乘性雜訊理解

2021-09-19 03:14:36 字數 2253 閱讀 7841

乘性雜訊普遍存在於現實世界的影象應用當中,如合成孔徑雷達、超聲波、雷射等相干影象系統當中.與標準加性高斯白雜訊相區別,乘性雜訊符合瑞利或伽瑪分布函式.乘性雜訊對影象的汙染嚴重,而有效地的處理乘性雜訊影象比較困難,因為乘性雜訊起伏較劇烈,均勻度較低。

由於sar影象成像的特殊性,在成像過程中所產生的雜訊也表現出明顯不同於光學影象的特性.sar影象中相干斑現象嚴重,主要表現為紋理,其中小紋理是雷達回波向量在空中相干疊加生成的隨機變數,屬於相干斑雜訊,應予避免;中大紋理則反映主要包括著影象中各種類別的地域特徵資訊,對紋理分析特別有用,應該給予保留。

sar影象中的雜訊包括通常的系統雜訊和相干斑雜訊,其中相干斑雜訊對影象質量的影響最大。通常的雜訊一般可以用gauss雜訊或椒鹽雜訊描述.而對sar影象質量影響最大的相干斑雜訊與影象處理中通常所遇到的雜訊有本質的不同,這是因為它們形成的物理過程有本質的差別。

多尺度幾何分析能夠克服小波變換在處理高維訊號及影象訊號的不足,根據影象本身所包含的邊緣資訊,實現對邊緣資訊的稀疏表示.

curvelet變換建立了乙個多尺度、多方向的影象表示框架,能夠克服單尺度ridgelet變換的缺點,在影象處理中得到了廣泛的應用.它保留了小波變換多分辨的優點,與小波變換不同的是除了尺度和位移參量,ctrvelet增加方向參量這一特性,使得curvelet具有更好的方向辨識能力

針對於sar、雷射和超聲波等影象中含有乘性雜訊,其中以sar影象為例,單幅的sar影象雜訊服從瑞利分布,而實際上獲得的sar影象是z幅相同場景的疊加,即通過多幅影象的平均處理完成初步去噪,這樣雜訊的方差減小為原來的1/z.其中乘性雜訊的模型為:

乘性雜訊往往由不理想的通道引起,與訊號是相乘的關係,因此難以消除。為消除訊號中的乘性雜訊,通過對原始訊號進行

同態變換———對數變換,將乘性雜訊轉變為加性雜訊,去除雜訊與訊號的相倚性;並運用小波分析方法進一步對變換後的訊號進行去噪處理;最後,聯合指數逆變換獲得提取的真實訊號,以達到消除原始訊號中乘性雜訊的目的。

目前現有的一些訊號去噪方法均是在加性類雜訊(且預設為高斯白雜訊)的基礎上進行的。加性類雜訊的消除方法有很多,如自適應濾波、經驗模態分解方法等:自適應濾波是在維納濾波、kalman 濾波等線性濾波基礎上發展起來的一種最佳濾波方法;經驗模態分解方法是為了精確描述頻率隨時間的變化而提出的一種自適應較好,直觀的瞬時頻率分析方法;小波變換是眾多去噪方法中具有代表性的一種,信噪分離和弱訊號提取是小波在訊號分析中應用的重要方面。利用小波或小波包分解,可以將訊號分解成不同的頻段,從而實現信噪分離。

加性類雜訊的訊號是固定的,且雜訊部分不隨訊號而變化,但是乘性類雜訊則不同。乘性雜訊往往由通道不理想引起,雜訊

部分隨著訊號的變化而變化 。因此,對於乘性雜訊,利用傳統的去噪方法很難得到理想的效果。現有的有效處理方法是引入同態變換去除雜訊與訊號的相倚性,將乘性雜訊轉化為加性雜訊,再對訊號進行濾波處理,此方法的去噪效果明顯優於傳統的去噪方法。聯合同態對映與小波變換,提出一種基於同態對映與小波變換的乘性雜訊消除方法,並進行**實驗驗證。

小波去噪存在小波基和閾值的選取問題,如何選取最優的小波基和閾值以達到提高去噪、準確提取訊號的目的也是很多學者研究的物件。這裡小波基選取 daubechies小波,小波閾值採用軟閾值法,將訊號小波係數的絕對值和閾值比較,小於或等於閾值的點置零,大於閾值的點變為該點與閾值的差值

現在廣泛存在的醫學超聲影象去噪演算法大體可以分為兩類,一類是利用斑點雜訊分布規律而進行去噪的演算法、另一類是基於一些常用影象處理演算法的方法,如有基於小波的醫學超聲影象去噪演算法、基於各向異性濾波法的、基於非鄰域均值演算法等。

總結現有的醫學超聲影象去噪方法從處理是在空間域還是變換域進行,大致可以分為兩類:一類是空間域去噪演算法,包括區域性自適應演算法、各向異性擴散濾波演算法、非鄰域均值演算法、其它混合演算法。另一類是變換域內的降噪濾波演算法,包括小波變換演算法、輪廓波變換去噪演算法和傅利葉變換等。

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