扩散滤波实现图像增强

扩散滤波实现图像增强，包括高斯滤波预处理，梯度计算，结构张量计算，扩散张量计算，数值离散以及增强效果评估代码

%%%%%%%%%%%%%%扩散滤波函数%%%%%%%%%%%%%%
function [uttn] = CoherenceFilter（uOptions）
%COHERENCEFILTER函数用来进行2D灰度图像的一致性扩散增强，该方法可以在保护边缘的同时降低图像噪声，并平滑图像由于噪声导致的边缘断裂
% Iout = CoherenceFilter（Iin Options）
%输入：
%   Iin     : 2D灰度图像
%   Options : 滤波的各个参数
%输出：
%   Iout    : 处理后的图像
% Options
%   Options.T      :  总的扩散时间
%   Options.dt     :  扩散时间步长 五种扩散方案默认值为0.2
%   Options.sigma  :  高斯滤波的Sigma值，默认为1                  
%   Options.rho    :  计算结构张量时高斯平滑的Sigma值，默认为1
%   Options.Scheme :  用数值表示各扩散方案
%                     ‘S‘标准离散化
%                     ‘N‘非负离散化
%                     ‘I‘隐式离散化
%                     ‘R‘旋转不变方案，标准离散化（隐式）5x5内核模板（默认）
%                     ‘O‘优化的求导内核
%   Weickert方程中决定扩散幅度的常量
%   Options.C      :  默认值为 1e-10
%   Options.m      :  默认值为 1
%   Options.alpha  :  默认值为 0.001
%算法分析：
%   1对图像进行高斯预处理；
%   2计算结构张量、特征值、特征向量；
%     （图像边缘给出特征值 特征向量指向最大特征值的方向，用来描述边缘方向）
%   3 计算扩散张量；
%   4 用一个有限差分方案来进行扩散；
%   5 回到步骤1，直到达到规定的扩散时间.
%
% 注释
% 标准和非负的扩散仅允许小的扩散时间步长，不然离散会变得不稳定；隐式、旋转不变和优化扩散方案允许大的扩散时间步长。 
% 举例2D
%   I = im2double（imread（‘LUNG2‘））;
%   I = rgb2gray（I）;
%   JS = CoherenceFilter（Istruct（‘T‘1‘rho‘1‘Scheme‘‘S‘））;
%   JN = CoherenceFilter（Istruct（‘T‘1‘rho‘1‘Scheme‘‘N‘））;
%   JI = CoherenceFilter（Istruct（‘T‘1‘rho‘1‘Scheme‘‘I‘））;
%   JR = CoherenceFilter（Istruct（‘T‘1‘rho‘1‘Scheme‘‘R‘））;
%   JO = CoherenceFilter（Istruct（‘T‘1‘rho‘1‘Scheme‘‘O‘））;
%   figure 
%   subplot（231） imshow（I） title（‘原始图像‘）;
%   subplot（232） imshow（JS） title（‘标准方案‘）;
%   subplot（233） imshow（JN） title（‘非负方案‘）;
%   subplot（234） imshow（JI） title（‘隐式方案‘）;
%   subplot（235） imshow（JR） title（‘旋转不变方案‘）;
%   subplot（236） imshow（JO） title（‘优化方案‘）;
%
%增加所有所需函数的路径

try %用到try catch 函数：如果执行try语段出错，转而执行catch语段
    functionname=‘CoherenceFilter.m‘;
    functiondir=which（functionname）;
    functiondir=functiondir（1:end-length（functionname））;
    addpath（[functiondir ‘/functions2D‘]）%将functions2D文件夹添加到matlab搜索路径
    addpath（[functiondir ‘/functions‘]）%将functions文件夹添加到matlab搜索路径
catch me
    disp（me.message）;
end

%设置默认参数
defaultoptions=struct（‘T‘2‘dt‘[]‘sigma‘ 1 ‘rho‘ 1‘Scheme‘‘S‘  ‘C‘ 1e-10 ‘m‘1‘alpha‘0.001）;

if（~exist（‘Options‘‘var‘））%如果不存在输入参数，则使用默认参数
    Options=defaultoptions;
else %否则的话，使用用户输入的参数
    tags = fieldnames（defaultoptions）;%fieldnames：将defaultoptions结构体中的变量名赋值给tags
    for i=1:length（tags）
        if（~isfield（Optionstags{i}））  Options.（tags{i}）=defaultoptions.（tags{i}）; end %isfield：判断输入是否是结构体数组的成员
    end
    if（length（tags）~=length（fieldnames（Options）））
        warning（‘CoherenceFilter:unknownoption‘‘unknown options found‘）;
    end
end

if（isempty（Options.dt））%如果用户没有输入dt值，则取以下默认值
    switch lower（Options.Scheme） 
      case ‘s‘ Options.dt=0.2;
      case ‘n‘ Options.dt=0.2;
      case ‘i‘ Options.dt=0.2;
      case ‘r‘ Options.dt=0.2;
      case ‘o‘ Options.dt=0.2;  
      otherwise
        error（‘CoherenceFilter:unknownoption‘‘unknown scheme‘）;
    end
end
    
%%%%%%%%各向异性扩散的主循环程序%%%%

 属性            大小     日期    时间   名称
----------- ---------  ---------- -----  ----

     文件        429  2013-05-09 16:45  二维扩散滤波用于图像增强\functions2D\ConstructDiffusionTensor2D.m

     文件        591  2013-05-23 11:04  二维扩散滤波用于图像增强\functions2D\diffusion_scheme_2D_rotation_invariant.m

     文件       1766  2013-05-23 11:04  二维扩散滤波用于图像增强\functions2D\diffusion_scheme_2D_implicit.m

     文件       2112  2013-05-23 11:04  二维扩散滤波用于图像增强\functions2D\diffusion_scheme_2D_optimized.m

     文件       1221  2013-05-23 11:05  二维扩散滤波用于图像增强\functions2D\diffusion_scheme_2D_standard.m

     文件       1016  2013-05-23 11:05  二维扩散滤波用于图像增强\functions2D\EigenVectors2D.m

     文件       1636  2013-05-10 14:06  二维扩散滤波用于图像增强\functions2D\diffusion_scheme_2D_non_negativity.m

     文件        580  2013-05-10 16:51  二维扩散滤波用于图像增强\functions2D\StructureTensor2D.m

     文件       2257  2013-05-23 10:59  二维扩散滤波用于图像增强\functions\imgaussian.m

     文件        912  2013-05-23 11:02  二维扩散滤波用于图像增强\functions\derivatives.m

     文件       1141  2013-05-23 14:40  二维扩散滤波用于图像增强\test_shiyan1.m

     文件       5247  2013-05-23 11:03  二维扩散滤波用于图像增强\CoherenceFilter.m

     文件       1511  2013-05-23 14:48  二维扩散滤波用于图像增强\test_shiyan2.m

     文件       1256  2013-05-23 11:03  二维扩散滤波用于图像增强\compare.m

     文件     177742  2013-04-17 09:29  二维扩散滤波用于图像增强\LUNG2.png

     目录          0  2013-05-29 16:11  二维扩散滤波用于图像增强\functions2D

     目录          0  2013-05-29 16:11  二维扩散滤波用于图像增强\functions

     目录          0  2013-05-29 16:11  二维扩散滤波用于图像增强

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