基于卡爾曼濾波的圖像降噪算法

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1、從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價(jià)值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果基于卡爾曼濾波的圖像降噪算法　　引言　　隨著圖像數(shù)字化處理技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)數(shù)字圖像系統(tǒng)的成像要求更高。在復(fù)雜成像環(huán)境下，數(shù)字圖像采集時(shí)難免受到噪聲干擾，導(dǎo)致數(shù)字圖像質(zhì)量差，因此需要對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行降噪處理，改善數(shù)字圖像的質(zhì)量，提高數(shù)字圖像信噪比[1?2]?！　D像降噪通過對(duì)圖像噪點(diǎn)信息進(jìn)行特征分割和提取，結(jié)合濾波算法進(jìn)行噪點(diǎn)濾除，提高數(shù)字圖像質(zhì)量，典型的數(shù)字圖像降噪算法主要有小波降噪算法、時(shí)頻分析方法、粒子群濾波降噪算法

2、、邊緣濾波檢測(cè)降噪、中值濾波降噪等[3?4]，以上方法通過構(gòu)建數(shù)字圖像噪點(diǎn)的分割檢測(cè)模型，對(duì)數(shù)字圖像的特征信息進(jìn)行區(qū)域分割和融合處理，采用濾波器進(jìn)行數(shù)字圖像噪聲濾波取得了一定的研究成果[5]，文獻(xiàn)[6]提出多尺度Retinex的超聲數(shù)字圖像去噪及增強(qiáng)技術(shù)，通過相互近似正交的直線模式建立數(shù)字圖像直線模式的方向關(guān)系，數(shù)字圖像濾波設(shè)計(jì)提高了輸出數(shù)字圖像的信噪比，但計(jì)算開銷大，對(duì)海量數(shù)字圖像去噪處理中的實(shí)時(shí)性差。文獻(xiàn)[7]采用基于小波分析的紅外小目標(biāo)去噪策略，通過小波分析對(duì)噪聲數(shù)字圖像進(jìn)聯(lián)盟行時(shí)頻分解和盲源分離，實(shí)現(xiàn)紅外小目標(biāo)噪點(diǎn)的特征遍歷濾除，但在受到強(qiáng)度大

3、的噪聲干擾下的輸出信噪比低[8?9]。課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價(jià)值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果　　針對(duì)數(shù)字圖像降噪算法的信噪低問題，提出了卡爾曼濾波的數(shù)字圖像自適應(yīng)降噪算法，結(jié)果表明，本文算法的圖像信噪高，數(shù)字圖像的可觀性好，圖像質(zhì)量得到改善?！　?數(shù)字圖像采集　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字圖像自適應(yīng)降噪分析，首先構(gòu)建數(shù)字圖像采集模型，采用三個(gè)角度均勻遍歷方法進(jìn)行傳感器分布，進(jìn)

4、行成像[10]，如圖1所示。　　實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行遠(yuǎn)景數(shù)字圖像采集，得到原始數(shù)字圖像如圖2所示。由圖2可見，由于受到光線和距離因素的影響，得到數(shù)字圖像質(zhì)量不好，噪聲較大，需要進(jìn)行數(shù)字圖像的降噪處理?！　?duì)數(shù)字圖像進(jìn)行特征分析，采用小波分析實(shí)現(xiàn)多尺度信息融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像的增強(qiáng)處理，得到結(jié)果如圖3所示。　　對(duì)融合處理的數(shù)字圖像通過卡爾曼濾波算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像自適應(yīng)降噪，為了對(duì)比性能，采用本文算法和文獻(xiàn)[6?7]給出的傳統(tǒng)算法，得到數(shù)字圖像降噪處理的結(jié)果對(duì)比如圖4所示。從圖4可見，采用本文算法進(jìn)行數(shù)字圖像降噪，成像的清晰度得到明顯改善，數(shù)字圖像質(zhì)量更高。　　采用10

5、課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)。從本學(xué)科出發(fā)，應(yīng)著重選對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有一定實(shí)用價(jià)值和理論意義的課題。課題具有先進(jìn)性，便于研究生提出新見解，特別是博士生必須有創(chuàng)新性的成果000次蒙特卡洛實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)字圖像降噪性能對(duì)比，得到峰值信噪比PSNR以及執(zhí)行開銷的對(duì)比結(jié)果見表1。從表1中的結(jié)果得知，利用本文算法進(jìn)行數(shù)字圖像降噪，提高了輸出數(shù)字圖像的峰值信噪比，證明數(shù)字圖像的成像質(zhì)量得到提高，另外，執(zhí)行開銷較小，表明本文方法在實(shí)時(shí)性和開銷方面具有優(yōu)越性。　　結(jié)語　　針對(duì)噪聲干擾問題，本文提

6、出小波尺度融合和卡爾曼濾波的數(shù)字圖像自適應(yīng)降噪算法，實(shí)現(xiàn)多尺度信息融合，對(duì)融合處理的數(shù)字圖像通過卡爾曼濾波算法實(shí)現(xiàn)數(shù)字圖像自適應(yīng)降噪，提高數(shù)字圖像的清晰度。但是，在實(shí)驗(yàn)中采用了特定的試驗(yàn)環(huán)境，沒有選取隨機(jī)環(huán)境，需要對(duì)環(huán)境的隨機(jī)性進(jìn)行進(jìn)一步研究。課題份量和難易程度要恰當(dāng)，博士生能在二年內(nèi)作出結(jié)果，碩士生能在一年內(nèi)作出結(jié)果，特別是對(duì)實(shí)驗(yàn)條件等要有恰當(dāng)?shù)墓烙?jì)。