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图像斑点噪声判别与参数估计方法研究

图像斑点噪声判别与参数估计方法研究

作者：丁生荣陕西师范大学

学位级别：硕士

图像获取和传输过程使得大多数数字图像都带有不同程度的噪声,这不但影响图像的视觉效果,而且妨碍后序的目标检测、特征提取和参数测量等各种处理,直接影响图像解译质量,因此图像抑噪一直是图像处理的一项重要任务。作为抑制噪声的重要... 详细信息

图像获取和传输过程使得大多数数字图像都带有不同程度的噪声,这不但影响图像的视觉效果,而且妨碍后序的目标检测、特征提取和参数测量等各种处理,直接影响图像解译质量,因此图像抑噪一直是图像处理的一项重要任务。作为抑制噪声的重要环节,性能优良的抑噪算法应该充分利用噪声的先验知识,例如噪声类型、强度及环境,设计相应的滤波器,然而,目前这些先验知识通常是根据主观推测或假设,而不是依靠图像噪声的客观描述,在这种情况下对图像的噪声进行处理往往是盲目的。因此,合理估计图像噪声至关重要。本文综合利用灰色理论、参数估计、直方图统计信息、Gaussian-Hermite矩和曲线拟合等多种理论与方法,对图像噪声进行深入分析,研究噪声类型识别方法和斑点噪声参数估计新方法,并设计完成了成图像噪声分析与估计演示软件,主要创新性工作包括： (1)将直方图信息和灰色关联分析理论相结合,提出了一种基于直方图信息灰色关联的图像噪声类型识别方法。该方法首先分析椒盐噪声、高斯噪声和斑点噪声这二种噪声的直方图统计信息,从而直接识别出椒盐噪声。为止确区分高斯噪声和斑点噪声,引入灰色关联分析理论中的灰色关联度,根据两种噪声的直方图曲线特征,形成参考序列和比较序列,利用两类序列间的灰色关联度来完成识别。理论分析和实验结果表明,与现有噪声类型识别方法相比具有简单、易行、通用的特点。 (2)提出了一种,基于Gaussian-Hermite工的斑点噪声参数盲估计方法。该方法首先分析Gaussian-Hermite矩的特点,然后利用Gaussian-Hermite工构造特征向量,并分析单一灰度区域叠加了不同强度斑点噪声后的分布规律。在此基础上,构造反映图像斑噪强度的噪声特征值。最后通过曲线拟合得到噪声参数与噪声特征值的之间的函数关系式。实验结果显示,该映射函数不需要任何先验知识,即可快速、有效地估计图像中的斑点噪声强度。 (3)提出了一种简单、快速的图像斑点噪声参数盲估计方法。该方法在仿真图像中加入不同强度的斑点噪声,分析含噪图像均匀区域内直方图分布特点,构造反映图像斑噪强度的噪声特征值,最终建立了噪声参数与噪声特征值的之间的映射函数。实验结果显示,该映射函数不需要任何先验知识,即可方便、快速地估计图像中的斑点噪声强度。在以上工作的基础上,以Visual C++6.0为平台,设计实现了可识别图像含噪类型,并同时估计图像噪声参数的演示软件。

关键词：图像噪声类型识别参数估计灰色关联分析 Gaussian-Hermite矩

基于小波变换和Wiener滤波的SAR图像相干斑噪声去除

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微电子学与计算机 2013年第11期30卷 84-87页

作者：赵辉煌王耀南孙雅琪衡阳师范学院计算机科学系湖南衡阳421008 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

先介绍了小波变换和Wiener滤波,为提高去噪性能,提出一种基于小波变换和Wiener滤波的SAR图像speckle噪声去除算法,利用Wiener滤波对小波分解系数去噪.结果表明,与传统方法相比,所提出的算法能较好地提高SAR图像的去噪效果.

关键词：图像噪声 SAR图像小波变换 wiener滤波

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图像匹配中噪声分析和预处理

四川大学学报（工程科学版） 2002年第4期34卷 80-84页

作者：张定庆廖俊必袁仲凡徐彧四川大学测试与控制工程系四川成都610065

提出和证明了在三坐标测量机单镜头三维视觉系统中的图像噪声主要有 3种 :1)电磁干扰噪声 ;2 )季节、气候和时间变化引起的噪声 ;3)物体的位置和视角变化引起的噪声。提出了减少和消除噪声的预处理方法。理论分析和实验均表明 ,该方法... 详细信息

提出和证明了在三坐标测量机单镜头三维视觉系统中的图像噪声主要有 3种 :1)电磁干扰噪声 ;2 )季节、气候和时间变化引起的噪声 ;3)物体的位置和视角变化引起的噪声。提出了减少和消除噪声的预处理方法。理论分析和实验均表明 ,该方法具有简便。

关键词：噪声分析图像噪声图像预处理模式匹配三坐标测量机单镜头视觉系统

基于水平集和卷积神经网络的噪声图像分割方法研究

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基于水平集和卷积神经网络的噪声图像分割方法研究

作者：尚方信太原理工大学

学位级别：硕士

图像分割技术作为诸多图像分析与理解技术的基础,近年来受到国内外诸多研究人员的持续和广泛的关注。其中,基于变分水平集理论的图像分割方法凭借其运算速度快、数学理论基础可靠、模型结构简单清晰和属于无监督算法等特点,成为近期图... 详细信息

图像分割技术作为诸多图像分析与理解技术的基础,近年来受到国内外诸多研究人员的持续和广泛的关注。其中,基于变分水平集理论的图像分割方法凭借其运算速度快、数学理论基础可靠、模型结构简单清晰和属于无监督算法等特点,成为近期图像分割领域的热点方法之一。同时,有监督的机器学习与深度学习方法具有学习能力,可实现对图像语义等抽象信息的提取和分析,并在图像分割领域获得较成功的应用。本文基于变分水平集方法,针对现有模型难以处理噪声图像及抽象语义丰富的自然图像的问题,进行了改进创新,并使用人工合成图像与自然图像设计多组实验验证了所提方法的可行性和有效性。本文所做的主要工作如下:(1)基于One-Class SVM构建一种数据离群程度量化指标,并将离群程度值引入能量泛函,令分割模型可以在多种极值噪声强度下获得较为准确的图像信息,同时避免现有方法在强噪声环境下,降权机制失效的问题。最后,通过最小化能量函数,驱动分割轮廓向目标边缘演化,并最终停留在正确的目标边界附近。在多种极值噪声环境下进行的实验结果表明,与传统噪声鲁棒模型相比,所提方法在未显著增加分割耗时的前提下,对于极值噪声有着更好的鲁棒性,并且可以分割带有极值噪声的自然图像。(2)提出一种对待分割图像具有适应能力的噪声估计机制,在传统偏移场型变分水平集方法的基础上,使用卷积降噪自编码器对图像噪声进行建模,并实现了噪声分离。相比于人工为模型引入先验统计信息增强模型鲁棒性的方法,本文方法对待分割图像具有更强的灵活性与适应性。最后,本文在高斯噪声图像上进行的一系列对比实验,证明本文方法对于多种强度高斯噪声图像具有良好的鲁棒性,并可以准确分离图像中的噪声成分。(3)在无监督变分水平集方法的基础上,基于卷积神经网络和深度学习方法,提出一种有监督的噪声鲁棒变分水平集方法。该方法解决了传统方法仅依赖像素级图像信息,不能处理抽象语义信息且不具有学习能力的问题,并提升了变分水平集方法在概率噪声环境下的表现。实验表明,所提方法可在高于传统噪声鲁棒方法适应范围的超高强度概率噪声环境下,对合成图像和自然图像均能输出有实用价值的分割结果。

关键词：图像噪声变分水平集图像分割深度学习

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基于噪声的图像人工退化研究

基于噪声的图像人工退化研究

作者：孙涛中国海洋大学

学位级别：硕士

图像人工退化,即人为主动地通过可逆的方式降低图像的视觉质量。主要目的是实现商业图像的先用后买的商业模式。即先给用户发送经过退化处理的图片给其试用,待用户决定购买后,向其发送解密密钥或提供在线恢复服务。使用户获得清晰的原... 详细信息

图像人工退化,即人为主动地通过可逆的方式降低图像的视觉质量。主要目的是实现商业图像的先用后买的商业模式。即先给用户发送经过退化处理的图片给其试用,待用户决定购买后,向其发送解密密钥或提供在线恢复服务。使用户获得清晰的原始图像数据。这样就可以将互联网的共享精神和商业的赢利目的融为一体,实现双赢。本文主要以图像噪声为出发点,对图像人工退化进行了探讨和分析。主要所做工作如下:1.提出了利用图像噪声来进行图像退化的思路。并提出了加性噪声和乘性噪声两种模式。分别对两种模式进行了退化程度的量化分析,提出了退化程度的预测公式并进行了实验验证。2.对基于图像噪声的退化算法进行了安全性分析和改进。针对图像滤波攻击,提出了混合噪声的解决方案。对图像平均攻击,采用了选择模板进行二元加噪。3.最后,给出了论文的不足之处。本文最主要的创新点就是提出了基于噪声的图像退化算法。这种算法简单快速,利于实用。更重要的是,该算法可以量化分析图像的退化程度,在加性噪声的条件下,还可以估计退化图像的压缩率变化。这些在商业应用是非常重要的条件。这说明这种算法已经具备商业应用的基本条件。具有一定的实用价值。

关键词：图像退化图像噪声混沌

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CMOS图像传感器温度噪声及去噪研究

CMOS图像传感器温度噪声及去噪研究

作者：王东方哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来,各种卫星平台和空间飞行系统都需要像感器来进行信息数据的传输。随着航天技术的普遍性,像感器在卫星光通信系统中的作用愈发重要。由于半导体工艺逐渐成熟,CMOS像感器由于其集成度高、抗干扰能力强、能耗低、价格低、体积小等优... 详细信息

近年来,各种卫星平台和空间飞行系统都需要像感器来进行信息数据的传输。随着航天技术的普遍性,像感器在卫星光通信系统中的作用愈发重要。由于半导体工艺逐渐成熟,CMOS像感器由于其集成度高、抗干扰能力强、能耗低、价格低、体积小等优点,获得越来越高的关注。在航天领域中,人们对星载设备的质量、尺寸、能耗等具有非常严格的要求,而CMOS像感器的诸多特性更加符合这一条件。而对于在空间环境工作的成像器件而言,复杂的空间外热流环境以及卫星平台其他热载荷的作用也是影响其性能的一个重要因素。光电器件的空间应用可靠性直接关系卫星与载荷的在轨性能与运行寿命,目前很多科研小组将注意力放在CMOS像感器的核心器件光电二极管以及MOSFET等半导体器件的温度效应上,而对于CMOS像感器整体的温度效应研究并不多见。本论文针对以上问题,主要完成以下几方面的研究:总结了CMOS像感器温度噪声的研究意义和研究现状,提出了研究CMOS像感器温度噪声必要性。结合光电二极管、MOSFET以及CMOS像感器的工作机理,阐述了温度对CMOS像感器及其核心器件光电二极管和MOSFET的工作影响。以暗输出灰度值变化规律为基础建立均值去噪模型,以噪声灰度分布为基础建立灰度去噪模型。本文开创性的研究环境温度对CMOS图像传感系统而非某一半导体元件的影响,并围绕该课题进行了多次实验研究,取得了规律性的成果为以后在空间环境中工作的CMOS像感器的温度效应提出理论指导和实验根据,进而加强使用CMOS像感器的卫星光通信终端的跟瞄精准程度,为提出相应的影响补偿措施提供指导,同时对利用温度噪声预估器件寿命也具有一定的参考价值。

关键词： CMOS图像传感器温度暗电流图像噪声卫星光通信

基于二阶纹理和噪声一致性的篡改图像检测技术研究

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基于二阶纹理和噪声一致性的篡改图像检测技术研究

作者：陈古春上海交通大学

学位级别：硕士

随着信息技术的发展,特别是各种图像处理设备以及简单易用、功能强大的图像编辑软件的普遍应用,数字图像内容的真实性认证和完整信息保护已成为一个迫切需要解决的问题。针对这种情况,不少学者提出了添加数字水印和数字签名的方法来进... 详细信息

随着信息技术的发展,特别是各种图像处理设备以及简单易用、功能强大的图像编辑软件的普遍应用,数字图像内容的真实性认证和完整信息保护已成为一个迫切需要解决的问题。针对这种情况,不少学者提出了添加数字水印和数字签名的方法来进行鉴别,但由于依赖预签名提取或者预嵌入水印信息,因而实用性差。因此,不需要任何先验条件的数字图像被动防伪检测方法已成为信息安全领域的重点研究方向。鉴于数字图像篡改手段的多样性,其相应检测方法也应有所区别,本文重点研究在篡改图像中最具代表性的拼接图片的被动检测算法。针对拼接图像篡改检测问题,本文将图像篡改与否视为一个二元问题,利用特征提取-分类的方法进行检测,提出了基于图片DCT域共生矩阵的拼接图像盲检测算法。自然图像经过拼接篡改后,图像平滑度,连续性及一致性等方面会被改变,而图像经过DCT变化后,在尽可能的减少冗余信息的情况下,能将在空域中的微小变化映射到频域中的显著变化。在此基础上提取的共生矩阵特征能够反映这些差异。基于这些差异,本文提出一种新的方法进行特征提取,通过支持向量机技术来判定图像是否被篡改。实验结果表明,鉴别准确率在哥伦比亚灰度图片库和中国科学院彩色图片库上分别可达到可达91.2%和98.5%。此外,考虑到图片内容,大小,格式方面的千变万化,任何的图片库均不能完整的包含所有的图片,因此,考虑一种对单一图片进行检测的算法尤为重要。有鉴于此,本文提出了一种基于图像块噪声估计的盲检测算法。它的原理是基于图像在成像过程噪声的一致性,而拼接篡改图片部分通常会改变这种一致性。该算法首先对图片进行分块后估计块噪声,之后对得到的噪声值矩阵进行分析,利用形态学操作来进行块合并,如果图片被篡改,篡改部分能够清晰的显示在最后的图像块矩阵中。实验证明,这种算法能在无训练模型的情况下实现图片的防伪检测,并且能准确的定位篡改区域。

关键词：防伪鉴定拼接篡改被动检测共生矩阵特征支持向量机图像噪声图像分块

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基于轮廓波变换的图像混合噪声去除算法研究

现代计算机 2019年第33期25卷 45-51页

作者：许友雷舒忠荆楚理工学院

针对图像多噪声共存、偏重高频滤波图像分解以及低频信号去噪邻域范围确定偏小等严重影响图像清晰度的问题,提出一种基于多尺度、多方向的NSCT滤波组合噪声去除算法,算法同时兼顾低频和高频噪声的准确定位。依据当前图像分解与重构滤波... 详细信息

针对图像多噪声共存、偏重高频滤波图像分解以及低频信号去噪邻域范围确定偏小等严重影响图像清晰度的问题,提出一种基于多尺度、多方向的NSCT滤波组合噪声去除算法,算法同时兼顾低频和高频噪声的准确定位。依据当前图像分解与重构滤波器设计原理及应用分析,准确找出小波基滤波模型和通用NSCT滤波模型在进行高频信号分离时存在的缺陷,以欧几里德算法的Bezout恒等式为理论评价基础,确保高频信号首先能够实现多尺度分层表示,然后对每一层的高频信号进行多方向描述,通过对采样后获得的空间插值像素与采样前原像素进行比较,在理论上证明所提出算法高频滤波的有效性,明确图像高频部分的去噪关键在于分解滤波环节。同时,针对低频信号去噪算法中局部性单一邻域定义的缺陷,通过改进灰度值相似邻域的空间结构定位,采用加权系数定义灰度值的相似度,明确图像低频部分的去噪关键在于去噪算法环节。通过MATLAB仿真实验、高分辨率下去噪结果主观评价和PSNR客观评价参数比较分析表明:所提出的图像去噪算法,比当前流行算法更具明显优势,可为后续图像特征提取和图像识别处理提供良好的基础。

关键词：图像噪声小波基函数多尺度分析模型非下采样轮廓波变换非局部均值算法

红外焦平面器件二点多段非均匀性校正算法研究

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红外与毫米波学报 2003年第6期22卷 415-418页

作者：王跃明陈建新刘银年薛永祺中国科学院上海技术物理研究所上海200083

分析了红外焦平面探测器的非均匀性机理和各种非均匀性校正算法 ,提出两点多段非均匀性校正算法 ,该算法避免了二点校正算法的低精度和多点校正算法的大运算量 .在红外多谱段相机上的应用结果表明二点多段非均匀性校正算法具有运算量小... 详细信息

分析了红外焦平面探测器的非均匀性机理和各种非均匀性校正算法 ,提出两点多段非均匀性校正算法 ,该算法避免了二点校正算法的低精度和多点校正算法的大运算量 .在红外多谱段相机上的应用结果表明二点多段非均匀性校正算法具有运算量小、精度高、实用性强的优点 .

关键词：红外焦平面器件二点多段法非均匀性校正算法图像噪声温度分辨率增益系数红外成像系统