圖像噪聲學(xué)習(xí)記錄(1)

因?yàn)榻陂_始學(xué)習(xí)圖像去噪相關(guān)問(wèn)題肉康,以下為自學(xué)筆記


一、圖像噪聲定義

圖像生成與傳播過(guò)程中遇到的干擾灼舍,可導(dǎo)致圖像模糊

如:電噪聲吼和、機(jī)械噪聲等

二、圖像噪聲特征

  • 隨機(jī):分布和大小隨機(jī)分布
  • 可疊加
  • 相關(guān):噪聲和圖像本身相關(guān)

三骑素、圖像噪聲分類

按噪聲和信號(hào)的關(guān)系

  • 加性噪聲:假定信號(hào)為S(t)炫乓,噪聲為n(t),如果混合疊加波形是S(t)+n(t)的形式,則稱其為加性噪聲船老。
  • 乘性噪聲: 如果疊加波形為S(t)[1+n(t)]的形式,則稱其為乘性噪聲。

按噪聲產(chǎn)生原因

  • 外部噪聲:系統(tǒng)外部干擾以電磁波或經(jīng)電源串進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)部而引起的噪聲。如外部電氣設(shè)備產(chǎn)生的電磁波干擾捉偏、天體放電產(chǎn)生的脈沖干擾等。
  • 內(nèi)部噪聲:系統(tǒng)電氣設(shè)備內(nèi)部引起的噪聲為內(nèi)部噪聲缠劝,如內(nèi)部電路的相互干擾喉恋。內(nèi)部噪聲一般又可分為以下四種:(1)由光和電的基本性質(zhì)所引起的噪聲氓鄙。(2)電器的機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的噪聲态罪。(3)器材材料本身引起的噪聲耗啦。(4)系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備電路所引起的噪聲椒拗。

按照統(tǒng)計(jì)特性

  • 平穩(wěn)噪聲:統(tǒng)計(jì)特性不隨時(shí)間變化的噪聲稱為平穩(wěn)噪聲枉阵。
  • 非平穩(wěn)噪聲:統(tǒng)計(jì)特性隨時(shí)間變化的噪聲稱為非平穩(wěn)噪聲耻陕。

按照概率分布

  • 高斯噪聲(正態(tài)噪聲)概率密度函數(shù):


  • 瑞利噪聲概率密度函數(shù):


  • 伽馬(愛爾蘭)噪聲概率密度函數(shù):


  • 指數(shù)噪聲概率密度函數(shù):


  • 均勻噪聲概率密度函數(shù):


  • 脈沖噪聲(椒鹽噪聲)概率密度函數(shù):


四炮沐、常見去噪算法

(1)空間域?yàn)V波
在原圖像上直接進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算专控,對(duì)像素的灰度值進(jìn)行處理。
常見的空間域圖像去噪算法有鄰域平均法、中值濾波革半、低通濾波等。

(2)變換域?yàn)V波
對(duì)圖像進(jìn)行某種變換,將圖像從空間域轉(zhuǎn)換到變換域劫哼,再對(duì)變換域中的變換系數(shù)進(jìn)行處理般码,再進(jìn)行反變換將圖像從變換域轉(zhuǎn)換到空間域來(lái)達(dá)到去除圖像嗓聲的目的。
將圖像從空間域轉(zhuǎn)換到變換域的變換方法很多炸枣,如傅立葉變換敦跌、沃爾什-哈達(dá)瑪變換、余弦變換拂檩、K-L變換以及小波變換等愈涩。而傅立葉變換和小波變換則是常見的用于圖像去噪的變換方法。

(3)偏微分方程
偏微分方程是近年來(lái)興起的一種圖像處理方法辑奈,主要針對(duì)低層圖像處理并取得了很好的效果侍瑟。
偏微分方程具有各向異性的特點(diǎn)涨颜,應(yīng)用在圖像去噪中弹灭,可以在去除噪聲的同時(shí)八回,很好的保持邊緣拱烁。偏微分方程在低噪聲密度的圖像處理中取得了較好的效果狞洋,但是在處理高噪聲密度圖像時(shí)去噪效果不好,而且處理時(shí)間明顯高出許多吉懊。

(4)變分法
基于變分法的思想庐橙,確定圖像的能量函數(shù)借嗽,通過(guò)對(duì)能量函數(shù)的最小化工作,使得圖像達(dá)到平滑狀態(tài)恶导,現(xiàn)在得到廣泛應(yīng)用的全變分TV模型就是這一類浆竭。
關(guān)鍵是找到合適的能量方程,保證演化的穩(wěn)定性邦泄,獲得理想的結(jié)果。

(5)形態(tài)學(xué)噪聲濾除器
將開與閉結(jié)合可用來(lái)濾除噪聲顺囊,首先對(duì)有噪聲圖像進(jìn)行開運(yùn)算,可選擇結(jié)構(gòu)要素矩陣比噪聲尺寸大包蓝,因而開運(yùn)算的結(jié)果是將背景噪聲去除驶社;再對(duì)前一步得到的圖像進(jìn)行閉運(yùn)算测萎,將圖像上的噪聲去掉。據(jù)此可知硅瞧,此方法適用的圖像類型是圖像中的對(duì)象尺寸都比較大份乒,且沒(méi)有微小細(xì)節(jié)腕唧,對(duì)這類圖像除噪效果會(huì)較好。

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