Modelo híbrido de lattice Boltzmann para difusión no lineal y reducción de ruido en imágenes
Autores: Ilyin, Oleg
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelo híbrido de lattice Boltzmann para difusión no lineal y reducción de ruido en imágenes
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Nueva aproximación
Eliminación de ruido en imágenes
Solución numérica
Ecuación de difusión no lineal
Modelo de Boltzmann en red
Ecuación tipo Perona-Malik
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
En el presente documento, se propone un enfoque novedoso para la reducción de ruido en imágenes basado en la solución numérica de la ecuación de difusión no lineal. La ecuación tipo Perona-Malik se resuelve empleando un modelo híbrido de red de Boltzmann con cinco velocidades discretas. En este método, las regiones con valores grandes del coeficiente de difusión se modelan con el esquema de red de Boltzmann para el cual se reducen los defectos hiper-viscosos, mientras que otras regiones se modelan con el modelo convencional de red de Boltzmann. El nuevo método nos permite resolver ecuaciones tipo Perona-Malik con pasos de tiempo relativamente grandes y buena precisión. En experimentos numéricos, se considera la eliminación de ruido tipo sal y pimienta, moteado y ruido gaussiano. Para el ruido tipo sal y pimienta, el esquema novedoso proporciona mejores relaciones pico-señal a ruido en problemas de reducción de ruido en imágenes en comparación con el enfoque estándar de red de Boltzmann. Para ciertos valores no pequeños de pasos de tiempo, el nuevo modelo muestra mejores resultados para el moteado y el ruido gaussiano en promedio.
Descripción
En el presente documento, se propone un enfoque novedoso para la reducción de ruido en imágenes basado en la solución numérica de la ecuación de difusión no lineal. La ecuación tipo Perona-Malik se resuelve empleando un modelo híbrido de red de Boltzmann con cinco velocidades discretas. En este método, las regiones con valores grandes del coeficiente de difusión se modelan con el esquema de red de Boltzmann para el cual se reducen los defectos hiper-viscosos, mientras que otras regiones se modelan con el modelo convencional de red de Boltzmann. El nuevo método nos permite resolver ecuaciones tipo Perona-Malik con pasos de tiempo relativamente grandes y buena precisión. En experimentos numéricos, se considera la eliminación de ruido tipo sal y pimienta, moteado y ruido gaussiano. Para el ruido tipo sal y pimienta, el esquema novedoso proporciona mejores relaciones pico-señal a ruido en problemas de reducción de ruido en imágenes en comparación con el enfoque estándar de red de Boltzmann. Para ciertos valores no pequeños de pasos de tiempo, el nuevo modelo muestra mejores resultados para el moteado y el ruido gaussiano en promedio.