Sparse representation of real-life images is a very effective approach in imaging applications, such as denoising. In recent years, with the growth of computing power, data-driven strategies exploiting the redundancy within patches extracted from one or several images to increase sparsity have become more prominent. This paper presents a novel image denoising algorithm exploiting such an image-dependent basis inspired by the quantum many-body theory. Based on patch analysis, the similarity measures in a local image neighborhood are formalized through a term akin to interaction in quantum mechanics that can efficiently preserve the local structures of real images. The versatile nature of this adaptive basis extends the scope of its application to image-independent or image-dependent noise scenarios without any adjustment. We carry out a rigorous comparison with contemporary methods to demonstrate the denoising capability of the proposed algorithm regardless of the image characteristics, noise statistics and intensity. We illustrate the properties of the hyperparameters and their respective effects on the denoising performance, together with automated rules of selecting their values close to the optimal one in experimental setups with ground truth not available. Finally, we show the ability of our approach to deal with practical images denoising problems such as medical ultrasound image despeckling applications.


翻译:在图像应用中,例如分解,真实生活图像的偏差描述是一种非常有效的方法。近年来,随着计算能力的增长,数据驱动战略利用从一个或数个图像中提取的补丁中的冗余来增加宽度,因此变得更加突出。本文件展示了利用量子多体理论所启发的这种依赖图像的基础的新颖的图像脱色算法。根据补丁分析,当地图像周边的类似度度措施通过类似于量子力学互动的术语正式化,从而能够有效地保存真实图像的本地结构。这一适应基础的多功能性将其应用范围扩大到不作任何调整的图像独立或依赖图像的噪音假设情景。我们与当代方法进行了严格的比较,以展示拟议算法的除色能力,而不论图像特征、噪音统计和强度如何。我们展示了超光谱仪的特性及其对分解性性表现的各自影响,同时通过自动规则选择在实验性设定的地面事实中接近于最佳值。最后,我们展示了我们处理超视像的医学问题的方法的能力。

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