图像噪声的成因分类与常见图像去噪算法简介
图像处理中的图像去噪算法综述
图像处理中的图像去噪算法综述随着现代科技的发展，图像处理在各个领域得到了广泛应用。
然而，由于图像采集过程中受到的噪声干扰，导致图像质量下降，降低了后续处理和分析的准确性和可靠性。
因此，图像去噪算法的研究和应用成为图像处理的重要方向之一。
图像去噪算法的目标是从包含噪声的图像中恢复原始图像，以降低噪声对图像质量的影响。
在实际应用中，图像噪声的类型和分布往往是复杂多样的，因此需要选择适合不同场景的去噪算法。
以下将对几种常见的图像去噪算法进行综述。
1. 统计学方法统计学方法通过建立噪声的统计模型来进行图像去噪。
常用的统计学方法包括高斯滤波、中值滤波和均值滤波。
高斯滤波是一种线性滤波器，通过对图像进行平滑处理来减少噪声。
中值滤波则是通过取窗口内像素的中值来代替当前像素值，从而降低噪声的影响。
均值滤波是将像素周围邻域内像素的平均值作为当前像素的新值。
2. 基于小波变换的方法小波变换是一种将信号分解成多个频带的方法，可以对图像进行多尺度分析。
基于小波变换的图像去噪方法通过去除高频小波系数中的噪声信息来恢复原始图像。
常用的小波去噪算法有基于硬阈值法和软阈值法。
硬阈值法通过对小波系数进行阈值处理，将小于阈值的系数设为0，大于阈值的系数保留。
而软阈值法在硬阈值法的基础上引入了一个平滑因子，将小于阈值的系数降低到一个较小的值。
3. 基于局部统计的方法基于局部统计的方法利用图像局部区域的统计特性来去除噪声。
其中，非局部均值算法（NL-means）是一种广泛应用的图像去噪算法。
NL-means 算法通过从图像中寻找与当前像素相似的局部区域，然后根据这些相似区域的信息对当前像素进行去噪。
该算法的优点是对各种类型的噪声都有较好的去除效果，并且能够保持图像的细节信息。
4. 基于深度学习的方法近年来，深度学习在各个领域得到了广泛应用，包括图像去噪领域。
基于深度学习的图像去噪方法通过训练一个适应性的神经网络来学习图像噪声和图像的复杂关系，从而实现去噪效果。
计算机视觉技术中的图像去噪技术
计算机视觉技术中的图像去噪技术现代科技的发展可谓是日新月异，计算机视觉作为人工智能的重要分支，其应用领域也越来越广泛，例如自动驾驶、智能安防、医学影像等等。
然而，在图像处理中，往往会存在一些噪点，降低图像质量，因此如何消除这些噪点成为了计算机视觉技术中的重要问题之一。
本文将着重介绍计算机视觉技术中的图像去噪技术。
一、噪点的种类噪点，顾名思义就是指影响图像的干扰信号，是无用的信息数据。
噪点可以分为很多种类，但归纳起来可分为以下三类：1、椒盐噪点：是指在图像中出现的白色或黑色点，其出现是由于像素的损坏或者是传输过程中的干扰。
2、高斯噪点：由于环境因素影响导致的图像中的信号强度随机变化，可看作是图像中的一个随机分布的噪音。
3、背景噪点：是指在低光条件下或者是底片不好情况下，背景中的一些比较小的亮点，也可以称为暗噪点。
二、图像去噪算法计算机视觉中常用的图像去噪算法包括：中值滤波、均值滤波、高斯滤波、双边滤波、小波变换去噪等。
接下来将分别介绍这些算法。
1、中值滤波中值滤波是一种非线性滤波算法，其原理是在卷积核中取出一些像素点，将这些像素点进行排序，然后将中心像素点的值设置为这些像素点的中位数。
中值滤波能够有效地去除椒盐噪点，并不会影响到图像的边缘。
2、均值滤波均值滤波是一种线性滤波算法，其原理是将卷积核中包含的所有像素点的灰度值进行求和，然后将求和结果除以像素点的个数，将结果作为中心像素点的值。
均值滤波能够有效地去除高斯噪点，但是会模糊图像的边缘。
3、高斯滤波高斯滤波是一种线性滤波算法，其原理是利用高斯核对卷积区域进行加权平均，使得噪声点被平滑化。
高斯滤波通过调整滤波核的大小和标准差可以实现去除不同程度的高斯噪点，但是也会模糊图像的边缘。
4、双边滤波双边滤波是一种非线性滤波算法，其原理是在考虑像素点的灰度值的情况下，同时考虑像素点距离和像素点之间的灰度差。
双边滤波在去除噪点的同时，也能够保留更多的细节信息。
图像处理中的噪声去除方法和效果评价
图像处理中的噪声去除方法和效果评价噪声是图像处理领域中常见的问题之一。
在图像采集、传输和存储过程中，噪声往往会以各种形式引入图像，从而导致图像质量下降和信息丢失。
因此，研究和应用有效的噪声去除方法对于提高图像质量和增强图像细节非常重要。
本文将介绍图像处理中常见的噪声去除方法和评价方法。
一、图像噪声的分类常见的图像噪声主要包括高斯噪声、椒盐噪声、泊松噪声、固定模式噪声等。
高斯噪声是一种均值为0、方差为σ²的随机噪声。
椒盐噪声则是指在图像中随机分布出现的黑白像素点，其比例可以根据实际情况进行调整。
泊松噪声主要由光子计数引起，其分布满足泊松分布的统计规律。
固定模式噪声是由于设备本身或传输过程中的非线性特性引起的噪声。
二、噪声去除方法1. 均值滤波均值滤波是一种简单的线性平滑滤波方法，通过计算邻域像素的平均值来减少图像中的噪声。
具体而言，对于一个大小为n×n的滤波模板，将滤波模板内的像素值进行求平均操作，然后将平均值赋给目标像素。
均值滤波适用于高斯噪声的去除，但对于椒盐噪声等其他类型的噪声效果不佳。
2. 中值滤波中值滤波是一种非线性滤波方法，其原理是将滤波模板内的像素值按照大小进行排序，然后取中值作为目标像素的值。
中值滤波相比于均值滤波，在去除椒盐噪声等其他类型噪声时表现更好，能够有效保持图像的边缘和细节。
3. 自适应滤波自适应滤波是一种基于图像统计特性的非线性滤波方法。
其核心思想是根据图像中像素的灰度差异来调整滤波器的参数，从而在保持图像细节的同时去除噪声。
自适应滤波方法通常需要根据具体应用场景进行参数调优，以获得最佳的去噪效果。
4. 小波去噪方法小波去噪方法将信号分解为不同尺度的子带，然后通过对具有较小能量的高频子带进行阈值处理，将其置零，最后将处理后的子带重构成去噪后的信号。
小波去噪方法在处理非平稳噪声时表现良好，能够有效去除信号中的噪声，并保留信号的细节。
三、噪声去除效果评价对于图像噪声去除的效果评价是非常重要的，它能够客观地反映算法的优劣和适用性。
计算机视觉技术中的图像去噪算法
计算机视觉技术中的图像去噪算法图像去噪是计算机视觉领域中一个重要的问题，因为在实际应用中，图像常常受到各种因素的影响而产生噪声。
图像噪声是指在图像采集、传输、存储等过程中产生的干扰，导致图像质量下降并影响后续图像处理和分析的效果。
为了改善图像质量并提高图像处理的准确性，研究者们提出了许多图像去噪算法。
本文将介绍计算机视觉技术中的一些常用图像去噪算法。
1. 统计滤波算法统计滤波算法是一种常用且简单的图像去噪方法。
这类算法通过统计图像像素值的分布情况来估计噪声的统计特性，进而对图像进行滤波处理。
常见的统计滤波算法包括均值滤波、中值滤波和高斯滤波等。
- 均值滤波：原始图像中的每个像素值被替换为其周围像素的平均值。
这种方法简单直观，但在去除高斯噪声的同时会模糊细节信息。
- 中值滤波：原始图像中的每个像素值被其周围像素中位数替代。
中值滤波在去除椒盐噪声等离散噪声方面表现良好，但对于连续性噪声效果可能较差。
- 高斯滤波：利用高斯滤波核对图像进行卷积操作，以抑制高频噪声。
不过，高斯滤波无法有效处理椒盐噪声和周期性噪声，且在去噪的同时会导致图像模糊。
2. 线性滤波算法线性滤波算法是一种基于卷积操作的图像去噪方法。
这类算法利用滤波核与图像进行卷积运算，对噪声进行抑制，同时保留图像的细节信息。
常见的线性滤波算法包括维纳滤波和卡尔曼滤波等。
- 维纳滤波：维纳滤波是一种适应性滤波算法，通过估计噪声与信号的功率谱来抑制噪声。
该方法能够有效地去除高斯噪声，但对于非高斯噪声效果较差。
- 卡尔曼滤波：卡尔曼滤波是一种基于状态估计的滤波方法，常用于实时图像去噪。
这种滤波算法能够自适应地估计噪声的统计特性，并根据噪声估计结果对图像进行滤波处理。
3. 非线性滤波算法非线性滤波算法是一种基于非线性函数的图像去噪方法。
这类算法利用非线性函数对图像进行映射，使得噪声像素的影响减小，同时保留图像的细节信息。
常见的非线性滤波算法包括小波软阈值滤波、几何平均滤波和中值双边滤波等。
数字图像处理及工程应用第6章 图像去噪
2020/7/29
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第6章 图像去噪
1、理想低通滤波器(ILPF)
理想低通滤波器的传递函数定义为：
理想低通滤波器的传递函数曲线及其三维透视图如图下所示。
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(2)阈值平均法
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第6章 图像去噪
计算公式：
式中，T是事先设定的阈值。当某些点的灰度 值与各邻点灰度的均值差别大于阈值T时，它必然 是噪声点，则取其邻域平均值作为该点的灰度值； 否则保留原灰度值不变。
(3)模板平滑法 邻域平均法是通过邻域操作完成的，实现的方
（3）按噪声幅度的分布形状（概率密度函数）分类
高斯噪声、椒盐（脉冲）噪声、 瑞利噪声、指数分 布噪声等。
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第6章 图像去噪
6.2 空域去噪法
(3) 将所有乘积求和；
(4) 把求和的结果赋给图像中与模板中心重合的像 素。
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第6章 图像去噪
一些常用的平滑模板: 3×3 Box模板：
高斯模板：
4-邻域加权平均模板：
8-邻域加权平均模板：
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图像去噪
常见噪声类型和图像去噪方法
常见噪声类型及其特点： 椒盐(脉冲)噪声：含有随机出现的黑白强度值 高斯噪声：含有强度服从高斯或正态分布的噪声
减少噪声的方法可以在图像空间域或在图像变换域中 完成 图像空间域去噪方法很多，如：线性滤波法、中值滤 波法、维纳滤波法等。 图像变换域去噪方法有：傅里叶变换和小波变换等
去除噪声并保留有用信息等方面较之传统的去噪具有明显的
优势，且在去噪的同时实现了图像一定程度的压缩和边缘特 征的提取。所以小波去噪具有无可比拟的优越性
小波变换的优越性
低熵性：小波系数的稀疏分布，使得图象变换后的熵 降低
多分辨率：由于采用了多分辨率的方法，所以可以非 常好地 刻画信号的非平稳特征，如边缘、尖峰、断点 等 去相关性：因为小波变换可以对信号进行去相关，且 噪声在变换后有白化趋势， 所以小波域比时域更利于 去噪 选基灵活性：由于小波变换可以灵活选择变换基， 从 而对不同应用场合、不同的研究对象，可以选用不同 的小波函数，以获得最佳的效果
平滑线性滤波简介（空域去噪）
平滑线性滤波是典型的线性滤波算法，也叫均值滤波， 其采用的主要方法为领域平均法，平滑线性滤波处理
降低了图像的“尖锐”变化。由于典型的随机噪声由
灰度级的急剧变化组成，因此常见的平滑处理的应用 就是降低噪声，均值滤波处理会带来边缘模糊的负面 效应，使滤波后图像轮廓不清晰
原始图像
取
小波变换等效框图
连）线性性：一个多分量信号的小波变换等于各个分量的 小 波变换之和。
（2）平移不变性：若 的小波变换为 ，则 的小波变换为 。
（3）伸缩共变性：若 的小波变化为 ，则 的小波变换为 ， （4）自相似性：对应于不同尺度参数a和不同平移参数b的连续 小波变换之间是自相似性的。 （5）冗余性：连续小波变换中存在信息表述的冗余度 〔redundancy〕，小波变换的冗余性也是自相似性的直接反
数字图像处理中图像去噪的算法实现方法
数字图像处理中图像去噪的算法实现方法数字图像处理是指对数字化的图像进行处理、分析和修改的过程。
图像去噪是其中一项重要的任务，它的目标是尽量降低图像中的噪声，并使图像保持尽可能多的细节信息。
本文将介绍数字图像处理中常用的图像去噪算法及其实现方法。
一、图像噪声的分类在了解图像去噪算法之前，我们需要了解图像中可能存在的噪声类型。
常见的图像噪声主要有以下几种：1. 高斯噪声：是一种符合高斯分布的噪声，其特点是随机性较强，像素值呈现连续分布。
2. 盐噪声和胡椒噪声：分别指图像中像素值变为最大值和最小值的噪声。
这种噪声会导致图像呈现颗粒状或斑点状的亮点和暗点。
3. 椒盐噪声：是指图像中同时存在盐噪声和胡椒噪声。
4. 均匀噪声：是指图像中像素值随机增减的噪声，使图像呈现均匀的亮度变化。
二、常用的图像去噪算法1. 均值滤波算法均值滤波算法是一种简单直观的图像去噪方法。
它的基本原理是用邻域像素的平均值来代替当前像素的值。
具体实现方法如下：（1）选择一个固定大小的滑动窗口，如3×3或5×5。
（2）将窗口中的像素值求平均，并将平均值赋给当前像素。
均值滤波算法的优点是简单易懂、计算量小，但它对于去除噪声的效果有限，特别是对于像素值发生较大变化的情况效果较差。
2. 中值滤波算法中值滤波算法是一种基于排序统计的图像去噪方法。
它的基本原理是用邻域像素的中值来代替当前像素的值。
具体实现方法如下：（1）选择一个固定大小的滑动窗口，如3×3或5×5。
（2）对窗口中的像素值进行排序，并取中间值作为当前像素的值。
中值滤波算法的优点是对于不同类型的噪声都有较好的去除效果，但它在去除噪声的同时也会对图像细节产生一定的模糊。
3. 双边滤波算法双边滤波算法是一种基于像素相似性的图像去噪方法。
它的基本原理是通过考虑像素的空间距离和像素值的相似程度来进行滤波。
具体实现方法如下：（1）选择一个固定大小的滑动窗口，如3×3或5×5。
图像处理中的去噪算法优化及实现教程
图像处理中的去噪算法优化及实现教程在图像处理领域中，图像中的噪声是指在图像采集、传输或存储过程中引入的随机干扰信号。
噪声会降低图像的质量和清晰度，影响图像的视觉效果和后续处理的结果。
为了减少噪声的影响，图像去噪算法被广泛应用于图像处理中。
本文将介绍常见的图像去噪算法及其优化和实现方法。
一、常见的图像去噪算法1. 均值滤波算法均值滤波算法是最简单和最常用的图像去噪算法之一。
该算法通过计算像素周围邻域的平均值来实现去噪。
均值滤波算法可以有效去除高斯噪声和均匀噪声，但对于图像中的细节和边缘信息可能会造成模糊。
2. 中值滤波算法中值滤波算法是一种非线性滤波算法，它通过将像素周围邻域的值进行排序，然后选择中间值作为当前像素的值来实现去噪。
中值滤波算法适用于去除椒盐噪声等脉冲型噪声，能够保持图像的边缘和细节。
3. 小波去噪算法小波去噪算法利用小波变换将图像分解为多个频带，然后根据每个频带的能量分布情况进行去噪处理。
小波去噪算法可以有效去除不同类型的噪声，并保持图像的细节。
4. 双边滤波算法双边滤波算法通过考虑像素的空间距离和像素值之间的相似性来进行滤波。
它可以在去噪的同时保持图像的边缘。
双边滤波算法适用于去除高斯噪声和椒盐噪声。
二、图像去噪算法的优化方法1. 参数调优图像去噪算法中的参数对于去噪效果至关重要。
通过调整算法中的参数，可以优化算法的性能。
例如，在均值滤波算法中，通过调整邻域大小可以控制平滑程度和细节保持的平衡。
2. 算法组合多种去噪算法的组合可以提高去噪效果。
常见的组合方法有级联和并行。
级联方法将多个去噪算法依次应用于图像，每个算法的输出作为下一个算法的输入。
并行方法将多个去噪算法同时应用于图像，然后对各个算法的输出进行加权融合。
3. 并行计算图像去噪算法中存在大量的计算任务，通过并行计算可以提高算法的运行效率。
图像去噪算法可以通过并行计算框架（如CUDA）在GPU上进行加速，同时利用多线程机制提高CPU上的计算效率。
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图像噪声的成因分类与常见图像去噪算法简介
1、图像噪声的成因
图像在生成和传输过程中常常因受到各种噪声的干扰和影响而是图像降质，这对后续图像的处理和图像视觉效应将产生不利影响。
噪声种类很多，比如:电噪声，机械噪声，信道噪声和其他噪声。
因此，为了抑制噪声，改善图像质量，便于更高层次的处理，必须对图像进行去噪预处理。
2、图像噪声的特征
图像噪声使得图像模糊，甚至淹没图像特征，给分析带来困难。
图像噪声一般具有以下特点：
噪声在图像中的分布和大小不规则，即具有随机性。
噪声与图像之间一般具有相关性。
例如，摄像机的信号和噪声相关，黑暗部分噪声大，明亮部分噪声小。
又如，数字图像中的量化噪声与图像相位相关，图像内容接近平坦时，量化噪声呈现伪轮廓，但图像中的随机噪声会因为颤噪效应反而使量化噪声变得不很明显。
噪声具有叠加性。
在串联图像传输系统中，各部分窜入噪声若是同类噪声可以进行功率相加，依次信噪比要下降。
3、图像噪声的分类
3.1加性噪声和乘性噪声
按噪声和信号之间的关系，图像噪声可分为加性噪声和乘性噪声。
为了分析处理方便，往往将乘性噪声近似认为是加性噪声，而且总是假定信号和噪声是互相独立的。
假定信号为S(t)，噪声为n(t)，如果混合叠加波形是S(t)+n(t)的形式，则称其为加性噪声。
加性嗓声和图像信号强度是不相关的，如图像在传输过程中引进的“信道噪声”电视摄像机扫描图像的噪声等。
如果叠加波形为S(t)［1+n(t)］的形式，则称其为乘性噪声。
乘性噪声则与信号强度有关，往往随图像信号的变化而变化，如飞点扫描图像中的嗓声、电视扫描光栅、胶片颗粒造成等。