圖像去噪-噪聲模型


噪聲來源

相機傳感器在拍攝圖像的時候,可能會收到外界環境以及感光芯片本身質量的影響,成像之后在傳輸的過程中的傳輸介質也可能受到其他干擾,導致最終接收到的圖像上存在一些干擾信息,這些干擾信息,被稱之為噪聲。在后續的圖像分析過程中,如果不事先把噪聲去除掉,將會影響圖像分析的結果。
接下來我們簡單介紹幾種常見的噪聲,並用Matlab來模擬這些噪聲。

常見的圖像噪聲

  • 椒鹽噪聲
  • 高斯噪聲
  • 泊松噪聲
  • 周期性噪聲

原始圖像

i = imread('lena.jpg');
imshow(i);

在這里插入圖片描述

椒鹽噪聲

鹽粒噪聲:隨機添加到圖像上的像素值為255的白點噪聲。
胡椒噪聲:隨機添加到圖像上的像素值為0的黑點噪聲。
椒鹽噪聲:以上兩種噪聲的隨機混合添加。該噪聲也稱作隨機丟棄噪聲,因為它會依概率隨機丟棄一些原始的像素值。主要來源於成像系統的感知單元的故障。

j = imnoise(i,'salt & pepper');
imshow(j);

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高斯噪聲

高斯噪聲是統計性的噪聲,它的概率密度分布為正態分布。它主要產生在放大器或者探測器中:原子的熱振盪和物體的輻射能態的離散性,因此也叫電子噪聲。

j = imnoise(i,'gaussian');
imshow(j);

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泊松噪聲

該種噪聲的出現主要是由於電磁波的統計特性,比如X射線,可見光和γ射線。x射線和γ射線源
單位時間內會產生大量的光子。這些射線可以從源射入人體,並由X射線和γ射線成像系統所感知。這些擁有光子隨機波動的源,最終可以造成圖像的空間和時間域上的隨機性。所以,該噪聲也可以稱作量子噪聲。

j = imnoise(i,'poisson');
imshow(j);

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周期性噪聲

一種在圖像上表現為周期性出現的噪聲,在將圖像像進行傅里葉變換之后可以明顯看出來噪聲亮點。

for i=1:M
  for j=1:N
    J(i,j)=i(i,j)+40*sin(40*i)+40*sin(40*j);
  end
end
figure,imshow(J);

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總結

拿到一張圖的時候,先不要開始處理,要先分析一下這張圖中有沒有噪聲,如果有噪聲就要再看下是那種的噪聲,然后選擇合適的去噪算法進行處理。接下來將會介紹常用的幾種去噪算法。


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