抗混叠Curvelet变换非高斯双变量模型图像降噪

提出了一种基于非高斯双变量模型复数Curvelet变换的图像降噪新方法.采用具有近似移不变性的复数小波变换代替原Curvelet变换中的小波变换,并用改进的Radon变换避免了原Radon变换中一维傅里叶反变换在频域中采样不足的缺陷,从而保证了新的复数Curvelet变换具有抗混叠性能.充分利用信号系数层间相关性强而噪声系数层间相关性弱的特点,采用非高斯双变量对复数Curvelet变换域系数进行建模,并通过Bayesian MAP估计器对信号系数进行估计,从而实现降噪目的.实验结果表明,本文去噪法得到的峰值信噪比(PSNR)分别比传统Curvelet去噪法和Curvelet域HMT去噪法平均提高2.9 dB和1.5 dB,且能避免重构图像中出现"划痕"和"嵌入污点",在有效去噪的同时,可较好地保护图像边缘和细节.     

基于抗混叠轮廓波变换系数分布模型的去噪算法研究

针对轮廓波变换存在频谱混叠致使其难以获得理想的去噪效果这一问题,本文提出一种基于抗混叠轮廓波变换系数分类的混合模型图像降噪算法.该算法通过计算变换系数的尺度间相关性,将系数分为重要系数和非重要系数两类,并对二者分别采用广义非高斯二元变量分布与零均值高斯分布建模,在Bayes框架下对原始图像进行估计.实验研究结果表明,以Barbara图像为例,当噪声方差σ=30时,本文算法不仅峰值信噪比(PSNR)超过Contourlet-HMT模型去噪2.72 dB,且主观视觉效果上亦均优后者,同时还具有较高的计算效率.     

结合复方向滤波器组高斯尺度混合模型及非局部均值滤波的图像去噪

提出了一种结合金字塔对偶树方向滤波器组(PDTDFB)变换域高斯尺度混合模型及非局部均值滤波的图像去噪方法。首先,建立了含噪图像的PDTDFB系数的局部高斯尺度混合模型,应用贝叶斯最小二乘法估计出去噪图像的PDTDFB系数;然后,通过PDTDFB逆变换重构得到初步去噪的图像;最后,采用非局部均值滤波平滑人工效应,从而获取最终的去噪图像。该方法充分利用了PDTDFB变换具有近似平移不变性、多尺度多方向选择性和对图像纹理边缘等细节信息的高效表示能力,以及高斯尺度混合模型对PDTDFB系数的邻域相关性的概括能力。实验结果表明:与目前几个典型的去噪方法相比较,该方法使信噪比提高了0.3~3dB,视觉效果也有明显的改善。另外,该方法不仅能有效地去除含噪图像中的噪声,同时也有效地保留了原始图像中的边缘和纹理等细节信息。     

复小波包域局部邻域窗口阈值SAR图像去噪

提出一种基于四树复小波包变换的局部窗口阈值SAR图像去噪新方法.该方法利用四树复小波包变换具有的移不变性、良好的方向选择性和对高频信号的细致分析能力等特点,把含噪SAR图像分解成低频逼近子图和若干高频方向子图.通过对方向子图设置合理的阈值来确定最优复小波包基.在保留低频逼近子图复系数不变的同时,利用高频信号系数的邻域相关性和噪声方差随分解尺度增大而迅速衰减的特点,对最优基复小波包系数进行局部邻域窗口阈值收缩处理,从而实现降噪功能.实验结果表明,该方法计算效率高,在等视指数(ENL)、优点图(FOM)等指标上均优于传统的复小波变换、复小波包变换和Curvelet域HMT等去噪方法,能有效地抑制SAR图像斑点噪声的同时,对图像边缘和细节具有较好的保护能力.     

油液磨粒超声回波信号的双树复小波去噪研究

超声回波信号反映了润滑油中磨粒的大量信息。为了提取淹没在强噪声环境下的超声回波信号,提出了一种基于双树复小波变换(DT-CWT)的油液磨粒超声散射回波信号去噪新方法。利用双树复小波变换具有近似平移不变性和有效去噪等优点,首先对超声散射回波信号进行双树复小波分解,然后对分解得到的高频系数进行阈值处理,最后进行双树复小波重构。结果表明:分解层数为6层时,去噪后信号的信噪比更高、均方误差更小、相似系数更大、幅值最大偏差更小。双树复小波变换硬阈值去噪效果比传统小波去噪效果明显好。     

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.     

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.     

应用图像纹理连续性的4f系统图像非下采样轮廓波变换域降噪

4f系统同时具有噪声和低通特性,为实现对其输出图像降噪的同时保护图像细节,提出一种结合图像纹理连续性的非下采样轮廓波变换域去噪方法。在传统NSCT域硬阈值去噪方法基础上,首先,对高频子带图像用一个衰减的阈值去除小幅值的噪声点,以更多地保护图像细节并凸显剩下的大幅值噪声点的孤立性。然后,利用图像细节纹理连续性分布和剩下的大幅值噪声点孤立分布的区别分离余下的图像细节和噪声点,进一步实现去噪的同时更好地保护图像细节的目的。实验结果表明,与传统方法相比,该方法峰值信噪比(PSNR)提高了0.5~1dB,结构相似度指数(SSIM)提高了3%~5%,因此能更好地保护图像细节,视觉边缘效果更清晰。     

基于父系数及邻域系数的DTCWT图像去噪方法

目前小波变换（DWT）在图像去噪中的应用取得了较好的效果,但DWT不具有位移不变性和良好的方向性。而二维双树复数小波变换（DTCWT）由于具有良好的平移不变性和方向选择性,比传统的二维离散小波变换具有更好的图像去噪能力。根据基于当前系数与父系数及邻域系数间的关系,本文构造了DTCWT图像去噪阈值计算公式,提出了一种去噪声新方法PNDTCWT（Parental and neighboring coefficients of DTCWT）。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。和基于父系数的DTCWT去噪方法相比,PNDTCW的PSNR平均提高了0.5dB左右。从视觉效果来看,PNDTCW在去除噪声的同时,能较好的保留图像细节,物体轮廓显得比较平滑,不存在传统DWT算法中的混淆现象。     

一种具有边缘保持特性的超声图像小波域阈值去噪新方法

超声图像去噪是医学图像处理的研究热点之一,基于小波域阈值去噪技术及阈值选取方法的分析,提出一种新的医学超声图像小波域阈值去噪方法.这种方法采用半-软阈值去噪技术和广义交叉确认函数寻找阈值,在有效去噪的同时较好地保留了图像边缘细节.首先, 把对数超声图像小波分解;然后,基于广义交叉确认函数寻找最小均方误差意义上的近似最优阈值,对所有的高频段采用半-软阈值去噪; 最后, 经小波反变换和指数变换获得去噪后的超声图像,文末对超声图像小波域阈值去噪方法作出定性比较,并对算法的去噪性能给出定量分析.仿真实验和实际测试结果表明此方法是有效的、可行的.     

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Contourlet变换在图像去噪中的应用

Contourlet变换是小波变换的新发展,能更有效地捕捉图像中的几何结构。本文提出一种基于Contourlet变换的图像去噪方法。该方法通过对阈值去噪中的统一阈值和阈值函数进行分析,构造出一个新的阈值函数,新阈值函数在一定程度上改进了统一阈值"过扼杀"Con-tourlet系数的缺点,同时也使硬阈值去噪中出现的伪吉布斯现象得到解决。实验结果表明,本文采用的方法提高了去噪后图像的PSNR值,同时有效地保留了图像纹理信息,使视觉效果更好。     

DT-CWT相关滤波在齿轮箱故障诊断中的应用

根据小波系数的相关分析理论,提出了基于双树复小波变换的小波相关滤波法。该方法根据相邻层小波系数的相关性,通过迭代过程自适应地进行滤波,能够在达到良好降噪效果的同时保留微弱故障特征信息。对降噪后的信号进行希尔伯特包络分析便可准确得到故障特征频率。试验信号分析与工程应用结果表明,该方法能够有效提取强背景噪声下的齿轮箱轴承早期故障特征信息。     

自适应Laplace统计模型下的量子降噪算法

受量子理论启发,提出自适应Laplace统计模型下的量子降噪算法,并将其成功应用于机械故障诊断。建立起带自适应参数的Laplace概率密度函数模型,提高统计模型的适用性;结合贝叶斯估计理论,推导出小波系数收缩函数;利用父-子代小波系数的相关性,提出量子叠加态信号与噪声出现概率,并推导出基于量子叠加态参数估计的方差公式,实现小波系数的非线性收缩。通过仿真试验和轴承故障诊断实例分别对此算法进行分析和验证,结果表明,该算法均具有良好的降噪效果,可以有效地对机械振动信号进行降噪。     

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.     

双树轮廓波变换域的磁共振图像降噪

为了改善磁共振(MR)图像的质量,提出一种基于双树轮廓波(DT-Contourlet)变换的MR图像降噪算法。研究了MR图像的噪声分布模型,认为这种噪声服从莱斯分布,从而推导了MR模平方图像的噪声参数估计方法。通过分析DT-Contourlet的塔型双树方向滤波器组结构,明确了DT-Contourlet不仅能保持轮廓波灵活的方向选择性,而且克服了传统轮廓波不具有平移不变性的缺点。在DT-Contourlet变换域,通过计算方差一致性测度,用局部自适应窗口估计阈值萎缩因子,对MR模平方图像的变换系数进行阈值萎缩。最后,经过DT-Contourlet反变换,实现了MR图像的降噪处理。实验结果表明,用本文算法降噪的MR仿真图像的峰值信噪比(PSNR)优于传统算法;与基于小波和轮廓波的方法相比,不同噪声方差下的PSNR平均提高了2.13dB和0.91dB。从视觉效果来看,该算法能在有效抑制MR图像噪声的同时,更好地保持图像的细节信息。     

基于多尺度边缘检测的自适应阈值小波图像降噪

在图像处理中，去除图像中所含噪声而不使其边缘模糊是一个难题。考虑到小波变换在时域和频域均具有良好的局部特性，加之其多分辨率、去相关性等特点，本文提出了一种基于多尺度边缘检测的自适应阈值小波图像降噪方法。该方法将与噪声和边缘相关的小波系数和与同性区域相关的小波系数区别对待。在每个分辨层次，图像的边缘由梯度的幅度来进行估计（梯度的幅度由小波参数导出），且与噪声和边缘有关的梯度的幅度分布由Rayleigh概率模型化。基于此模型，得到该层的收缩函数。为充分利用尺度间相关性，各层的收缩函数被合并起来，进一步保持图像边缘。对与同性区域相关的小波系数，则采用一个基于Bayesian估计的自适应阈值进行处理。实验结果表明，与已有方法相比，该方法不仅可获得较清晰的图像边缘，而且降噪性能优良。     

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%。