广东工业大学 广东省焊接工程技术研究中心, 广州 510006
为了解决焊接缺陷磁光图像轮廓信息难以提取的问题, 提出一种图像去噪及轮廓检测方法。通过激光点焊获取裂纹缺陷样本, 利用有限元模拟仿真并获取缺陷漏磁场, 对比分析磁光图像灰度连续性、集中性及噪声特性; 利用快速非局部均值滤波算法去除噪声, 并与传统滤波器进行对比分析; 根据磁光图像缺陷信息与背景信息梯度值相异的特性, 在1阶梯度图的基础上进行Otsu法阈值分割与边缘检测。结果表明, 经该方法处理后的磁光图像标准差及图像熵分别达到30.0465及6.0395, 图像聚集程度更好, 更贴近仿真磁场曲线, 并能较好地提取缺陷轮廓信息。这一结果对后续缺陷识别及目标检测是有帮助的。
传感器技术 磁光成像 焊接缺陷 快速非局部均值滤波 图像处理 sensor technique magneto-optic imaging welding defects fast non-local mean filtering image processing
1 重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心, 重庆 400044
2 重庆大学光电工程学院, 重庆 400044
3 重庆大学机械与运载工程学院, 重庆 400044
针对现有非局部均值算法降噪后的计算机断层扫描(CT)图像仍存在边缘模糊、细小特征信息消失等问题,提出一种特征融合的自适应非局部均值降噪方法。首先对中心像素进行相似性判断以排除非相似像素加权对降噪效果的影响;然后从相似框矩阵最大特征值与像素间欧氏距离方面考虑图像的自相似性,提出一种特征融合的高斯加权方法;基于结构张量对自适应滤波系数进行上下确界约束,解决了因目前滤波系数下确界为零而影响图像质量的问题。通过仿真和实际应用证明本文算法具有更好的保边缘和细节信息效果,本文算法相较于非局部均值算法在结构相似度上平均提高了约4%,而峰值信噪比平均提高了近4 dB。
光学学报
2022, 42(11): 1134024
针对图像去噪问题，提出基于泊松分布的非局部均值图像去噪方法。将图像中的每一个像素点建模为一个泊松分布，泊松分布的参数根据像素点非局部区域内像素值信息进行极大似然估计；两像素间的差异性由其对应泊松分布的L2范数距离计算；同时，利用两像素点邻域内点对间泊松分布的L2范数的平方和来定义其相似性权值，采用非局部均值的思想进行图像泊松去噪。实验结果表明，所提算法能很好地保留图像中的细节信息，去噪图像峰值信噪比达到22 dB以上，能够有效用于图像去噪。
泊松去噪 L2范数 泊松分布 非局部均值 Poisson denoising L2 norm Poisson distribution nonlocal means
西安邮电大学通信与信息工程学院, 陕西 西安 710121
核可能性C-均值(KPCM)聚类算法将核方法引入可能性聚类中,使其对超球体、含噪声和奇异点的数据能进行有效聚类,但存在可能性聚类的中心重合问题。因此,将β-截集引入KPCM聚类算法中,通过产生聚类核修改部分样本数据的典型值,以改善类间关系。同时,提出了一种基于截集门限的核可能性C-均值(C-KPCM)聚类算法,克服了KPCM聚类算法一致性聚类的缺陷。结合图像的非局部空间信息,利用自适应中值滤波算法可自适应调节滤波半径的特性,产生新的模糊因子,并将其加入C-KPCM聚类算法的目标函数中,提出了基于非局部空间信息的核可能性C-均值聚类算法,增加了强噪声干扰下聚类算法的鲁棒性,仿真结果验证了本算法有效性。
核可能性C-均值聚类算法 截集门限 核空间 非局部均值滤波 激光与光电子学进展
2020, 57(18): 181010
哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
提出了一种用于太赫兹图像的基于噪声估计的自适应迭代去噪算法。利用噪声水平估计方法获得真实实验图像的噪声标准差,使用基于四叉树的加权双平方非局部均值去噪方法对噪声图像进行去噪以提高重建图像的质量,并对去噪后的图像再次进行噪声估计与去噪,通过反复迭代获得最佳的去噪效果。实验结果表明,所提方法能较好地保留图像的细节,有效地去除由成像系统所引起的背景噪声,其对太赫兹图像具有较好的去噪效果。
图像处理 太赫兹图像 图像去噪 四叉树 非局部均值 噪声估计
1 江南大学机械工程学院, 江苏 无锡 214122
2 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室, 江苏 无锡 214122
3 江南大学物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
针对非局部均值(NLM)算法度量邻域块相似度不够准确的缺点,提出了一种基于差异哈希算法与汉明距离的改进NLM算法。传统算法通过欧氏距离度量邻域块之间的相似度,保持边缘和细节的能力较弱,易导致滤波后的图像模糊失真。因此引入了包含梯度信息的差异哈希算法对欧氏距离进行改进,由邻域块生成差异哈希图像,并用其汉明距离衡量邻域块的相似度。实验结果表明,对于低噪图像,本方法在去噪的同时能较好地保持细节边缘,且相较其他算法,运行速度有很大提升,具有一定的应用价值。
非局部均值算法 差异哈希算法 汉明距离 去噪 激光与光电子学进展
2020, 57(14): 141007
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院， 上海 200093
针对现有滤波算法滤除图像中高斯-椒盐混合噪声后细节丢失较严重的问题，将图像块自相似性思想引入到混合噪声滤波领域，提出了基于非局部自相似性的混合噪声滤波算法。设计了图像在含混合噪声的情况下，其块相似度衡量策略及权系数的计算方式，实现了利用图像自相似性对椒盐噪声进行滤除，再结合非局部均值滤波算法处理图像中剩余的高斯噪声。实验结果表明，提出的算法可以有效地滤除图像中的混合噪声并较大程度地保留边缘、纹理等图像细节信息。
图像去噪 混合噪声 非局部均值 自相似性 image denoising mixed noise nonlocal means self similarity
沈阳航空航天大学 工程训练中心, 沈阳 110136
为了改进传统多尺度变换滤波在电子散斑干涉(ESPI)条纹图中去噪效果和边缘细节保护不理想问题, 提出改进非下采样轮廓波(NSCT)滤波算法。采用离散平稳小波变换和NSCT变换模型, 联合非线性扩散和改进的快速非局部均值滤波算法, 进行了理论分析和实验验证, 取得了将本文中算法应用于模拟和实验ESPI条纹图滤波效果定量分析的数据。结果表明, 本文中的算法在模拟ESPI条纹图和实验图相比其它算法散斑指数最小分别为0.41121, 0.38043, 0.35362, 对应峰值信噪比最大; 该算法在提升去噪能力的同时, 能够更好地恢复条纹细节信息。研究结果为以后应用多尺度变换滤波在ESPI条纹图打下了基础。
图像处理 电子散斑干涉技术 多尺度变换 非下采样轮廓波 快速非局部均值滤波 image processing electronic speckle pattern interferometry multi-scale transformation nonsubsampled contourlet transform fast nonlocal mean filtering
1 华中光电技术研究所－武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
2 上海航天控制技术研究所, 上海 201109
与传统的成像技术不同, 赝热关联成像基于强度涨落统计测量, 仅采用一个不具有空间分辨率的桶探测器可以实现目标场景图像的采集, 具有探测灵敏度高、抗干扰能力强等优势。在实验室赝热关联成像验证的基础上提出了远场赝热关联成像系统样机, 系统主要包括激光光源、赝热场调制系统、散斑远场发射系统以及高灵敏度强度涨落探测系统等。由于该成像技术需要多次测量后进行重构计算, 为了提升系统信息采集效率和图像重构效果, 提出了基于非局部均匀滤波的图像重构算法, 充分利用先验信息, 有效提高图像复原的效果。最后通过仿真测试和实际成像试验验证了该方法的可行性, 试验结果表明提出的系统能对远程目标进行清晰成像, 并且在相同的采样次数下能够获得更好的复原效果。
赝热场 激光散斑 关联成像 图像重构 非局部均值滤波 pseudo-thermal laser speckle correlation imaging image reconstruction non-local means filter
