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ALMOST THERE
authorBjørn Rustad <bjorn@rustad.me>
Sat, 7 Feb 2015 15:57:37 +0000 (16:57 +0100)
committerBjørn Rustad <bjorn@rustad.me>
Sat, 7 Feb 2015 15:57:37 +0000 (16:57 +0100)
conclusion.tex
continuous.tex
discrete.tex
introduction.tex
main.tex
methods.tex

index e44790e8454e086715093551c55326ecca2c579c..0d528404b9b7345d0d43f4ed5e3751c199aecd94 100644 (file)
@@ -6,7 +6,7 @@ can be extended using an anisotropy tensor, and how this fits into the
 discretization and graph cut framework used in my project work
 \cite{project}. The anisotropy tensor was introduced in hopes of
 reducing the amount of regularization applied across edges in the image,
-and by that prevent contrast loss. It was
+and by that preventing contrast loss. It was
 constructed based on the structure tensor which contains local information
 about edge direction and steepness.
 
@@ -25,10 +25,10 @@ graphs appearing in imaging applications. They were both described and
 implemented.
 
 A goal was to give readers a good understanding of the inner workings
-of the method, as well as everything necessary for a working
-implementation. Thus we put effort into describing all steps, from the
-initial continuous formulation, to the discretization, and the maximum
-flow algorithms in the end.
+of the method, as well as all details necessary for a working
+implementation. Thus we put effort into describing all steps going from the
+initial continuous formulation, to the discretization, and finally the maximum
+flow algorithms.
 
 %Effort was put into giving a complete overview of the method, describing
 %each part needed to go from the initial continuous problem, to the
@@ -47,7 +47,7 @@ it can have positive effects on contrast loss as well as method noise.
 Further work is possible in the study of the continuous problem, its
 well-foundedness, and also the anisotropic coarea and Cauchy--Crofton
 formulas, which can be studied on a measure-theoretic foundation. Also,
-the construction of the tensor offers choices that can be explored
+the construction of the anisotropy tensor offers choices that can be explored
 further.
 
 Regarding the discretization, the choice of neighborhood stencil also
@@ -55,7 +55,7 @@ allows for further discussion, as approximation error can be traded for
 algorithm performance. One particular possibility would be the
 application of non-uniform stencils with varying stencil size depending
 on the local level of detail. This could give better performance without
-sacrificing too much in solution accuracy.
+sacrificing too much solution accuracy.
 
 %Because we have spread our attention across all parts of the restoration
 %method, it is also possible to go deeper into the theory behind all of
index 77713a47cb6efad29fc2f91c25744e5771c80ed5..330fc6cde070c5cd6248af8c5ede274adef44edf 100644 (file)
@@ -29,18 +29,19 @@ the anisotropic total variation
     \TVA(u) = \int_\Omega \sqrt{\nabla u(x)^T A(x) \nabla u(x)} \, dx
     \label{eq:aniso_tv_sqrt}
 \end{equation}
+\nomenclature{$A(x)$}{Anisotropy tensor}%
 for all $u \in C^1(\Omega)$. We assume here that $A(x)$ is continuous
 and positive definite,
 and we will later need the eigenvalues of $A(x)$ to be uniformly bounded
 below and above. If $A(x)$ is the identity matrix we get the
 regular total variation found in \eqref{eq:first_min_presentation}.
-When reducing the regular total variation, we will also try to reduce
+When minimizing the regular total variation, we will also try to reduce
 the variation over known edges in the image. This can lead to unwanted
 contrast loss, especially in fine details.
 By controlling $A(x)$ such that the contribution of $\nabla u(x)$ is
 reduced across known edges, we hope to retain the regularization
-properties of the original method while reducing some of the negative
-effects. If the variation across an edge is ``ignored'' by the
+properties of the original method while reducing this contrast loss.
+If the variation across an edge is ``ignored'' by the
 functional, there is no gain in reducing the height of the edge as
 before.
 
@@ -120,6 +121,7 @@ Edges can be found in many different ways, but as suggested by Weickert
 in his book on Anisotropic Diffusion \cite{weickert1998anisotropic}, and
 briefly mentioned in Section~\ref{sec:anisotropic_diffusion}, a good
 starting point is the \emph{edge detector} $\nabla f_\sigma$.
+\nomenclature{$\nabla f_\sigma$}{Edge detector}%
 The image is smoothed by a Gaussian filter as described in
 Section~\ref{sec:diffusion_filtering}: $f_\sigma = K_\sigma * \tilde{f}$,
 where $\tilde{f}$ is the symmetric extension of the initial image $f$ in
@@ -175,7 +177,7 @@ positive semi-definite, just like $S_0(x)$. In addition, when $\rho >
 $\mathbb{R}$.
 
 We order the two real
-eigenvalues $\lambda_1 \geq \lambda_2$ with corresponding eigenvectors
+eigenvalues such that $\lambda_1 \geq \lambda_2$ and denote the corresponding eigenvectors
 $v_1$ and $v_2$. From the characteristic polynomial of $S_\rho(x) =
 (\begin{smallmatrix} s_{11} & s_{12} \\ s_{12} & s_{22}
 \end{smallmatrix})$ we obtain a closed form
@@ -227,7 +229,7 @@ and for $\sigma_1$ and $\sigma_2$ we choose
     \end{aligned}
     \label{eq:sigma_construction}
 \end{equation}
-\nomenclature{$\omega$}{Anisotropy parameter}
+\nomenclature{$\omega$}{Anisotropy parameter}%
 Thus the eigenvectors of $A(x)$ and $S_\rho(x)$ are equal, while the
 eigenvalues are different. A visualization of the two tensors can be
 seen in Figure~\ref{fig:tensor_viz} where the two tensors are shown at
@@ -244,24 +246,26 @@ edge, will be small.
 
 Around corners $A(x)$ will be close to the identity matrix, which gives
 regularization similar to smooth areas. This is one possible down-side
-of this tensor choice.
+of this tensor choice, as rounded corners may occur.
 
 The parameter $\omega$ controls the amount of anisotropy in the method,
-such that if it is very large we are left with the identity matrix. Note
+such that if it is very large we are left with the identity matrix and
+our method becomes the regular total variation method. Note also
 that changing the parameter $\omega$ implicitly affects the amount of
 regularization applied. For an image $u$, decreasing $\omega$ will, all
 else being equal, decrease the lowest eigenvalue of $A(x)$ and in turn
 decrease the anisotropic total variation $\TVA(u)$.
 
 For the case where $\lambda_1 = \lambda_2$, the $U(x)$ in our
-decomposition is not well-defined. This is not a problem though, since
+decomposition is not well-defined. This is not a problem however, since
 $\Sigma(x)$ will be the identity matrix, so any orthogonal matrix will
 suffice for $U(x)$.
 
 Note that the eigenvalues of $S_\rho$ are continuous, and so are the
 eigenvectors (ignoring their sign) except possibly when $\lambda_1 =
 \lambda_2$. Thus $A$ is also continuous except possibly in these points.
-When $\lambda_1 = \lambda_2$ however, the eigenvalues of $A$ will both
+When $\lambda_1 = \lambda_2$ however, the eigenvalues $\sigma_1$ and
+$\sigma_2$ of $A$ will both
 be 1, and $A$ is the identity matrix. Thus we can argue that if
 $S_\rho(x) \to \lambda I$ then $A(x) \to I$ and $A$ is continuous in all
 of $\Omega$.
@@ -287,7 +291,7 @@ The basic things we ask of our functional
 to have a \emph{well-posed} problem are lower semi-continuity
 and coercivity for existence, and convexity for uniqueness. We restrict
 ourself to $L^2(\Omega)$ which makes sense with our fidelity term,
-assuming that $f \in L^2(\Omega)$ initially.
+assuming that $f \in L^2(\Omega)$.
 
 We consider the weak topology, as it will allow us to arrive at an
 existence result relatively easily.
@@ -760,8 +764,8 @@ integration theory see for example \cite{bartle1995elements}.
 \end{proof}
 This coarea formula is our first step in transforming the anisotropic
 total variation into an easily discretizable expression. It allows us to
-consider each level $\lambda$ separately when calculating the total
-variation.
+consider each level $\lambda$ separately when calculating the
+anisotropic total variation.
 
 The anisotropic total variation of the thresholded images occurring in
 the anisotropic coarea formula is very much related to the size of the
@@ -805,8 +809,9 @@ level sets of any function $u \in \BV(\Omega)$ will not be considered
 here, but can for the isotropic case be found in for example
 \cite[Section 5.4 and 5.5]{ziemer1989}.
 
-The anisotropic coarea formula allows us to transform the anisotropic
-total variation such that we are left with minimizing the following
+Using the anisotropic coarea formula and inserting the anisotropic
+perimeter definition we transform the anisotropic
+total variation and are left with the problem of minimizing the following
 functional
 \begin{equation}
     F(u) = \int_\Omega (u - f)^2 \, dx + \beta \, \int_{-\infty}^\infty
@@ -868,7 +873,7 @@ If our space is equipped with a metric tensor $M(x)$ such that the inner
 product of two vectors $a$ and $b$ in a point $x$ is calculated as
 $\langle a, b\rangle_M = \langle a, M(x) b \rangle$, then the length of
 a curve $\gamma$ parametrized by some parameter $t$ becomes
-\nomenclature{$M(x)$}{A metric tensor}%
+\nomenclature{$M(x)$}{The metric tensor}%
 \nomenclature{$\abs{C}$}{The length of the curve $C$}%
 \nomenclature{$\abs{C}_M$}{The length of the curve $C$ calculated using
 the metric tensor $M$}%
@@ -940,7 +945,7 @@ by a sum over all these lines.
         \end{pmatrix}
     \end{align}
     As $U$ and $U^T$ correspond to rotations and our measure
-    $\mathcal{L}$ is invariant under rigid motions, $U$ and $U^T$ do not
+    $\mathcal{L}$ is invariant under rotations, $U$ and $U^T$ do not
     have direct contributions to the Jacobian. They do however affect the
     input angle of the operator $\Lambda$ such that $J_M(\ell_{\phi,
     \rho}) = J_{\Sigma^2}(U^T \ell_{\phi, \rho})$. Thus we will now
@@ -1177,7 +1182,6 @@ In the Euclidean case, which here would amount to setting the anisotropy
 tensor $A$ equal to the identity matrix $I$, the perimeter coincides
 nicely with the length of the boundary curve, assuming some regularity
 for the boundary.
-
 In the general case we need
 to be more careful. As can be seen in \eqref{eq:perimeter_calc}, the
 anisotropic perimeter is calculated by integrating the norm of the
@@ -1227,22 +1231,23 @@ depend continuously on the coefficients of the
 elements in
 the structure tensor $S_\rho(x)$. The extreme value theorem states that
 a continuous real-valued function on a nonempty compact
-space is bounded above. Thus the eigenvalues $s_1 \geq s_2$ of $S_\rho(x)$
+space is bounded above. Thus the eigenvalues $\lambda_1 \geq \lambda_2$ of $S_\rho(x)$
 are bounded above. Moreover, by the construction in
 \eqref{eq:sigma_construction}, there exists uniform bound $k$ such that
 the smallest eigenvalue $\sigma_1$ of the anisotropy tensor $A(x)$ is bounded away
 from zero, as
 \begin{equation}
     \sigma_1 = \left(1
-    + \frac{(s_1 - s_2)^2}{\omega^2}\right)^{-1} \geq \left(1 +
-    \frac{s_1^2}{\omega^2}\right)^{-1} \geq k > 0.
+    + \frac{(\lambda_1 - \lambda_2)^2}{\omega^2}\right)^{-1} \geq \left(1 +
+    \frac{\lambda_1^2}{\omega^2}\right)^{-1} \geq k > 0.
 \end{equation}
 Hence our metric tensor $M(x) = P A(x) P^T$ is continuous and positive
-definite with bounded eigenvalues and thus the curve length calculation in
+definite with bounded eigenvalues $k \leq \sigma_1 \leq \sigma_2 \leq K
+= 1$ and thus the curve length calculation in
 \eqref{eq:per_to_length2} fulfills all the assumptions of the
 anisotropic Cauchy--Crofton formula in
 Theorem~\ref{thm:riemannian_cauchy_crofton}.
-Thus we can apply the formula to calculate the
+Hence we can apply the formula to calculate the
 perimeter in \eqref{eq:per_to_length2} as
 \begin{equation}
     \PerA(U; \Omega) = \int_\mathcal{L} \sum_{x \in
@@ -1281,6 +1286,3 @@ have chosen a construction where one eigenvalue is always 1, while the
 other varies from 1 in smooth areas towards 0 around edges, with the
 corresponding eigenvector perpendicular to the edge. 
 
-As mentioned previously, these transformations are motivated by the
-discretization that follows in the next chapter.
-
index 0cd9f22a8d406d21b42db380f5ec53a4c5a31357..30d4ddc83dc23bd0ac4227070c3d42f5a3572519 100644 (file)
@@ -140,8 +140,8 @@ a line of that family intersecting it.
 
 The set of lines can then be represented by the neighborhood of a pixel as
 shown in Figure~\ref{fig:line_neigh}. We write $\mathcal{N}(x)$ for the
-neighborhood of grid point $x$. Thus if there is an edge $e_{ab}$ in our
-discretization $\mathcal{L}_D$, then $a \in \mathcal{N}(b)$. Extending the edges shown in
+neighborhood of grid point $x$.
+Extending the edges shown in
 Figure~\ref{fig:line_neigh} gives all lines going through the point considered.
 Figure~\ref{fig:line_family} shows all lines of a given family, i.e.\
 lines having the same angle parameter $\phi$.
@@ -298,7 +298,7 @@ be monotonically decreasing in increasing level values, i.e.\
     \forall x \in \mathcal{G}.
     \label{eq:decreasing_sets}
 \end{equation}
-Later we will present a graph cut algorithm that find the thresholded
+Later we will present two graph cut algorithms that find the thresholded
 images minimizing each level, \emph{while guaranteeing that they meet
 this requirement.}
 
@@ -404,7 +404,7 @@ having the same angle $\phi$ to the $x$-axis.
 This construction can be seen in Figure~\ref{fig:square_cons} for $n =
 5$.
 The maximal angle between two lines $\phi_k - \phi_{k-1}$ will always be
-when one of $\phi_k$ or $\phi_{k-1}$ is horizontal or vertical, shown in
+when one of $\phi_k$ and $\phi_{k-1}$ is horizontal or vertical, shown in
 Figure~\ref{fig:square_cons} as the angle $a$.
 Thus the
 largest $\Delta \phi_k$ will be when $\phi_k = \sfrac{m \pi}{2}$ for $m
index 994e92598b0898a7dc253c7db8d3895604a227b8..51dd9d5cfe25352e4ee1f27972dc3e945af12cd5 100644 (file)
@@ -16,16 +16,18 @@ traveling to your sensor, dust on your lens, and many other sources.
 Therefore
 numerous different approaches to denoising exist, each having their own
 strengths and weaknesses. Some of these are introduced in
-Chapter~\ref{chap:methods}, all having the weakness that edges in the
-original are smoothed over.
+Chapter~\ref{chap:methods}, and one of the main challenges they all face
+is the
+recovery of edges.
 
 A method well known for recovering edges is the total variation
 method, as the total variation does not favor smooth gradients over
-edges. In my project work~\cite{project}, I described how a graph cut
-framework can be used to obtain a numerical
-solution in a total variation based
-image restoration method.
-The method consisted of trying to reduce the total variation of the
+edges.
+I gave an overview of this method in my project work~\cite{project},
+where I used a graph cut
+framework to obtain a numerical
+solution.
+The method consists of trying to reduce the total variation of the
 image, while still staying ``close'' to the original.
 
 A problem with the total varation method is that
@@ -35,11 +37,11 @@ We extend the method by introducing an anisotropy
 tensor into the total variation, thus making it directionally dependent.
 This means we can control the regularization
 applied to the image based on position and direction. The main idea is then to reduce
-the regularization across edges in the image. Information about the
-edges are extracted using the structure tensor.
+the regularization applied across edges in the image, while we still
+regularize along them.
 
-This continuous problem is a convex minimization problem, and many
-optimization approaches exist. However, we choose to discretize in such
+The variational problem we obtain is a convex minimization problem, and many
+optimization approaches exist. We choose to discretize in such
 a way that we can apply the same graph cut framework used in my project
 work~\cite{project}. Through the coarea formula, the functional is
 decomposed into a sequence of minimization problems, one for each level of the image.
@@ -57,13 +59,17 @@ to find minimum cuts corresponding to minimizers of the discrete
 functionals. The push-relabel algorithm is considered to be the fastest
 and most versatile for general graphs, while the Boykov--Kolmogorov
 algorithm is specially tailored for the type of graphs we find in these
-kinds of imaging applications.
+kinds of imaging applications. We describe every part of the method in
+detail such that it can be easily implemented by the reader. In
+addition, a \cpp{} implementation is attached.
 
 In the end we present numerical results that show how the
 different parameters affect the restoration, and we look into and explain some
 artifacts caused by approximations in the discretization. Further we look at how the
-introduction of the anisotropy in some cases amend some of the
-weaknesses of the total variation method.
+introduction of the anisotropy in certain cases amend some of the
+weaknesses of the total variation method. We particularly look at how
+contrast loss is reduced in images containing thin structures such as
+fingerprints.
 
 %artifacts caused by approximations in the discretization, and how they
 %affect the restoration.
index 7d473b17bfe586b946845669699f07e2467391ec..6d3a81d8707d4f0de58a51002e2de2e1000a697e 100644 (file)
--- a/main.tex
+++ b/main.tex
@@ -19,6 +19,8 @@
 %Options: Sonny, Lenny, Glenn, Conny, Rejne, Bjarne, Bjornstrup
 \usepackage[Lenny]{fncychap}
 
+%\mathtoolsset{showonlyrefs=true}
+
 \newminted{c++}{fontsize=\tiny}
 
 \usepackage{polyglossia}
@@ -116,19 +118,28 @@ In this
 thesis we consider a particular kind of edge-enhancing image restoration method based on
 total variation. We want to address the fact that the total variation
 method in
-some cases leads to contrast loss in thin structures, and so
+some cases leads to contrast loss in thin structures. To reduce the
+contrast loss
 a directional dependence is introduced
 through an
-anisotropy tensor. The tensor controls the regularization applied based on
-position and direction, and is
-constructed using edge information extracted from the noisy image. In
-order to minimize the resulting functional, it is discretized in such a
-way that we can construct graphs where minimum cuts correspond to
-minimizers of the discrete functional. This transformation is made
-possible by a coarea and Cauchy--Crofton formula.
-We end with some experiments on the different parameters to see how the
-method can be controlled and we show that the introduced anisotropy in
-some cases improve the results.
+anisotropy tensor.
+The tensor controls the regularization applied based on
+the position in the image and the direction of the gradient. It is
+constructed using edge information extracted from the noisy image.
+We optimize the resulting functional using a graph cut framework;
+%In
+%order to minimize the resulting functional, it is discretized in such a
+%way that we can construct graphs where minimum cuts correspond to
+%minimizers of the discrete functional.
+%This transformation is made
+a discretization which is made
+possible by a coarea and a Cauchy--Crofton formula.
+%We end with some experiments on the different parameters to see how the
+%method can be controlled and we show that the introduced anisotropy in
+%some cases improve the results.
+In the end we perform numerical studies, experiment with the parameters and
+discuss the results.
+
 
 %There are numerous methods for image denoising and restoration. In this
 %thesis we consider a total variation based method modified with an
@@ -162,7 +173,17 @@ some cases improve the results.
 
 \section*{Sammendrag}
 
-Lololol.
+I denne master-avhandlingen ser vi på en spesifikk kant-bevarende
+støyfjerningsalgoritme basert på «total variation». Vi vil ta for oss
+at «total variation» i noen tilfeller fører til tap av kontrast i
+detaljer og tynne strukturer. For å redusere kontrast-tapet introduserer
+vi en retningsavhengig anisotrop tensor. Denne tensoren kontrollerer
+støyfjerningen basert på posisjonen i bildet, og retningen til
+gradienten. Den blir konstruert basert på kant-informasjon fra det
+opprinnelige støyete bildet. Vi optimerer funksjonalen ved hjelp av et
+graf-kutt-rammeverk, som er gjort mulig ved hjelp av en coarea- og en
+Cauchy--Crofton-likning. Vi avslutter med en numerisk studie og
+exprimentering på parametrene og diskusjon av resultatene.
 
 \vspace*{\fill}
 
@@ -172,6 +193,9 @@ Lololol.
 
 \section*{Preface}
 
+\begingroup
+\setlength{\parskip}{0.4cm}
+\setlength{\parindent}{0cm}
 This master thesis concludes my study at the Applied Physics and
 Mathematics Master's degree programme with specialization in Industrial
 Mathematics at the Norwegian University of Science and Technology
@@ -182,10 +206,11 @@ Mathematical Sciences for invaluable help and discussion throughout my
 work with my project and this thesis.
 
 Finally I would like to thank my family for their support, and Mats,
-Lars, Kine, Hager, Henrik and Edvard for life coaching and productive
+Lars, Kine, Hager, Henrik and Edvard for productive
 discussions around the coffee pot.
 
 Bjørn Rustad, \today.
+\endgroup
 
 \vspace*{\fill}
 
@@ -222,19 +247,27 @@ Bjørn Rustad, \today.
 \cleardoublepage
 
 % Bibliografi/referanseliste skal komme før appendiks
+\phantomsection
+\addcontentsline{toc}{chapter}{\bibname}
 \bibliography{bib}
 \bibliographystyle{unsrt}
 
 \cleardoublepage
 
+\phantomsection
+\addcontentsline{toc}{chapter}{\listfigurename}
 \listoffigures
 
 \cleardoublepage
 
+\phantomsection
+\addcontentsline{toc}{chapter}{\listtablename}
 \listoftables
 
 \cleardoublepage
 
+\phantomsection
+\addcontentsline{toc}{chapter}{\nomname}
 \markboth{\MakeUppercase\nomname}{\MakeUppercase\nomname}
 \printnomenclature[2.5cm]
 
index 823f7df7c58dd909af3188d8dc283173d855166d..dd2458177422a93e64f330fa1b09b39b021c327b 100644 (file)
@@ -1,10 +1,13 @@
 \chapter{Methods in image restoration}
 \label{chap:methods}
 
-There are numerous methods in image restoration, and since we do not
-have time nor space to discuss them all, this short overview will focus on the ones
+There are numerous methods in image restoration, but we do not
+have time nor space to discuss them all. In short overview, which is an
+extension of the one given in my project \cite{project}, we will focus
+on the methods
 related to the anisotropic total variation method considered later in
-this thesis. See \cite{jahne} and \cite{aubert2006proc} for more
+this thesis.
+See \cite{jahne} and \cite{aubert2006proc} for more
 background on image processing in general.
 
 In this chapter, and also in the rest of the thesis we will assume that
@@ -35,8 +38,8 @@ These are only models, and in the real world the noise might be more
 complex, and even come from a combination of sources. Depending on the
 application, the goal might not even be to recover $u^*$, but rather to
 obtain an output which fulfills certain smoothness or regularity
-properties. In any case, we will continue using $f$ for the noisy input
-image and use $u$ for the output image in the description of the
+properties. In any case, we will continue denoting the noisy input
+image $f$ and use $u$ for the output image in the description of the
 restoration methods.
 
 \section{Diffusion filtering}
@@ -92,7 +95,7 @@ diffusivity} $\alpha$ such that the equation becomes
 The thermal diffusivity $\alpha(\nabla u) = \alpha(x, \nabla u)$ is material dependent, and can also
 vary throughout the object. It specifies how well heat travels through
 the specific point in the object. We can make use of this in the image
-restoration context specifying different diffusivity in different parts of
+restoration context by specifying different diffusivity in different parts of
 the image, in an effort to reduce noise without loosing image
 detail. Optimally, we would like there to be a lot of diffusion in
 smooth parts of the image, and not so much in areas with a lot of
@@ -120,8 +123,8 @@ flow which can be formulated as
     \partial_t u = \diver \frac{\nabla u}{\abs{\nabla u}},
 \end{equation}
 where the diffusivity has a similar effect of reducing the diffusion in
-areas of high variation. As the name suggests this model can be related
-to the total variation formulation presented later. One forward Euler
+areas of high variation. As the name suggests, this model can be related
+to the variational total variation formulation presented later. One forward Euler
 time-step in the solution of this partial differential equation
 corresponds to the Euler--Lagrange equation of the variational
 formulation.
@@ -154,15 +157,13 @@ problem becomes
     \right.
     \label{eq:aniso_diff}
 \end{equation}
-\nomenclature{$A(u)$}{Thermal diffusivity tensor, or anisotropy
-tensor}%
+\nomenclature{$A(u)$}{Thermal diffusivity tensor}%
 where $\nu$ is the outer normal of $\Omega$. The tensor $A(u)$
 is constructed such as to diminish the effect of $\nabla
 u$ across what we believe to be edges in the image. This way, there will
 also be less diffusion through these edges. Weickert
 \cite{weickert1998anisotropic} suggests constructing $A(u)$ based on the
 edge estimator $\nabla u_\sigma$ where
-\nomenclature{$\nabla u_\sigma$}{Edge estimator}%
 \begin{equation}
     u_\sigma := K_\sigma * \tilde{u}
 \end{equation}
@@ -171,7 +172,7 @@ parameter $\sigma$}%
 and $\tilde{u}$ is an extension of $u$ from $\Omega$ to $\mathbb{R}^2$
 \nomenclature{$\tilde{u}$}{Symmetric extension of $u$ from $\Omega$ to
 $\mathbb{R}^2$}%
-made by symmetrically extending $u$ across the edges.
+made by symmetrically extending $u$ across the boundary of $\Omega$.
 Assuming we are at an edge in the image, the
 direction of $\nabla u_\sigma$ should be perpendicular to the edge,
 while its magnitude will provide information on the steepness of the
@@ -194,7 +195,7 @@ smoothness, symmetry and uniform positive definiteness on $A(u)$ one can
 prove well-posedness, regularity and an extremum principle of the
 problem \eqref{eq:aniso_diff} as done in \cite{weickert1998anisotropic}.
 
-Even if the diffusivity tensor was introduced to reduce the amount of
+However, even if the diffusivity tensor was introduced to reduce the amount of
 smoothing across edges, the solution of \eqref{eq:aniso_diff} will still be
 infinitely differentiable \cite{weickert1998anisotropic}, i.e.\ $u(T) \in
 C^\infty(\Omega)$ for $T > 0$. Thus there are no real discontinuities, and
@@ -320,8 +321,8 @@ presence of noise, the method may introduce or rather ``find'' new edges
 that were not in the original image, since flat sections of zero
 variation are encouraged by the functional. This effect is called the
 \emph{stair-casing effect}, and can be seen in Figure~\ref{fig:grad_tv}
-where a noisy gradient has been restored using total variation
-restoration.
+where a noisy gradient has been restored using the total variation
+method.
 
 \begin{figure}
     \centering
@@ -386,10 +387,10 @@ considering the anisotropic total variation regularization, and it is
 therefore valuable to briefly look into how graph cuts are used in the
 case of regular total variation.
 
-In the theory of graphs, a graph cut is a set of edges that when
+A graph cut is a set of edges that when
 removed will separate the graph into two disconnected parts. A minimum
-cut is a cut such that the sum of the weight of the edges cut is minimal. It
-has been shown that for some energy functionals, it is possible to
+cut is a cut such that the sum of the weight of the edges in the cut is minimal. It
+has been shown that for some discrete functionals, it is possible to
 construct graphs for which the minimum cuts correspond to minimizers of
 the functional.
 
@@ -430,7 +431,7 @@ functional decomposed as a sum over all the level values on the form
     \label{eq:old_total_energy}
 \end{equation}
 where the sum over $(x, y)$ is over all pixel pairs $(x, y)$ in a neighbor
-relation, i.e.\ where the pixels are ``close'' to each other.
+relation, i.e.\ pixels that are ``close'' to each other.
 The actual form of the functional, and the steps to construct it will be
 presented later.
 
@@ -440,7 +441,7 @@ complete image $u$.
 
 When constructing the graph used to find the thresholded image
 $u^\lambda$, we have two special vertices, one representing the set $\{
-u > \lambda\}$, while the other represents the set $\{ u \leq
+u > \lambda\}$, and one which represents the set $\{ u \leq
 \lambda\}$. The pixels are then connected to these vertices with a
 weight representing how strongly they are related to the corresponding
 set. This weight will be based on the value of $F^x_\lambda$.