作者单位
摘要
1 五邑大学 智能制造学部,广东 江门 529020
2 伍伦贡大学 电气计算机与通信工程学院,澳大利亚伍伦贡 2522
3 嘉应学院 物理与电子工程学院,广东 梅州 514015
为抑制激光散斑噪声对定量相位重建精度的影响,本文基于经验模态分解提出了一种激光散斑噪声抑制方法。该方法只需采集一张全息图像且无需添加额外硬件设备,避免了寻找最优处理参数的复杂过程。首先,采用经验模态分解突出图像细节信息。其次,使用边缘检测克服各向异性扩散方程中梯度算子抗噪声能力不强、不能识别伪边缘等问题,对细节突出的图像进行边缘检测。最后,由高精度的边缘检测结果引导扩散去噪过程达到更好的散斑抑制效果。实验结果表明,经过本文方法处理后,重建相位的结构相似性提高了12.900 0%,边缘保持指数提高了14.386 1%,散斑抑制指数降低了8.129 9%,并且相位截面曲线与原始相位最接近。本文所提出的方法不仅具备更好的去噪效果,而且更有效地保留了细节信息,相位重建的精度更高。
散斑噪声抑制 经验模态分解 边缘检测 各向异性扩散方程 speckle noise suppression empirical mode decomposition edge detection anisotropic diffusion equation 
液晶与显示
2023, 38(4): 495
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,陕西 西安 710021
2 中国兵器科学院宁波分院,浙江 宁波 310022
数字全息测量系统中,记录过程引入的散斑噪声严重影响全息图质量,导致三维重建结果存在误差。相位提取是数字全息三维测量系统中影响精度的关键技术,而相位解包是获得正确连续相位的关键环节。为了抑制数字全息测量系统中的散斑噪声,提出了一种处理包裹相位的散斑噪声抑制方法。首先应用二维高斯窗口在频域内对包裹相位进行局部分析,并基于窗口傅里叶基函数与包裹相位的高相关性选取阈值;然后根据阈值舍弃噪声频谱,获得低散斑噪声的包裹相位。以微透镜阵列为测试对象,实现了数字全息测量系统中散斑噪声的有效抑制。实验结果表明,所提方法保留了包裹相位的2π跳变边界,有效提高了数字全息测量系统的三维重建精度,与未去噪的结果相比,残差降低了28.35%(峰谷值)和20.23%(均方根)。
全息 数字全息 散斑噪声 二维高斯窗口 包裹相位 三维重建 
激光与光电子学进展
2022, 59(16): 1609002
作者单位
摘要
上海工程技术大学 电子电气工程学院 控制工程系, 上海 201620
数字全息中的散斑噪声对图像质量有很大的影响, 而形成散斑噪声的原因之一是参考光和物光的相干度太高, 对记录的全息图引入了不必要的噪声。文章研究了利用电控液晶散射片对相干光进行退相干的操作来实现散斑去噪; 通过调整电压改变物光路中电控液晶散射片的散射效果, 记录得到液晶散射片在多种散射效果下照射的全息图, 多种散射效果下重建物体图像的等效外观指数各有不同, 将各个重建图像对比得到最优结果; 在最优散射效果下将全息图叠加进行重建, 重建图像中的散斑噪声得到很好的抑制且比单副效果更好。通过理论分析和实验验证证实了所提出的方法对提高数字全息系统的成像质量有很大的应用价值。
数字全息 散斑噪声 电控液晶散射片 低相干光 digital holography speckle noise electrically controlled liquid crystal scatterer low coherent light1 
光学技术
2021, 47(4): 398
作者单位
摘要
1 浙江工业大学计算机科学与技术学院,浙江 杭州 310023
2 浙江工业大学信息工程学院,浙江 杭州 310023
3 中国科学院深海科学与工程研究所,海南 三亚 572000
侧扫声纳(SSS)是一种利用声波的水下传播特性完成水下探测的电子设备。因为侧扫声纳利用回波强度成像,所以不可避免地引入散斑噪声。本文针对散斑噪声,提出了基于自适应三维块匹配滤波 (BM3D)的侧扫声纳图像散斑降噪方法。该算法首先对 SSS图像进行幂变换和对数变换,采用小波变换估计整体图像噪声,同时用局部噪声估计结果更新 BM3D算法的参数。然后本文算法比较全局估计和局部估计的结果,选择最合适的参数解决噪声分布不均匀的问题。实验结果表明,本文改进的 BM3D算法能有效地降低 SSS图像中的散斑噪声,获得良好的视觉效果。本文算法的等效视数至少提高了 6.83%,散斑抑制指数低于传统方法,散斑抑制和平均保存指数至少减少了 3.30%。该方法主要用于声纳图像降噪,对于超声、雷达或 OCT图像等受散斑噪声污染的信号也有一定的实用价值。
侧扫声纳 散斑噪声 图像降噪 side scan sonar speckle noise image denoising BM3D BM3D 
光电工程
2020, 47(7): 190580
作者单位
摘要
1 中北大学电子测试技术重点实验室, 山西 太原 030051
2 中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
为解决相位图在去噪过程中出现的散斑噪声残留和边缘纹理模糊问题,基于正余弦分解提出了一种自适应全变分去噪方法。首先,用正余弦函数将原始相位图分解成两幅相位图;然后用自适应全变分算法处理分解后的相位图;最后,通过反正切运算合成去噪后的相位图,以快速去除大量散斑噪声并保留图像的边缘信息。对去噪结果进行定量评价和分析表明,与其他降噪方法相比,本方法得到的图像峰值信噪比提高了2.0 dB,且结构相似度较高。同时可以自适应地选择参数,减少去噪后相位图的波动性,改善相位图的质量。
测量与计量 散斑干涉技术 相位图 散斑噪声 正余弦分解 自适应全变分算法 
中国激光
2020, 47(10): 1004004
作者单位
摘要
1 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200444
2 早稻田大学情报生产系统学院, 福冈 北九州 8080135
数字全息系统是一种非常先进的成像系统,但相干光源数字全息系统中散斑噪声会对全息图的质量产生不利影响,常规实验降噪或基于传统神经网络算法降噪方法均存在不足。为实现全息图中的散斑降噪以及权衡降噪效率问题,提出一种基于卷积神经网络的单幅全息图快速降噪算法,使用散斑噪声数据集对多等级神经网络进行训练。理论分析及实验结果表明卷积神经网络应用于数字全息图的频谱域去噪能有效提高全息图的质量,且仅使用一幅全息图就可以有效地处理不同等级散斑噪声,在保持去噪性能的前提下,能最大限度保存全息图有效干涉条纹。
数字全息 散斑噪声 频谱降噪 神经网络 
光学学报
2020, 40(5): 0509001
作者单位
摘要
1 上海理工大学 教育部微创医疗器械工程研究中心生物医学光学与视光学研究所, 上海 200093
2 温州医科大学 眼视光学院, 浙江 温州 325000
光学相干断层扫描(OCT)作为眼科疾病的重要诊断手段之一, 具有巨大的发展潜力。OCT图像中含有大量的散斑噪声, 会影响图像病理信息的检测和提取。提出一种去除OCT图像散斑噪声的方法, 依据散斑噪声的乘性特性建立了乘性噪声模型。针对双域滤波中产生的伪吉布斯现象, 引入各向异性扩散获得引导图像, 代替了算法中的自身引导, 减少了迭代次数。结果显示, 所提方法提高了算法效率与图像质量, 算法运行时间大幅度下降, 图像峰值信噪比(PSNR)提高到36dB, 结构相似性(SSIM)和边缘保持系数(EPI)分别达到0.8和0.7左右, 有效抑制了OCT图像中的散斑噪声。
光学相干层析成像 双域滤波 散斑噪声 乘性噪声 各向异性扩散 optical coherence tomography dual domain filtering speckle noise multiplicative noise anisotropic diffusion 
光学技术
2019, 45(3): 336
作者单位
摘要
上海理工大学教育部现代微创医疗器械及技术工程研究中心生物医学光学与视光学研究所, 上海 200093
光学相干层析扫描(OCT)作为一种新型无创高分辨率扫描方式, 在临床上得到广泛应用, 但是 OCT图像本身存在严重的散斑噪声, 这大大影响了疾病的诊断。本文针对 OCT图像中的乘性散斑噪声, 改进了两种原始字典降噪算法。该算法首先对 OCT图像进行对数变换, 采用正交匹配追踪算法进行稀疏编码, 以及 K奇异值分解学习算法进行自适应字典的更新, 最后通过加权平均以及指数变换回到空域。实验结果表明, 本文改进的两种字典算法能有效降低 OCT图像中的散斑噪声, 获得良好的视觉效果。并通过均方误差 (MSE)、峰值信噪比 (PSNR)、结构相似性 (SSIM)以及边缘保持指数(EPI)四个指标评价降噪效果, 与两种原始字典降噪算法和传统滤波算法相比, 两种改进字典算法降噪效果优于其他算法, 其中自适应字典算法表现更好。
光学相干层析成像 稀疏表示 字典学习 散斑噪声 图像降噪 optical coherence tomography sparse representation dictionary learning speckle image noise reduc-tion 
光电工程
2019, 46(6): TP391.41
作者单位
摘要
上海理工大学 教育部现代微创医疗器械及技术工程研究中心 生物医学光学与视光学研究所, 上海 200093
散斑存在于光学相干层析成像(OCT)信号中,不可避免地影响OCT图像质量。通过对OCT系统中的噪声源进行分析,提出了一种傅里叶域OCT图像散斑噪声降噪的分数阶积分算法。为了克服单纯主观视觉判别图像质量的局限性,均方误差、峰值信号噪声比和边缘保护系数被选为图像去噪评估标准。通过实验与中值滤波和维纳滤波方法进行比较,结果表明,该算法可以有效地保留OCT图像中的重要边缘细节信息,同时有效消除噪声,使图像细节清晰,提高图像质量。
光学相干层析成像 散斑噪声 图像去噪 分数阶积分算法 optical coherence tomography speckle noise image denoising fractional integral algorithm 
光学技术
2019, 45(1): 102
作者单位
摘要
广东工业大学物理与光电工程学院, 广东 广州 510006
散斑噪声的存在严重降低了数字全息技术再现像的信噪比和空间分辨率。在无透镜傅里叶变换数字全息中,通过对电荷耦合器件(CCD)记录的干涉图进行一次傅里叶变换,就可以重建物光场。根据干涉图上不同的像素点对再现像中散斑噪声强度分布贡献不同的特点,提出了一种新的降噪方法。该方法将CCD输出的干涉图划分为多个区域,并调换各个区域的位置,得到多幅互异的新干涉图,然后将所有新干涉图进行再现处理;对再现像进行叠加平均,就可以得到一幅散斑噪声强度更低的再现像,其等效视数明显提高。相比于空域掩模法,所提方法的处理时间缩短了80%左右,且再现像的边缘保持系数提高了1倍。
全息 数字全息 傅里叶变换 散斑噪声 像素 
激光与光电子学进展
2018, 55(11): 110901

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