全算法求解互谱矩阵时,奇异值赋予相同权重,忽略对互谱矩阵奇异值具有的先验知识。针对核范数最小化模型的不足,提出了基于加权核范数最小化的交替方向乘子法和加速近端梯度算法,对缺省互... 非同步测量声源定位中基于核范数最小化模型的补全算法求解互谱矩阵时,奇异值赋予相同权重,忽略对互谱矩阵奇异值具有的先验知识。针对核范数最小化模型的不足,提出了基于加权核范数最小化的交替方向乘子法和加速近端梯度算法,对缺省互谱矩阵进行补全,以完成声源定位。基于加权核范数最小化的补全算法在不同的奇异值上自适应地分配权重,能够更好地解决非凸非光滑低秩极小化问题。在不同频率和不同信噪比条件下进行了数值仿真和实验,对加权核范数最小化和核范数最小化两种模型的算法进行了对比。结果表明,基于加权核范数最小化的矩阵补全算法精度更高,且非同步测量声源定位结果在较低信噪比下能够有效缩小主瓣,抑制旁瓣,提高阵列的空间分辨率。 展开更多
关键词 非同步测量 矩阵补全 声源定位 加权核范数最小化
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基于噪声水平估计的加权核范数最小化噪声压制方法研究 被引量:3
17
作者 唐杰 张文征 +1 位作者 戚瑞轩 李聪 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期734-740,749,共8页
随机噪声的存在会降低地震资料的信噪比,影响对有效信号尤其是不连续性信号的分析。尺度不变性噪声估计方法基于峰度值分布不随尺度变化,能够在复杂低噪声数据上较好地估计噪声水平;加权核范数最小化能够根据矩阵奇异值刻画数据差异,通... 随机噪声的存在会降低地震资料的信噪比,影响对有效信号尤其是不连续性信号的分析。尺度不变性噪声估计方法基于峰度值分布不随尺度变化,能够在复杂低噪声数据上较好地估计噪声水平;加权核范数最小化能够根据矩阵奇异值刻画数据差异,通过给定不同的权值,突显数据中重要的信息。为此研究了基于噪声水平估计的加权核范数最小化噪声压制方法,利用尺度不变性噪声估计方法得到随机噪声的噪声水平估计,并根据此估计值来归一化加权核范数最小化算法的保真项,继而对地震数据进行去噪处理。理论模型试验和实际数据应用结果表明,该方法能够根据噪声水平自适应地衰减地震数据中的随机噪声,并保持地震反射中的不连续性信息,实现对地震数据的盲去噪处理,为后期的构造解释、断层和断点识别、层位追踪、几何属性提取等提供良好的基础数据。 展开更多
关键词 随机噪声压制 加权核范数最小化 地震数据 奇异值 噪声估计 尺度不变性 自适应
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结合非局部先验性与加权核范数最小化的声纳图像去噪 被引量:3
18
作者 石建飞 唐玉波 孙裕超 《电声技术》 2020年第7期17-21,共5页
如何快速有效地抑制声纳图像的噪声,是声纳图像目标识别系统需要解决的关键问题之一。为了解决基于加权核范数最小化的声纳图像去噪过程中易带来过平滑的问题,融合数字图像非局部先验知识,提出了结合非局部先验性与加权核范数最小化的... 如何快速有效地抑制声纳图像的噪声,是声纳图像目标识别系统需要解决的关键问题之一。为了解决基于加权核范数最小化的声纳图像去噪过程中易带来过平滑的问题,融合数字图像非局部先验知识,提出了结合非局部先验性与加权核范数最小化的声纳图像去噪算法。首先,利用声纳图像的非局部先验信息建立限制条件,形成基于非局部先验性的矩阵加权核范数最小化的去噪原理模型。其次,交替迭代求解图像噪声模型,重构得出噪声去除后的声纳图像。试验结果表明:提出的算法不仅能够有效减弱声纳噪声,还能够有效改善图像感官效果。 展开更多
关键词 声纳图像去噪 非局部先验性 核范数最小化
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基于自适应加权低秩矩阵恢复的图像去噪 被引量:2
19
作者 徐望明 邢华松 +1 位作者 方顺 伍世虔 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期83-90,共8页
针对基于低秩矩阵恢复的图像去噪算法存在难以分离低秩信息与噪声,以及存在经验超参数而导致性能差的问题,提出一种基于自适应加权低秩矩阵恢复的去噪算法.首先利用图像非局部相似先验构建低秩去噪模型,然后引入Gerschgorin理论从观测... 针对基于低秩矩阵恢复的图像去噪算法存在难以分离低秩信息与噪声,以及存在经验超参数而导致性能差的问题,提出一种基于自适应加权低秩矩阵恢复的去噪算法.首先利用图像非局部相似先验构建低秩去噪模型,然后引入Gerschgorin理论从观测矩阵中准确估计出低秩矩阵的秩.在此基础上,结合秩估计方法提出自适应加权思想,通过奇异值分解(SVD)与加权软阈值算子对自适应加权低秩去噪模型进行求解,得到最终的去噪图像.实验结果表明:本算法与现有的多种经典去噪算法相比,获得了更高的平均峰值信噪比(PSNR)和结构相似性(SSIM)指标,对含有较高强度(方差为100)噪声的图像去噪平均PSNR和SSIM指标分别达到24.66 dB和0.7267,对含有真实噪声的图像去噪也取得了更好的效果. 展开更多
关键词 图像处理 低秩矩阵恢复 加权核范数最小化 图像去噪 秩估计
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基于NSST变换域WNNM和KAD算法的SAR图像去噪 被引量:2
20
作者 赵杰 王配配 《郑州大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2017年第2期72-77,共6页
针对合成孔径雷达图像(synthetic aperture radar,SAR)斑点噪声影响的问题,提出了一种基于非下采样剪切波变换域(non-subsample shearlet transform,NSST)加权核范数最小化(weighted nuclear norm minimization,WNNM)和核各向异性扩散(k... 针对合成孔径雷达图像(synthetic aperture radar,SAR)斑点噪声影响的问题,提出了一种基于非下采样剪切波变换域(non-subsample shearlet transform,NSST)加权核范数最小化(weighted nuclear norm minimization,WNNM)和核各向异性扩散(kernel anisotropic diffusion,KAD)的SAR图像去噪方法.首先预估计SAR图像的全局噪声方差,其次对SAR图像进行对数变换,将图像的相干斑乘性噪声转化为加性噪声,然后对SAR图像进行NSST变换分解,将图像分为低频分量和多个高频分量.对分解后的低频分量和高频分量分别用WNNM算法和KAD进行去噪处理,最后用处理后的结果进行NSST重构得到去噪图像.给出了该算法的详细实现过程,并把它与之前的WNNM算法和非下采样shearlet变换算法进行了比较.实验结果表明,峰值信噪比相较于WNNM算法提高了约0.3 d B,而且更好地保存了图像的局部结构,并实现了良好的主观视觉效果. 展开更多
关键词 合成孔径雷达图像去噪 非下采样剪切波变换 加权核范数最小化 核各向异性扩散
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