基于双密度双树复小波变换的局域自适应图像去噪

提出一种基于双密度双树复小波变换的局域自适应图像去噪算法。首先,分析了双密度双树复小波变换的原理及特点,给出了双变量收缩函数(BSF)的推导。然后,对噪声图像并行使用四个二维双密度离散小波变换,且行和列采用不同的滤波器组,实现对噪声图像的双密度双树复小波分解。根据小波系数的统计特性以及层内和层间系数的相关性,采用结合局域方差估计的双变量收缩函数对小波系数进行处理。用收缩后的小波系数重构去噪图像。最后,将该算法用于灰度图像和彩色图像去噪。实验结果表明：在噪声方差为30时,经该算法去噪后图像与噪声图像相比,获得最高的峰值信噪比增益达11.72dB,平均结构相似度最高增加2.7倍,复合峰值信噪比增益达11.68dB。且对不同噪声方差下的不同噪声图像,该算法在滤除噪声的同时保留更多的细节,去噪图像的视觉质量得到很大的改善。     

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.     

基于提升小波的电能质量高效定位算法

针对暂态电能质量扰动信号的检测和定位,提出了一种基于提升复小波的高效定位算法.首先对扰动信号基于(maximum posteriori,MAP)最大后验估计的双树复小波进行去噪预处理,对不同分解层次的细节系数的噪声方差和信号方差进行估计运算,同时计算各分解层的阈值,得到去噪阈值.扰动信号进行去噪预处理后,利用提升小波对去噪后的扰动信号进行定位,并与传统实小波进行了定位准确度和算法耗时的比较.仿真实验结果表明,所提去噪预处理定位算法步骤简单,效果理想定位运算速度快且易于实现,实用性强,两者结合具有良好的应用前景.     

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。     

基于改进双树复小波的光谱去噪算法研究

为了消除可见光近红外光谱噪声,提高利用光谱曲线进行信息提取的精度,提出一种改进双树复小波变换(DTCWT)的后验估计及广义形态滤波的光谱去噪方法。首先对带噪信号进行双树复小波分解,将信号的高频部分和低频部分进行分离。然后分别采用最大后验(MAP)估计算法和广义形态学滤波(GMF)对高频系数和低频系数进行去噪处理。最后对去噪后的高频系数和低频系数进行DTCWT反变换,得到去噪光谱。对USGS光谱库中的植被光谱以及铁铝榴石光谱进行实验,结果表明该方法易于实现,去噪效果理想,是一种很好的可见光近红外光谱去噪方法。     

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.     

Curvelet域贝叶斯估计侧扫声呐图像降斑方法

针对侧扫声呐图像的斑点噪声,提出了一种贝叶斯估计的Curvelet域降斑方法.依据海底散射模型,得到侧扫声呐图像斑点噪声的瑞利分布乘性噪声模型.将取对数后的含斑图像进行Curvelet变换,依据噪声系数的瑞利分布、信号系数的高斯分布,结合贝叶斯理论的最大后验概率估计方法,在近似条件下,得到Curvelet变换域系数估计的理论解析式.采用局部自适应的邻域窗口确定方法,对Curvelet变换域处理后的系数进行逆变换,再经过指数变换后得到降斑的侧扫声呐图像.实验结果表明,在客观评价指标和主观视觉效果方面,新方法均取得了优于传统的空间滤波及基于小波的降斑方法的效果.     

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。     

应用小波域三维Context模型的视频图像去噪

提出了一种基于三维小波变换和分块Context模型的视频去噪新方法（3DWTBCM）。视频图像序列的各帧之间具有较强的相关性,在三维小波变换域内去噪可以很好地将这种相关性加以利用。根据视频图像三维小波分解域内系数和噪声分布的特征,利用小波系数具有局部相关性对小波系数进行分块,将系数分解成各个局部区域。再将Context模型用于局部块中,按照能量分布将块内的小波系数分成多个子块。对各部分进行能量估计和多阈值估计,获得去噪声最佳阈值,有效地消除噪声。实验结果表明,3DWTBCM的噪声抑制效果明显优于各种2D去噪声方法,和常用的3D去噪声方法,PSNR平均提高1.5dB以上。从视觉效果来看,本文算法在去除噪声的同时,能较好的保留运动图像细节,运动物体显得比较平滑,不存在传统算法中的拖影、闪烁等现象。     

基于双树复小波变换的心电信号去噪研究

在心电信号处理过程中,为了避免产生Gibbs振荡现象和严重的频率混叠现象,提出一种基于双树复小波变换,并结合最大后验估计确定阈值的心电信号去噪方法.文中采用了信噪比和均方误差来评价双树复小波变换和离散小波变换两种方法对心电信号的去噪效果.实验结果表明:与传统离散小波变换相比,双树复小波变换去噪更彻底,边界、纹理等特征能较好地保留,可以作为一种生物医学信号降噪处理的新方法.     

NEW METHOD OF EXTRACTING WEAK FAILURE INFORMATION IN GEARBOX BY COMPLEX WAVELET DENOISING

Because the extract of the weak failure information is always the difficulty and focus of fault detection. Aiming for specific statistical properties of complex wavelet coefficients of gearbox vibration signals, a new signal-denoising method which uses local adaptive algorithm based on dual-tree complex wavelet transform （DT-CWT） is introduced to extract weak failure information in gear, especially to extract impulse components. By taking into account the non-Gaussian probability distribution and the statistical dependencies among wavelet coefficients of some signals, and by taking the advantage of near shift-invariance of DT-CWT, the higher signal-to-noise ratio （SNR） than common wavelet denoising methods can be obtained. Experiments of extracting periodic impulses in gearbox vibration signals indicate that the method can extract incipient fault feature and hidden information from heavy noise, and it has an excellent effect on identifying weak feature signals in gearbox vibration signals.     

基于小波域统计模型的纸浆纤维图像去噪研究

在小波多尺度分析基础上，提出一种新的图像小波系数的白适应统计算法，并应用于纸浆纤维图像的去噪研究。将图像小波系数视为服从广义高斯分布（GGD）的随机变量模型，在小波软阈值去噪的基础上引入空间自适应阈值方法；将均值滤波算法应用于小波系数方差的边缘估计中，结合最大后验概率准则（MAP）进行参数估计以恢复噪音小波图像。该算法用于纸浆纤维图像的去噪，效果理想，同其它的图像去噪算法相比，它具有较高的峰值信噪比（PSNR）。     

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%。     

基于非下采样双树复轮廓波变换和稀疏表示的红外和可见光图像融合

提出了一种基于非下采样双树复轮廓波变换(NSDTCT)和稀疏表示的红外和可见光图像融合方法,以改善传统的基于小波变换的图像融合方法的不足。该方法首先利用形态学变换处理源图像,利用NSDTCT变换进行图像分解得到低频子带系数和高频子带系数。根据高低频系数的不同特点,提出改进的稀疏表示(ISR)的融合规则用于低频子带;然后将改进的空间频率作为脉冲耦合神经网络的外部输入,提出基于自适应双通道脉冲耦合神经网络(2APCNN)的融合策略用于高频子带。最后通过NSDTCT逆变换获得融合后的图像。实验结果表明:本文方法在客观指标和视觉效果方面均优于传统图像融合的方法。与传统的NSCT-SR方法相比,实验的两组图像中4个客观指标:互信息(MI)、边缘信息保留量QAB/F,平均梯度(AG)和标准差(SD)分别提高了9.89%、6.39%、104.64%、55.09%和9.53%、17.77%、95.66%、52.89%。     

对偶树复小波阈值降噪法及在机械故障诊断中的应用

为有效提取强噪声背景下微弱故障信号,提出了一种基于对偶树复小波的阈值降噪方法及其小波滤波器的设计原则,将其应用于机械故障诊断,取得了较好效果.阐述了对偶树复小波变换滤波器的设计要求和对偶树复小波阈值降噪法的实施步骤.该法充分利用了对偶树复小波变换的平移不变性的优良特性,试验表明:此法可以获得比常规的离散小波降噪更高的信...     

基于剪切波变换的可见光与红外图像融合算法

针对不同传感器的图像融合问题,提出一种基于剪切波变换的可见光与红外图像融合算法.首先通过剪切波变换对多源图像进行多尺度多方向分解,获取图像的低频子带与高频子带系数.在融合过程中,针对高、低频子带系数所反映图像尺度特征的差异性,采用相应的区域显著性方法进行量化描述.鉴于两源图的不同物理特性导致同一场景景物灰度分布存在差异的现象,采用区域相似性进行量化区别.综合区域显著性与区域相似性2个参数制定融合规则,实现多尺度分解系数的优化组合,经剪切波反变换重构各融合后的子带系数,获取最终的融合图像.实验结果表明,该算法与相关融合算法相比,在主观视觉效果与客观量化指标性能上均有所改善.     

基于小波变换的正则化盲图像复原算法

提出了一种将小波变换和自适应正则化方法相结合的盲图像复原算法。该算法先对退化后的图像进行小波分解,得到图像在不同子频段的信息;然后针对各个子频段内图像的频率和方向特性,使用不同的自适应正则化复原方法,在图像的低频子频段进行去模糊;高频子频段则进行抑制噪声和保边缘特征;最后通过小波逆变换得到复原后的图像。实验结果表明, MSE减少了1.60,信噪比增量为1.76,算法性能和复原效果相对空间自适应正则化方法,都有一定的提高。     

基于DCT变换的图像融合方法研究

提出了一种基于离散余弦变换(DCT)以及一种结合小波变换与DCT变换的图像融合新方法。前者将源图像进行分块DCT变换,依据DCT系数的高频能量,对源图像的对应区域进行融合。后者利用DCT系数的高频能量对小波分解后得到的低频子图进行融合,同时以此为依据对小波最高分解层的小波高频系数进行选择,其他分解层的小波高频系数依据最大局部方差准则进行融合。依照平均误差、峰值信噪比以及均方根误差等客观评价标准,将新方法与其他常用的基于小波变换或DCT变换的融合方法进行了比较。实验结果表明,结合小波变换与DCT变换的图像融合新方法获得的融合效果优于其他方法。该方法与常用的基于小波变换的融合方法相比,其平均误差减少了40.8%~69.5%,峰值信噪比提高了9.9%~15.6%,均方根误差减少了34.8%~47.5%,评价结果与目视效果相吻合,表明该方法能有效地提高图像融合的质量。基于DCT变换的图像融合新方法的融合效果仅次于结合小波变换与DCT变换的图像融合新方法且其计算量相对较少,适用于实时处理。