南昌工学院信息与人工智能学院, 江西南昌 330108
为了在去除红外图像的脉冲噪声的同时, 有效保持和恢复图像的边缘细节, 提出了基于灰度特征和众数原则的迭代双边中值滤波方法。此方法根据脉冲噪声的灰度特征以及众数原则, 将取最小和最大值、而在邻域的灰度分布上孤立的像素识别为噪声。根据基于空间距离和灰度相似的加权系数, 对邻域中的无噪像素与已经去噪恢复的像素进行频次加权, 用频次加权中值作为噪声像素的估计值。其中, 以迭代遍历的方式执行去噪处理, 充分利用前次遍历处理的结果, 以去除高密度噪声。实验数据证明, 此方法去噪所得的 PSNR和 EPI值以及视觉效果均优于现有方法, 具有更好的去噪性能。
脉冲噪声 红外图像 加权频次 双边中值滤波 边缘保持指数 impulse noise, infrared image, weighted frequency,
大气与环境光学学报
2023, 18(6): 503
1 长春理工大学电子信息工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学空间光电技术研究所，吉林 长春 130022
针对局部对比度方法对红外目标进行检测时难以提升目标的显著性及抑制背景困难的问题，提出一种基于特殊预处理的增强局部对比度方法来检测目标。通过快速中值滤波去除高频噪声，通过改进的形态学梯度来抑制背景，通过增强的局部对比度来提高目标的显著性，最后通过自适应阈值来获取需要检测的真实目标。结果表明，同经典人类视觉系统的检测方法相比，所提方法在检测红外弱小目标时具有优越性，在高亮度背景情况下效果更为显著。
红外弱小目标 目标检测 人类视觉系统 局部对比度 快速中值滤波 形态学梯度 激光与光电子学进展
2023, 60(4): 0410001
1 厦门大学航空航天学院, 福建 厦门 361101
2 厦门大学化学化工学院, 固体表面物理化学国家重点实验室, 能源材料化学协同创新中心(iChEM), 福建 厦门 361101
拉曼光谱是一种已广泛应用于化学、 生物学和物理学的技术。 然而拉曼光谱仪的电荷耦合器件很容易受到宇宙射线的影响, 从而产生随机的窄带宽、 高强度的spike。 在真实样品中出现概率较低, 约为千分之一, 但一旦出现将严重降低信号对比度。 该研究提出一种实用的spike剔除算法。 该算法对中值滤波后的数据与原始数据作差, 得到偏差数据。 用分位数的方法将偏差数据从小到大排序, 取中间99%数据作为真实数据作高斯分布拟合。 根据spike强度高, 稀疏的特性, 以光谱中高强度数据的出现概率作为阈值标准剔除spike。 最后以中值滤波结果带入原始数据代替spike, 从而最大程度还原样本原始信息且不需任何调试参数。 以加入不同强度spike的拉曼光谱作为验证对象, 实验结果表明本算法对spike检测与去除的灵敏度可以高达99.5%。 本算法同时适用于一维拉曼光谱、 二维拉曼图像和三维拉曼数据立方体, 且算法表现随着维度的增加而提高, 一维spike剔除算法能检测超过最大峰强度40%的spike, 而在三维拉曼数据立方体中, 超过峰值20%的spike即能被检测出。 用该算法对40 000条真实拉曼光谱进行处理, 可以在不扭曲真实信号的情况下有效地剔除spike, 进一步证明了算法的实用性。
拉曼光谱 宇宙射线 中值滤波 spike剔除 Raman spectroscopy Cosmic rays Median filter Spike removal 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3174
1 江西应用科技学院 软件与区块链学院, 江西 南昌, 330100
2 江西师范大学 计算机信息工程学院, 江西 南昌, 330022
针对现有的算法对于高密度脉冲噪声的去除缺乏有效性和鲁棒性, 难以有效地保持和恢复图像的边缘和细节结构, 提出了一种小波检测的二次迭代修剪均值滤波方法。方法充分利用脉冲噪声的特征以及小波阈值去噪图像的高度相关性, 根据灰度最值与小波阈值去噪图像进行噪声检测, 先后分别用3×3和5×5邻域的迭代修剪均值滤波对噪声像素进行恢复。实验结果显示, 相对于现有的最新提出的方法, 所提出的方法获得更高的PSNR和EPI值, 以及更好的视觉效果, 具有优越的去噪性能和更好的细节结构保持能力。
图像去噪 修剪中值滤波 小波检测 迭代修剪均值滤波 image denoising trimmed median filter wavelet detection iterative trimmed mean filter
1 广州城建职业学院信息工程学院, 广东 广州 510925
2 广东医科大学生物医学工程学院, 广东 湛江 524023
为了克服现有脉冲噪声去除算法的缺陷,进一步提升算法的去噪性能和鲁棒性,提出了一种去除脉冲噪声的小波阈值去噪算法。首先,根据脉冲噪声的灰度特征、分布的随机性及近似均匀性,用统计方法识别噪声像素。然后,用基于信噪强度的自适应阈值和可微收缩函数的小波去噪方法恢复噪声像素。实验结果表明,相比现有算法,本算法去噪得到的图像视觉感知效果、峰值信噪比和边缘保持指数均有较大提升,且具有更好的鲁棒性。
图像处理 脉冲噪声 中值滤波 自适应阈值 可微收缩函数 小波阈值去噪 激光与光电子学进展
2021, 58(22): 2210016
江南大学物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
针对采用高斯滤波器对图像进行滤波会导致图像边缘平滑,人为设定高、低阈值会导致阈值的自适应性差,采用双阈值法去除虚假边缘会导致去除效果不佳等问题,提出改进的Canny边缘检测算法并应用于影像测量领域。首先使用开关中值滤波代替高斯滤波,在去除噪声的同时保留非噪声像素点的灰度值不变,从而提高边缘定位精度;然后采用K-means聚类算法以得到高、低梯度值聚类中心,采用OTSU算法以得到梯度阈值,将两个方法结合,可以实现高、低阈值的自适应;最后采用面积形态学的方法去除图像的干扰边缘。实验结果表明,改进的算法具有定位精度高、自适应性强以及干扰点去除效果好等优点。
图像处理 Canny算子 影像边缘检测 开关中值滤波 K-means算法 面积形态学 激光与光电子学进展
2020, 57(24): 241024
河北大学电子信息工程学院, 河北 保定 071002
功能性近红外光谱技术(fNIRS)作为一种新兴的神经成像技术得到了广泛关注,然而fNIRS信号中运动伪迹的存在会使信号的处理结果产生偏差。提出了一种定向中值滤波和数学形态学相结合的算法——tMedMor算法,并采用该算法对fNIRS信号中的三种运动伪迹(包括尖峰、基线突变和缓慢漂移)进行去除;然后用仿真数据和实验数据进行了验证,并将所提算法与常用的几种算法进行对比,结果表明:tMedMor算法在均方误差、信噪比、皮尔逊相关系数的平方、峰峰误差方面具有良好的表现,说明该算法可以作为一种新方法用于fNIRS信号的预处理阶段。
光谱学 功能性近红外光谱 中值滤波 数学形态学 运动伪迹 光学学报
2020, 40(22): 2230002
中国人民解放军66069 部队，河南洛阳 471023
针对红外传感器成像信噪比低且易受噪声、背景杂波干扰的问题，本文提出了一种基于最大中值滤波与Hough 变换的红外弱小目标检测方法。该方法首先对序列图像中的每一帧进行最大中值滤波，滤波输出与原始图像相减用以预测目标可能出现的区域。对于目标可能出现的区域使用均值滤波，反之则使用最小值滤波来抑制背景结构。然后将滤波后的序列图像直接叠加得到合成图像，采用有灰度权重的Hough 变换实现弱小目标的轨迹检测。实验结果表明该方法可以实现对信噪比接近1 的弱小目标的检测。同时，背景的运动对该方法的检测效果没有显著影响。
红外图像 弱小目标检测 最大中值滤波 Hough 变换 infrared image, small target detection, max-median
华北电力大学 电气与电子工程学院, 河北 保定 071003
基于布里渊散射的分布式光纤传感中温度和应变与布里渊频移成线性关系, 为了提高温度和应变测量的准确性, 提出了一种改进的二次多项式拟合算法用于提取布里渊频移。该算法分为两步: 首先使用一种改进的中值滤波算法对含噪布里渊谱信号进行预处理, 以提高增益峰值定位的准确性; 然后截取围绕峰值左右对称的一个线宽的原始布里渊谱进行二次多项式拟合以实现布里渊频移的高精度提取。以布里渊频移误差及峰值定位准确性作为衡量指标, 比较研究后确定同一频率下所有空间点对应的布里渊增益作为滤波器的输入。研究了不同扫频间隔和信噪比及不同滤波窗长下改进算法的效果, 同时研究了最优窗长的选择问题。结果表明, 不同信噪比和扫频间隔下改进算法均能有效提高布里渊频移提取的准确性。随窗口长度增加布里渊频移误差先减少后增加, 在扫频间隔为1~10MHz、信噪比为0～40dB情况下, 通用的最优窗长为53~163。
光纤分布式传感 布里渊频移 二次多项式拟合 中值滤波 去噪 distributed optical fiber sensing Brillouin frequency shift quadratic polynomial fitting median filtering denoise
