小波分析中4种去噪方法的分析比较

分析了基于小波分析的4种不同的去噪方法,并在其中寻找最适宜在实际中应用的心电信号中肌电干扰的去除方法。4种去噪方法分别采用软、硬及改进等3种阈值函数,通过MATLAB对MIT-BIH数据库中所提供的心电信号进行实验分析,根据去噪效果及所需时间对比结果判断最适宜的去噪方法。离散小波变换阈值法在采用3种阈值函数时去噪效果均较差,平移不变量小波阈值法本身运算量过大,平稳小波变换阈值法与提升小波变换阈值法在采用改进阈值函数时去噪效果好且所需时间相对较少。采用改进阈值函数的平稳小波变换阈值法与采用改进阈值函数的提升小波变换阈值法为4种方法中最适宜在心电信号肌电干扰去除中应用的方法。     

基于改进小波域阈值法的平移不变振动信号去噪

针对含噪振动信号的去噪问题,采用了目前最有效的小波算法。在传统小波域阈值法的基础上,克服了软、硬阈值的缺陷,采用了新的闽值函数,并通过平移不变小波变换对去噪效果进行了强化。通过与几种方法去噪效果的仿真对比,其结果表明,新的去噪方案可以获得最大的信噪比（SNR）,其去噪效果明显优于传统的软、硬阈值函数,并在实际振动信号的处理中得到了很好的应用。     

超声波测距系统中的小波去噪方法研究

针对远距离超声波测距系统中回波信号信噪比低的问题,采用小波变换对超声波的回波信号进行去噪处理。为取得较好的去噪效果,对小波变换的参数选取进行了研究。根据小波基的特性,通过能量与能量熵选取最优小波基;基于回波信号噪声的白噪声特征,采用白噪声检验自适应确定分解层数;引入参考噪声信号,确定小波系数处理阈值,并选用一种结合软、硬阈值函数的改进阈值函数进行小波系数处理。为验证方法的有效性,搭建基于NI数据采集卡和LabVIEW的超声回波信号采集平台,利用MATLAB小波工具包完成回波信号的去噪处理,并通过信噪比、均方根误差等指标对去噪效果进行综合评判。实验表明小波去噪可以达到很好的去噪效果,为大量程超声测距提供理论基础。     

由双树复数小波变换的父系数及邻域系数实现图像去噪

考虑二维双树复数小波变换(DTCWT) 有良好的平移不变性和方向选择性,基于当前系数与父系数及邻域系数间的关系,构造了DTCWT图像去噪阈值计算公式,提出了一种去噪方法,PNDTCWT.该方法在对图像进行二维DTCWT变换后,利用阈值公式,根据当前系数和父系数及相邻系数计算收缩阈值,对当前系数进行去噪处理.最后,经过二维DTCWT反变换,得到去噪结果.实验结果表明,PNDTCWT的噪声抑制效果明显优于各种基于DWT的去噪方法和其他DTCWT去噪方法.与基于父系数的DTCWT去噪方法相比,PNDTCW的峰值信噪比(PSNR)平均提高了0.5 dB左右.从视觉效果来看,PNDTCW能在去噪的同时较好地保留图像细节,物体轮廓显得比较平滑,不存在传统DWT算法中的混淆现象.     

基于MAP估计的复小波域局部自适应绝缘子红外热像去噪方法

为了从强白噪声干扰的红外热像中提取真实的绝缘子盘面温度场信息,提出一种基于MAP估计的复小波域局部自适应去噪方法.首次证实了绝缘子红外热像双树复小波变换(DT-CWT)系数服从拉普拉斯分布,并对不同滤波器组采用各自最精细分解层子带系数估计噪声方差,利用待估计点圆形邻域系数估计信号方差,且随分辨率变化调整圆形邻域半径,使得MAP估计的无噪声系数更为准确,提高了去噪图像质量.实验结果表明,该方法比传统的Wiener滤波法、基于离散小波变换和DT-CWT的贝叶斯阈值去噪方法具有更高的信噪比,在有效去除图像噪声的同时,图像细节信息保留更完好.     

基于小波域维纳滤波的光纤面板暗影检测

通过分析光纤面板透光图像的噪声性质,提出在小波去噪的始末对图像取对数、指数变换,成功转换噪声模型,有效去除高斯及斑点噪声.并提出在小波域采用维纳滤波算法以增强去噪功能,实现更为有效地去除光纤面板透光图像中的噪声.最后对去噪图像进行暗影检测,实验结果表明,采用此算法进行去噪,检测出的暗影定位更加精准,冗余信息大量减少,有...     

基于多小波收缩与子带增强的图像去噪方法

边缘特征是图像最为有用的高频信息,因此在图像去噪的同时,应尽量保留图像的边缘特征,基于这一思想,提出了多小波阈值收缩与子带增强相结合的图像去噪方法.该方法以多小波变换为基础,将变换后的多小波系数分为噪声相关系数和边缘相关系数,对变换系数进行软阈值多小波收缩消去噪声相关系数;阈值收缩是非线性变换,对图像边缘有平滑作用,因此该方法提出在阈值收缩后进行线性的子带增强,增强边缘相关系数.实验表明与单一的阈值收缩方法相比,该方法不但保留了图像的边缘特征,而且提高去噪图像的峰值信噪比,实验结果优于普通的阈值收缩方法.     

小波变换在压电陀螺仪信号去噪中的应用

提出了基于小波变换的陀螺仪信号的去噪方法.陀螺仪作为重要的敏感测量器件,其测量信号的精度很大程度上决定了系统的性能.利用信号与噪声进行小波变换后在各尺度空间呈现的不同特性,应用Daubechies四阶正交小波(db4)对噪声信号进行多层小波变换,逐层估计小波变换的各层细节信号的阈值,分别进行软阈值滤波处理,然后进行小波逆变换重建信号以达到对信号消噪和恢复的目的.采用该方法可以有效提高陀螺仪噪声环境下的测量精度.     

小波变换在压电陀螺仪信号去噪中的应用

提出了基于小波变换的陀螺仪信号的去噪方法.陀螺仪作为重要的敏感测量器件,其测量信号的精度很大程度上决定了系统的性能.利用信号与噪声进行小波变换后在各尺度空间呈现的不同特性,应用Daubechies四阶正交小波(db4)对噪声信号进行多层小波变换,逐层估计小波变换的各层细节信号的阈值,分别进行软阈值滤波处理,然后进行小波逆变换重建信号以达到对信号消噪和恢复的目的.采用该方法可以有效提高陀螺仪噪声环境下的测量精度.     

超声回波信号的小波软阈值法去噪处理

针对工程中常用的脉冲反射法超声检测中反射回波信号的特点,研究了基于小波分解的阈值去噪方法,通过理论分析、仿真以及实验研究得出,对于超声回波选取sym8小波基,采用软阈值法,运用基于史坦无偏似然估计的阈值选取规则,分解层数为4层时,可以有效地去除噪声干扰,突出缺陷信号,去噪性能优于硬阈值法.     

基于脉冲耦合神经网络模型的小波自适应斑点噪声滤除算法

分析了维纳滤波原理和脉冲耦合神经网络(PCNN)模型的特点,根据斑点噪声统计模型的特征,结合小波变换方法,提出了一种基于PCNN模型的小波自适应斑点噪声滤除算法(W-PCNN-WD)来改善超声图像质量.首先,对超声图像进行对数变换,使斑点噪声转换为加性噪声;对医学图像进行维纳滤波处理,计算其加性噪声的标准方差,并以此作为小波阈值.然后,利用小波变换对图像进行预处理,利用PCNN在小波域中对小波系数进行相应的修正.最后,进行小波逆变换和指数变换,获得滤除噪声的图像.结果表明:本文提出的滤波方法优于其他滤波方法,当噪声方差为0.01时,本文滤波算法获得的峰值信噪比(PSNR)比经Wiener滤波方法获得的高出9 dB.该滤波方法能在有效去除超声斑点噪声的基础上保留图像的边缘细节信息,极大地改善了图像的视觉质量.     

一种基于NSCT变换的超声图像降噪新算法

为有效抑制超声仪器成像中固有的斑点噪声,提出了一种基于非降采样Contourlet变换(nonsubsampled Contourlettransform,NSCT)域中边缘信号系数区提取和最小均方误差(minimum mean square error,MMSE)估计的超声图像的降噪算法。根据NSCT变换的细节信息刻画能力和平移不变性,对其各高频子带中系数进行分类,提取出边缘信号和平缓信号系数区;对超声图像的乘性斑点噪声进行推导研究,在边缘信号系数区和平缓信号系数区,根据各自噪声项的性质分别得出满足贝叶斯最小均方误差估计的降噪滤波方程;最后,对降噪后的系数进行NSCT反变换重建得到降噪图像。仿真图像和临床超声图像的实验结果证实,该算法与传统方法相比,不但能更有效地对斑点噪声进行抑制,也更好地保留了图像的细节信息。     

基于自适应PCNN和小波变换的多聚焦图像融合算法

提出了一种基于自适应PCNN和小波变换的新型多聚焦图像融合算法。首先,对待融合的两幅图像进行小波分解得到两组多尺度图像,然后在小波域充分利用PCNN的同步激发特性,进行基于PCNN的融合策略设计。使用不同频率下小波系数的局域熵作为PCNN对应神经元的链接强度,经过PCNN点火获得参与融合图像在小波域中的点火映射图,根据点火时间计算点火映射梯度图,再通过判决选择算子,判定并选择点火时间梯度最大的小波系数作为融合系数。最后对融合后的小波系数进行重构生成融合图像。该方法中,根据设置的迭代次数来确定阈值调整时间常量 ,从而在迭代结束时,所有小波系数均得到激发,充分反映了点火时间的先后次序。实验结果以及与其他融合算法的比较分析表明,所提出的算法能有效地突出边缘细节、更好地保持图像的空间分辨力。     

应用小波变换的自适应脉冲耦合神经网络在图像融合中的应用

设计并实现了一种适用于红外与可见光图像融合的基于小波变换的自适应脉冲耦合神经网络(PCNN)融合技术。首先,对融合的两幅图像进行小波分解得到两组多尺度图像。然后,在小波域充分利用PCNN的同步激发特性,进行PCNN的融合策略设计;使用不同频率下小波系数的局域熵作为PCNN对应神经元的链接强度,经过PCNN点火获得参与融合图像在小波域中的点火映射图;根据点火时间计算点火映射梯度图,再通过判决选择算子,选择点火时间梯度最大的小波系数作为融合系数。最后,对融合后的小波系数进行重构生成融合图像。进行了两组图像融合实验,结果显示,在迭代次数为50次时,与经典小波方法相比,两组实验结果的熵分别提高1.1%,0.7%;平均梯度分别提高8.3%,3.7%;空间频率分别提高2.5%,1.5%;标准差分别提高1.9%,0.6%;交叉熵分别缩小5.6%,4.9%,结果表明本文方法用于红外与可见光图像的融合十分有效。     

基于小波域统计模型的纸浆纤维图像去噪研究

在小波多尺度分析基础上，提出一种新的图像小波系数的白适应统计算法，并应用于纸浆纤维图像的去噪研究。将图像小波系数视为服从广义高斯分布（GGD）的随机变量模型，在小波软阈值去噪的基础上引入空间自适应阈值方法；将均值滤波算法应用于小波系数方差的边缘估计中，结合最大后验概率准则（MAP）进行参数估计以恢复噪音小波图像。该算法用于纸浆纤维图像的去噪，效果理想，同其它的图像去噪算法相比，它具有较高的峰值信噪比（PSNR）。     

Linear filtering of 2-D wavelet coefficients for denoising ultrasound medical images

The paper presents a novel denoising method for ultrasound medical images, whose quality is degraded by the peculiar phenomenon of speckle noise. The method is constructed step-by-step on the basis of recent research on the topic, and consists in Gaussian filtering of proper wavelet coefficients of the image, corresponding to vertical and diagonal details. A comparison with other filtering techniques for ultrasound imaging, i.e. Wiener and median filter, is presented. The obtained results, combined with those reported in independent research, demonstrate that the proposed denoising scheme has very good performance and is very promising for actual medical application.     

基于Curvelet变换的遥感图像融合研究

Curvelet变换是继小波变换之后,更适合图像处理的一种新的多尺度变换分析方法,相比小波而言,它更加适合分析二维图像中的曲线或直线状边缘特征,而且具有更高的逼近精度和更好的稀疏表达能力,同时也具有很强的方向性.本文论述了Curvelet变换的理论和实现算法,基于考虑图像中的那些弱的边缘,提出了一种利用Curvelet变换进行遥感图像融合的方法.实验结果分析表明:将Curvelet变换引入图像融合,能够更好地提取原始图像特征,为融合图像提供更多信息,使融合图像在较好地保留光谱信息的同时,空间细节信息得到增强,优于典型的IHS变换、主分量变换及小波变换图像合方法.     

Wavelet-based image restoration for compact X-ray microscopy

Compact water‐window X‐ray microscopy with short exposure times will always be limited on photons owing to sources of limited power in combination with low‐efficency X‐ray optics. Thus, it is important to investigate methods for improving the signal‐to‐noise ratio in the images. We show that a wavelet‐based denoising procedure significantly improves the quality and contrast in compact X‐ray microscopy images. A non‐decimated, discrete wavelet transform (DWT) is applied to original, noisy images. After applying a thresholding procedure to the finest scales of the DWT, by setting to zero all wavelet coefficients of magnitude below a prescribed value, the inverse DWT to the thresholded DWT produces denoised images. It is concluded that the denoising procedure has potential to reduce the exposure time by a factor of 2 without loss of relevant image information.     

基于软阈值和小波模极大值重构的信号降噪

软阈值小波降噪是一种常用的非平稳信号特征提取方法.为了改进软阈值小波降噪法的性能,提出一种基于软阈值和二进小波变换模极大值的新小波降噪方法.首先,对信号进行二进小波变换,再对小波系数进行软阈值处理;然后,选择由信号产生的小波系数模极大值点;最后,用交替投影算法重建信号.理论分析表明,该方法能有效地降低软阈值小波降噪法的误差下界.仿真试验表明,该方法提高了降噪结果的信噪比,且较好地保留了信号中的奇异性.将该方法和二进小波变换软阈值降噪法结合起来,应用于滚动轴承故障振动信号降噪.结果表明,该方法能有效地提取到信号中的冲击特征.     

基于压缩感知的红外与可见光图像融合

基于压缩感知理论提出了一种红外与可见光图像的融合新方法。该方法将Contourlet变换(CT)和小波变换(WT)相结合,以进一步增加变换后系数的稀疏性,同时对采样模式和融合规则进行改进。首先对图像进行Contourlet变换,再对各高层分解系数进行正交小波变换;然后使用各层采样率不同的分立双放射形采样矩阵对系数采样,并用不同的规则对各层采样值进行融合;最后使用非线性共轭梯度法重构融合图像。实验结果表明,在采样率为0.5时,本文方法融合图像的细节信息比小波方法和小波变换压缩感知(WTCS)方法更加丰富;在所有采样率上,本文方法的融合效果比WTCS法在互信息、空间频率和融合信息逼真度等客观融合质量评价指标上均提高约10%。