Links ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ |
Image Modeling and Enhancement via
Structured Sparse Model Selection ¡¡ Guoshen Yu, Guillermo Sapiro and St¨¦phane Mallat ¡¡ ¡¡ An evolved version of this work: G.Yu, G. Sapiro, S. Mallat, Solving Inverse Problems with Piecewise Linear Estimators: From Gaussian Mixture Models to Structured Sparsity, submitted to IEEE Trans. on Image Processing, 2010. ¡¡ ¡¡ Structured Sparse Model Selection (SSMS) in a few words: ¡¡ Structured sparse model selection (SSMS) is a novel sparse image representation framework. The corresponding modeling dictionary, as illustrated in Fig. 1, is comprised of a family of learned orthogonal bases. For an image patch, a model is first selected from this dictionary through linear approximation in a best basis, and the signal estimation is then calculated with the selected model. ¡¡ ¡¡
¡¡
Fig. 1. Sparse signal models. Left: the
conventional overcomplete dictionary model. In ¡¡ ¡¡ SSMS has the following features: ¡¡
The orthogonal bases in the SSMS dictionary have clear interpretation. Each basis captures a feature of the image, for example contours at a certain orientation.
¡¡ ¡¡ References:
¡¡ Experimental results: ¡¡ ¡¡ Degraded images are contaminated by Gaussian white noise of standard deviation ¦Ò. From left to right: original image, noisy image, SSMS denoising results. ¡¡
¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ II. Inpainting ¡¡ Degraded images are randomly masked by 60%. Inpainting seeks to fill the "holes" in the mask. From left to right: original image, masked image, SSMS inpainting results. ¡¡
¡¡ ¡¡ ¡¡ III. Deblurring ¡¡ Degraded images are blurred by a Gaussian kernel of standard deviation ¦Òb and contaminated by Gaussian white noise of standard deviation ¦Òn. Image boundaries of width 8 are cropped to avoid border effect. From left to right: original image, blurred and noisy image, SSMS deblurring results. ¡¡
¡¡ ¡¡ ¡¡ Comparison with state-of-the-art methods ¡¡ I. Denoising ¡¡ ¡¡
¡¡ ¡¡
Denoising performance (in PSNR). Top left:
NLmeans [2]. Top ¡¡ ¡¡ II. Inpaiting ¡¡
¡¡
Inpainting performance (in PSNR). Top
left: [5]. Top right: ¡¡ III. Deblurring ¡¡
¡¡
Deblurring performance (in PSNR). The left
column specifies the ¡¡ ¡¡ ¡¡ ¡¡ References [1] G.Yu, G. Sapiro and S. Mallat, Image enhancement via structured sparse model selection, submitted to IEEE International Conference on Image Processing (ICIP), 2010. [2] A. Buades, B. Coll, and J.M. Morel. A review of image denoising algorithms, with a new one. SIAM MMS, 4(2):490¨C530, 2006. [3] M. Elad and M. Aharon. Image denoising via sparse and redundant representations over learned dictionaries. IEEE Trans on Image Processing, 15(12):3736¨C3745, 2006. [4] M. Elad, J.L. Starck, P. Querre, and DL Donoho. Simultaneous cartoon and texture image inpainting using morphological component analysis (MCA). ACHA, 19(3):340¨C358, 2005. [5] O.G. Guleryuz. Nonlinear approximation based image recovery using adaptive sparse reconstructions and iterated denoising-Part II: Adaptive algorithms. IEEE Trans on Image Processing, 15, 2006. [6] Y. Lou, A. Bertozzi, and S. Soatto. Direct sparse deblurring. Technical Report, CAM-UCLA, 2009. [7] R. Neelamani, H. Choi, and R. Baraniuk. Forward: Fourier-wavelet regularized deconvolution for ill-conditioned systems. IEEE Trans on signal processing, 52(2):418¨C433, 2004. [8] J. Portilla, V. Strela, M.J. Wainwright, and E.P. Simoncelli. Image denoising using scale mixtures of Gaussians in the wavelet domain. IEEE Trans on Image Processing, 12(11):1338¨C1351, 2003. [9] M.J. Fadili, J.L. Starck, and F. Murtagh. Inpainting and zooming using sparse representations. The Computer J, 52(1):64, 2009. ¡¡ |