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A scheme for coherence-enhancing diffusion filtering with optimized rotation invariance
Weickert, Joachim
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Scharr, Hanno
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URL:
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http://ub-madoc.bib.uni-mannheim.de/1837
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URN:
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urn:nbn:de:bsz:180-madoc-18377
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Dokumenttyp:
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Arbeitspapier
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Erscheinungsjahr:
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2000
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Titel einer Zeitschrift oder einer Reihe:
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None
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Sprache der Veröffentlichung:
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Englisch
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Einrichtung:
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Fakultät für Wirtschaftsinformatik und Wirtschaftsmathematik > Sonstige - Fakultät für Wirtschaftsinformatik und Wirtschaftsmathematik
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MADOC-Schriftenreihe:
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Veröffentlichungen der Fakultät für Mathematik und Informatik > Institut für Informatik > Technical Reports
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Fachgebiet:
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004 Informatik
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Fachklassifikation:
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MSC:
68U10 ,
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Normierte Schlagwörter (SWD):
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Bildverarbeitung , Anisotrope Diffusion , Skalenraum , Rotationsinvarianz , Finite-Differenzen-Methode
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Freie Schlagwörter (Englisch):
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image processing , anisotropic diffusion , scale-spaces , rotation invariance , filter design , finite differences , analytical solutions
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Abstract:
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For strongly directed anisotropic processes such as coherence-enhancing diffusion filtering it is crucial to use numerical schemes with highly accurate directional behavior. We show that this is not possible in a satisfactory way when discretizations are limited to 3 x 3 stencils. As a consequence, we investigate a novel algorithm based on 5 x 5 stencils. It utilizes recently discovered differentiation filters with optimized rotation invariance. By juxtaposing it with several common algorithms we demonstrate its superior behavior with respect to the following properties: rotation invariance, avoidance of blurring artifacts (dissipativity), and accuracy. The latter one is evaluated by deriving an analytical solution for coherence-enhancing diffusion filtering of images with circular symmetry. Furthermore, we show that the new scheme is 3 to 4 times more efficient than explicit schemes on 3 x 3 stencils. It does not require to solve linear systems of equations, and it can be easily implemented in any dimension.
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Zusätzliche Informationen:
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