阈值图像小波阈值去噪中马赛克现象的处理

去马赛克  时间:2021-01-27  阅读:()

2003年第17卷第2期 测 试 技 术 学 报 Vol 17 No 2 2003

(总第44期) JOURNAL O F TES T AND M EASUREM ENT TECHNOLO GY (Sum N o 44)

文章编号: 167127449(2003)02201 14204

图像小波阈值去噪中马赛克现象的处理

Ξ 杨风暴,韩 焱

(华北工学院电子信息工程系,山西太原030051)

摘要:在图像去噪处理中,采用小波阈值去噪法会产生马赛克现象,造成图像失真为此作者提出了利用指

数函数处理小波系数的去噪方法,可以保证在与阈值去噪法获得同样信噪比条件下,减轻马赛克现象,并利用

超声C扫描粘接检测图像验证了该算法的有效性

关键词: 小波变换; 图像去噪;马赛克现象

中图分类号: TN911 7 文献标识码: A

Process ing of M osa icAppearance in Image

Wavelet Threshold D eno is ing

YAN G Feng2bao,HAN Yan

(Dep t of E lectron ic Engineering and Info rmat ion Science,N o rth Ch ina Institu te of T echno logy,T aiyuan 030051, Ch ina)Abstract: In image deno ising, the w avelet th resho ld deno ising can lead to m o saic p rob lem and im agedisto rtat io n.H ence, a deno ising m ethod u sing w avelet coefficien ts w ith exponen t ia l funct io n issuggested, decreasing mo saic p rob lem on the condit ion of ob ta in ing the same signalto no ise rat io as thew avelet th resho ld deno ising, and it s effectiveness is show n w ith some p ractical exam p les by adhesivedetective image received th rough u lt rason ic C 2scann ing.

Key words:w avelet t ran sfo rm; image deno ising;mo saic appearance

小波变换作为近十几年来发展起来的一种新的数学分析方法,被广泛应用于许多领域.小波变换是一种全局变换,具备良好的时频特性,对高频分量采用逐渐精细的时域和空域步长,可以聚焦到被处理信号的任何细节,因此在图像去噪领域倍受重视.

阈值法是小波去噪中用的最广泛的方法,其基本思路为[ 1 ]:对于小波变换后的高频系数,绝对值较大的小波系数一般都是以实际信号为主,绝对值较小的小波系数一般是以噪声为主,选择一个合适的阈值,小于阈值的小波系数置零,大于阈值的系数不变,最后再反小波变换.这样达到去除噪声的目的.由此可以看出阈值选择非常关键.但阈值法存在这样的问题:阈值太大,伪吉布斯效应明显,图像上具有马赛克现象;阈值太小,噪声去除太少,达不到去噪的目的.本文提出一种指数小波系数正去噪法,可以有效地解决这个问题.

1 二维小波变换

图像f(x,y)的多分辨率分析公式为[2]

作者简介:杨风暴(1968- ) , 男,副教授,主要从事无损检测、信号与信息处理的研究

(总第43期) 图像小波阈值去噪中马赛克现象的处理(杨风暴等) 1 15

A jf= A j+ 1f+D)式中

∞ ∞

A j+ 1f= ≤ ≤ Cj+ 1 (m 1 ,m 2)Υj+ 1 (m 1 ,m 2), (2)

式中:Υj+ 1 (m1 ,m2) , 7jΕ+ 1 (m1 ,m2)分别为二维可分离变换的尺度函数、小波函数.

若用Hr,Hc和Gr,Gc分别表示镜像共轭滤波器H,G作用于阵列{Cj (m1 ,m2) ((m1 ,m2)∈Z2)}的行和列,则二维M allat分解算法表达式为

的图像表示由低频的轮廓信息和原图像的水平、垂直和对角线方向的高频部分的细节信息组成,每次分解仅对低频部分进行下一层的分解[3].

2 马赛克现象

2. 1 阈值去噪法

假设叠加了高斯白噪声的图像表示为f(i,j)= F(i,j)+ az(i,j) i= 0, 1, ,m- 1, j = 0, 1, ,n - 1,

式中:a为噪声级;z(i,j)为高斯白噪声.如从f(i,j)中恢复出原始图像F( i,j) ,小波变换后的系数处理有硬阈值法式(6)和软阈值法式(7)两种

式中: Κ为阈值.

阈值的选取有不同的方法,常用的是Donoho和Johnstone提出的统一阈值[4] (简称DJ阈值)

Κ= Ρ 2lnN, (8)式中:Ρ为噪声标准差,一般用某一小波系数的标准差来近似;N为图像的象素点数.

2. 2 马赛克现象

利用超声C扫描的方式在金属材料一侧对另一侧与非金属材料粘接界面进行检测,得到如图1所示的粘接图像,灰度值较高(白)的部分表示脱粘或粘合不好,灰度值较低(黑)的部分表示粘合较好. 图1 (a)中为一幅原始粘接图像,图(b)为图1 (a)的加噪图像,图1 (c) , (d)分别为硬阈值去噪处理的结果,图1 (c)的阈值较小,信噪比不高,图 1 (d)信噪比虽高,但图像马赛克现象突出,图 1 (e)和图 1 (c) ,图1 (f)和图 1 (d)的阈值分别相同,图1 (g) , (h)为DJ阈值去噪的结果,虽信噪比较高(如表1所示) ,它

1 16 测 试 技 术 学 报 2003年第2期

们的马赛克现象均比较明显,就像分辨率降低了的图像,失真较大[5 ].

图1 阈值去噪的马赛克现象

Fig 1 M o saic appearance o fw avelet thresho ld deno ising

表1 阈值去噪图像的信噪比

Tab 1 SƒN of threshold denoising image

3 马赛克消除算法

3. 1 算法描述

由于阈值去噪存在严重的马赛克现象,所以不能简单的进行阈值分割.对于小波变换的高频系数,绝对值小的噪声成分较多,绝对值大的噪声成分较少,因此可以让绝对值大的系数基本不变,除以一个

Β为常数因子,Β∈[ 1, 10],一般取2;Λ,Ρ为被修正 图2 去噪因子曲线

小波系数|

因此根据式(10) ,式(1 1)待定参数a, b很容易确

(总第43期) 图像小波阈值去噪中马赛克现象的处理(杨风暴等) 1 17

定,见式(12) ,式(13)b= ln(ΒΛ- 1); (12)

3. 2 去噪效果

图3是图1 (b)的去噪图像. 图3(a) , (b)为阈值法去噪结果,从图中可以看出马赛克现象,图3(c)为指数法去噪的结果,从图中可以看出马赛克现象不明显了.

图3 阈值法和指数法去噪图像比较

Fig 3 Images gotten by threshold and exponential denoising

表2为相应图像的信噪比,三幅图像的信噪比基本一样, 由此可以看出在同等信噪比的要求下,指数小波去噪法可以减轻马赛克现象.

表2 阈值法和指数去噪图像的信噪比

Tab 2 SƒN of images gotten by threshold and exponential denoising

4 结 论

基于小波变换的阈值法去噪具有马赛克现象,本文在超声C扫描粘接检测图像去噪中,提出的小波指数去噪法在达到阈值法同样信噪比去噪效果的前提下,可以减轻马赛克现象,实验验证了该方法的明显效果.

参考文献:

[ 1 ]Donoho D L, John stone IM,Kerkyacharian G, et al W avelet sh rinkage: asymp top ia? [J] Joural of royal statisticsocietyseries (B) , 1995, (57): 301- 369

[2] Poh l C, Genderen J L Van M u lt isen sor image fu sio n in remo te sen sing: Concep ts,m ethods and app licat ion s[J]

Int J RemoteSensing, 1998, 19 (5) : 823- 854

[3] L i H,M unjath B,M itra S M ultisensor image fusion using the wavelet tran sform[J ] GraphicalM odels and ImageProcessing, 1995, 57 (3) : 235-245

[4] Donoho D L, John stone IM A dap t ingto unknown smoo thness via w avelet sh rinkage[J] J A SA, 1995, (90): 1200

- 1223

[ 5 ] 阳方林,郭红阳,杨风暴像素级图像融合效果的评价方法研究[J] 测试技术学报, 2002, 16(4) : 276- 279

wordpress通用企业主题 wordpress高级企业自适应主题

wordpress高级企业自适应主题,通用型企业展示平台 + 流行宽屏设计,自适应PC+移动端屏幕设备,完美企业站功能体验+高效的自定义设置平台。一套完美自适应多终端移动屏幕设备的WordPress高级企业自适应主题, 主题设置模块包括:基本设置、首页设置、社会化网络设置、底部设置、SEO设置; 可以自定义设置网站通用功能模块、相关栏目、在线客服及更多网站功能。点击进入:wordpress高级企业...

简单测评v5.net的美国cn2云服务器:电信双程cn2+联通AS9929+移动直连

v5.net一直做独立服务器这块儿的,自从推出云服务器(VPS)以来站长一直还没有关注过,在网友的提醒下弄了个6G内存、2核、100G SSD的美国云服务器来写测评,主机测评给大家趟雷,让你知道v5.net的美国云服务器效果怎么样。本次测评数据仅供参考,有兴趣的还是亲自测试吧! 官方网站:https://v5.net/cloud.html 从显示来看CPU是e5-2660(2.2GHz主频),...

iON Cloud:新加坡cn2 gia vps/1核/2G内存/25G SSD/250G流量/10M带宽,$35/月

iON Cloud怎么样?iON Cloud升级了新加坡CN2 VPS的带宽和流量最低配的原先带宽5M现在升级为10M,流量也从原先的150G升级为250G。注意,流量也仅计算出站方向。iON Cloud是Krypt旗下的云服务器品牌,成立于2019年,是美国老牌机房(1998~)krypt旗下的VPS云服务器品牌,主打国外VPS云服务器业务,均采用KVM架构,整体性能配置较高,云服务器产品质量靠...

去马赛克为你推荐
三星2g内存条价格三星笔记本内存2G扩到4G大概要多少钱?唐人社美国10次啦我们新婚一天做爱十次正常吗百度空间首页请问怎样自己弄百度空间的主页图啊?视频制作软件哪个好我想学做视频跟作图,推荐下什么软件好机械表和石英表哪个好手表石英和机械哪个好oppo和vivo哪个好买oppo手机好还是vivo的好?雅思和托福哪个好考托福好考还是雅思好考哇?清理手机垃圾软件哪个好什么手机清理软件最好?腾讯空间登录腾讯qq空间进入登陆个人QQ空间YunOSYunOS怎么样,有用过的吗?
长春域名注册 .cn域名注册 成都主机租用 cn域名个人注册 香港服务器99idc 主机屋免费空间 360抢票助手 申请空间 北京主机 本网站在美国维护 骨干网络 40g硬盘 毫秒英文 100m空间 台湾谷歌 多线空间 in域名 根服务器 申请网站 1元域名 更多