小波去噪增强各种方法总结

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小波变换地震波去噪

小波变换地震波去噪

小波变换地震波去噪
小波变换地震波去噪是一种常用的地震信号处理方法。

该方法利用小波变换将地震波分解成不同频率和时间分辨率的小波系数,通过对小波系数的处理来实现地震波去噪。

具体步骤如下:
1. 对地震波信号进行小波分解:使用小波变换将地震波信号分解成不同频率和时间尺度的小波系数。

2. 去除小波系数中的噪声:通过对小波系数进行阈值处理,将小于设定阈值的小波系数置为0,从而去除噪声。

3. 进行小波重构:使用小波系数进行小波重构,得到去噪后的地震波信号。

4. 可选的后处理:对于需要进一步去除噪声的情况,可以进行迭代处理,重复以上步骤。

小波变换地震波去噪的关键是如何选择合适的阈值来对小波系数进行处理。

常用的阈值选择方法包括固定阈值和基于信噪比的阈值选择方法。

此外,还可以使用小波包变换、小波域阈值软硬阈值等方法来进行地震波去噪。

同时,了解地震波的频率特性和噪声特点,合理选择合适的小波基函数也是提高地震波去噪效果的重要因素。

小波去噪

小波去噪
������
di =
������ =0
dt + σ zi (������ = 1, … , ������ − 1)
Hale Waihona Puke 然后将上式的关系进行转换一下: yi = di − di −1 ,y0=d0 这等价于下式非白噪声 yi = xi + σ (zi − zi −1 ) 重建中根据下式按小波分解级别来选择阈值 t j,n = 2 ln ������ ∗ 2σ ������ ∗ 2(������ −������ )/2 (������ = j0 , … , ������)
频域内分辨率高时,时间域内分辨率低;在频率域内分辨率低时,在 时间域内分辨率高,有自动变焦的功能) ,因此它能有效区分信号中 的突变部分和噪声,从而实现信号的去噪。 运用小波分析进行去噪处理一般有三种方法, 第一种为强制去噪 处理,即把小波分解结构中的高频系数全部变为 0,即把高频部分全 部滤除掉,然后再对信号进行重构处理。该法比较简单,重构后的信 号也比较平滑,但容易丢失信号的有用成分。另外还有默认阈值去噪 处理和给定阈值去噪处理。图 12.2 为利用以上三种方法对污染信号 进行去噪处理的波形图。从图中可以看出,应用强制去噪处理后的信 号比较光滑,但它很有可能丢失了信号中的一些有用成分;默认阈值 去噪和给定阈值去噪这两种方法在实际中应用得更为广泛一些。 小波去噪 1、 小波去噪原理 在去噪领域,利用小波变换进行去噪以及重构是一个热门课题。 小波去噪取得成功的主要原因如下: (1)低熵性。小波系数的稀疏分 布,使图像变换后的熵降低。 (2)多分辨性。由于采用多分辨率的方 法,所以它能非常好的刻画信号的非平稳特征,如断点、边缘等,可 在不同分辨率下根据信号和噪声分布的特点去噪。 (3)选择基底的灵 活性。小波变换可灵活悬着不同的小波基,如单小波,多小波,小波 包等。下面简要说明其去噪的基本原理,我们重点讨论一维信号的情 况,对于二维图像信号也同样适用。 小波变换是线性的,先分析小波如何去除加性噪声。

小波分析的语音信号噪声消除方法

小波分析的语音信号噪声消除方法

小波分析的语音信号噪声消除方法小波分析是一种有效的信号处理方法,可以用于噪声消除。

在语音信号处理中,噪声常常会影响语音信号的质量和可理解性,因此消除噪声对于语音信号的处理非常重要。

下面将介绍几种利用小波分析的语音信号噪声消除方法。

一、阈值方法阈值方法是一种简单而有效的噪声消除方法,它基于小波变换将语音信号分解为多个频带,然后通过设置阈值将各个频带的噪声成分消除。

1.1离散小波变换(DWT)首先,对语音信号进行离散小波变换(DWT),将信号分解为近似系数和细节系数。

近似系数包含信号的低频成分,而细节系数包含信号的高频成分和噪声。

1.2设置阈值对细节系数进行阈值处理,将细节系数中幅值低于设定阈值的部分置零。

这样可以将噪声成分消除,同时保留声音信号的特征。

1.3逆变换将处理后的系数进行逆变换,得到去噪后的语音信号。

1.4优化阈值选择为了提高去噪效果,可以通过优化阈值选择方法来确定最佳的阈值。

常见的选择方法有软阈值和硬阈值。

1.4.1软阈值软阈值将细节系数进行映射,对于小于阈值的细节系数,将其幅值缩小到零。

这样可以在抑制噪声的同时保留语音信号的细节。

1.4.2硬阈值硬阈值将细节系数进行二值化处理,对于小于阈值的细节系数,将其置零。

这样可以更彻底地消除噪声,但可能会损失一些语音信号的细节。

二、小波包变换小波包变换是对离散小波变换的改进和扩展,可以提供更好的频带分析。

在语音信号噪声消除中,小波包变换可以用于更精细的频带选择和噪声消除。

2.1小波包分解将语音信号进行小波包分解,得到多层的近似系数和细节系数。

2.2频带选择根据噪声和语音信号在不同频带上的能量分布特性,选择合适的频带对语音信号进行噪声消除。

2.3阈值处理对选定的频带进行阈值处理,将噪声成分消除。

2.4逆变换对处理后的系数进行逆变换,得到去噪后的语音信号。

三、小波域滤波小波域滤波是一种基于小波变换的滤波方法,通过选择合适的小波函数和滤波器来实现噪声消除。

小波去噪的几种方法

小波去噪的几种方法

收稿日期:2001-09-24基金项目:国家“863”基金资助项目(2001AA423300)和安徽省自然科学基金资助项目(00043310)作者简介:文 莉(1973-),女,安徽合肥人,合肥工业大学硕士生;刘正士(1947-),男,安徽合肥人,博士,合肥工业大学教授,博士生导师;葛运建(1947-),男,山东蓬莱人,中国科学院合肥智能机械研究所研究员,博士生导师.第25卷第2期合肥工业大学学报(自然科学版)Vol.25No.22002年4月JO URN AL O F HEFEI UN IV ERSITY O F TECHNO LOGY Apr.2002小波去噪的几种方法文 莉1, 刘正士1, 葛运建2(1.合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥 230009; 2.中国科学院合肥智能机械研究所,安徽合肥 230031)摘 要:利用小波方法去噪,是小波分析应用于工程实际的一个重要方面。

该文介绍了几种常用的小波去噪方法,分别是小波分解与重构法、非线性小波变换阈值法、平移不变量法和小波变换模极大值法。

将上述几种方法分别用于叠加了高斯白噪声的仿真信号的去噪处理,并通过对几种方法优缺点的比较,为小波去噪的方法选择提供了一个参考依据。

关键词:小波变换;去噪;阈值;平移不变量;模极大值中图分类号:T H165.3 文献标识码:A 文章编号:1003-5060(2002)02-0167-06Several methods of wavelet denoisingW EN Li 1, LIU Zh eng-shi 1, GE Yun-jian2(1.School of M echanical and Au tomobile Engineering,Hefei University of Tech nology,Hefei 230009,China; 2.Hefei Institute of In tel-l igent Ins tru men t,Chin ese Acad emy of Sciences ,Hefei 230031,China)Abstract:Using w av elet denoising is an impor tant application o f wav elet a nalysis in engineering .Sev-eral popula r w av elet denoising methods a re introduced herein including the w avelet deco mpo sitio n a nd reconstruction method,the nonlinear w av elet th resho ld denoising m ethod,the tra nsla tio n inva riant de-noising m ethod and the wavelet transfo rm m odulus maxima method.These m ethods are used to re-mov e the Gaussian white noise fro m the sim ulated sig nal respectiv ely.Their adv antages and disadv an-tages are co mpa red ,which may be helpful in selecting the m ethods o f wav elet denoising .Key words :w av elet transfo rm ;denoising ;threshold ;tra nsla tio n inv ariant ;modulus max ima小波分析是近十几年来发展起来的一种新的数学理论和方法,目前已被成功地应用于许多领域。

小波去噪方法及步骤

小波去噪方法及步骤

小波去噪方法及步骤
 本文主要介绍小波分解与重构法、非线性小波变换阈值法、平移不变量小波法以及小波变换模极大值法这4种常用的小波去噪方法。

将它们分别用于仿真算例的去噪处理,并对这几种方法的应用场合、去噪性能、计算速度和影响因素等方面进行比较。

 选择了Matlab软件中的仿真信号Blocks作为原始信号,信号长度(即采样点数)N=2048,如图1a所示。

由于该信号中含有若干不连续点和奇异点,因此用以下几种方法对图1b中叠加了高斯白噪声的Blocks信号(信噪比为7)进行去噪处理,能够很清楚地比较出这几种方法的去噪性能。

 图1 原始信号和含噪信号的时域波形
 一、小波去噪方法
 1、小波分解与重构法去噪
 小波分解与重构的快速算法,即Mallet算法。

据这一算法,若fk为信号f (t)的离散采样数据,fk=c0,k,则信号f(t)的正交小波变换分解公式为:。

小波去噪 阈值处理

小波去噪 阈值处理

小波去噪阈值处理小波去噪是一种非常有效的信号处理方法,可以用于降低信号噪声对信号质量的影响,在很多应用场景中得到了广泛的应用,例如图像处理、语音处理、生物信号处理等。

而阈值处理是小波去噪过程中的一个关键环节,它决定了去除噪声的效果和保留信号细节的程度。

本文将详细介绍小波去噪和阈值处理的原理、方法和应用。

一、小波去噪原理小波去噪的基本原理是利用小波变换将信号分解成不同频率的子信号,然后通过对不同频率子信号进行阈值处理来去除噪声。

具体步骤如下:1. 将原始信号进行小波分解,得到多个尺度和频带的子信号。

2. 对每个子信号进行阈值处理,将小于某个阈值的系数置为0,大于阈值的系数保留。

3. 将处理后的子信号进行小波重构,得到去噪后的信号。

小波去噪的实现可以采用基于硬阈值或软阈值的方法。

硬阈值法:当小波系数绝对值小于阈值时,将其置为0。

软阈值法:当小波系数绝对值小于阈值时,将其置为0;当小波系数绝对值大于阈值时,用系数减去阈值的符号函数乘以阈值得到新的系数。

二、阈值确定方法阈值处理的成功与否取决于选择适当的阈值。

阈值的确定是小波去噪的核心问题之一,以下是几种比较常见的阈值确定方法:1. 固定阈值法:直接将固定的阈值应用到所有子带中。

缺点是不同信号质量和性质的信号适用的阈值不同,固定阈值法不灵活。

2. 聚类阈值法:将小波系数按大小排序,按固定的步长确定一定数量的阈值。

计算每个子带中小于阈值的系数的平均值和标准差,再将它们作为该子带的阈值参数。

缺点是对于每个信号,都需要多次试验选择最优的步长。

3. 利用样本特征值确定阈值:对于多种不同性质的样本,提取其中一定的特征值,如样本的均值或中值,并将其作为阈值对待。

缺点是对于不同的信号,需要多次测试阈值的灵敏度。

4. 神经网络法:利用神经网络的训练能力,让神经网络自己学习适合某种类型信号的阈值算法。

神经网络法带有较强的自适应性和实时性,但缺点是需要大量的样本数据和更高的计算复杂度。

小波图像去噪研究方法概述

小波图像去噪研究方法概述

小波图像去噪研究方法概述如何消除图像中的噪声是图像处理中古老的课题. 长期以来, 人们根据图像的特点、噪声的统计特征和频谱分布的规律, 提出和发展了不同的去噪方法[1] . 图像去噪存在一个如何兼顾降低图像噪声和保留细节的难题.用滤波器对非平稳信号处理时不能有效地将信号高频和由噪声引起的高频干扰加以区分.具有“数字显微镜” 之称的小波变换在时频域具有多分辨率的特性,可同时进行时频域的局部分析和灵活地对信号局部奇异特征进行提取以及时变滤波.利用小波对含噪信号进行处理时,可有效地达到滤除噪声和保留信号高频信息, 得到对原信号的最佳恢复. 目前, 小波图像去噪方法已成为去噪的一个重要分支和主要研究方向, 在过去的十多年, 小波方法在信号和图像去噪方面的应用引起学者广泛的关注[2].本文阐述小波图像去噪方法的发展历程和小波去噪机理, 概括目前的小波图像去噪的主要方法以及应用, 最后对小波图像去噪方法的发展和应用进行展望.1.小波图像去噪发展小波图像去噪方法大体经过了5个阶段: 第一阶段早在1992年, Mallat提出奇异性检测的理论, 从而可以利用小波变换模极大值的方法结合边缘检测来去除噪声. 第二阶段是小波图像萎缩法: 将含噪信号做正交小波变换,然后对其系数进行阈值操作得到去噪信号. 1992和1995年, Donoho等[ 3 ]提出非线性小波变换阈值去噪法, James S. Walker[ 4 ]提出自适应树小波萎缩法, 去噪效果相当好. 1995年, Coifman &Donoho[5, 6 ]在阈值法的基础上提出了平移不变量小波去噪法, 它是对阈值法的一种改进. 第三阶段是多小波去噪法. 1994年Geronimo, Ha rdin& Masso pus构造了著名的GHM 多小波, 它既保持了单小波所具有的良好的时域与频域的局部化特性,又克服了单小波的缺陷. 第四阶段是基于小波系数模型的去噪法:将小波与隐式马尔可夫、多尺度随机过程、上下文、Bayes等模型结合起来, 可获得满意的去噪效果. 第五阶段是最近提出的脊波、曲波去噪法.2.小波去噪的机理噪声去噪问题一般采用模型:()()()e e , 0, 1,, 1,s i f i i i n =+=⋯-其中, f (i) 是期望图像; s( i) 是观测的含噪图像; e (i)是噪声; e 是噪声方差.去噪目的就是从含噪图像 s(i)中恢复原始图像的同时保持图像 s(i) 的特征,优化均方差,即在一组正交基{}() , 0 m B g m N =≤≤下通过分解()()() e s i f i e i =+得到()()() , , , .s i gm f i gm ee i gm =+ 〈〉〈〉〈〉由于小波函数在时频域都具有较好的局域性,其变尺度特性使小波变换对确定信号具有一种 “集中” 的能力, 且能较好地表示信号的局部结构特征. 所以小波变换去噪主要是利用信号和噪声的 Lipschilz 指数在局部结构特征下所表现的奇异性对小波系数进行处理.3. 小波去噪的方法3.1 基于模极大值的图像去噪法1992年, Mallat 提出用奇异点-模极大值法检测信号的奇异点 ,根据有用信号和噪声的小波变换在奇异点的模极大值的不同特性, 采用多分辩率理论, 由粗即精地跟踪各尺度 j 下的小波变换极大值来消除噪声. 其去噪算法是:步骤 1: 对含噪图像进行小波变换.步骤 2: 提取小波分解中第一层的低频图像, 跟踪该尺度下的小波变换极值点. 步骤 3: 令 j = 1, 对第一层低频图像进行小波变换, 提取第二层低频图像信号, 且以步骤 2中的小波变换极值点为参考, 清除幅值减小的极值点, 保留幅值增加的极值点.步骤 4: 令 j= 2, 3, …… , 重复步骤 3.步骤 5: 重构图像, 得到去噪后的图像.模极大值法主要适于图像中混有白噪声且图像中含有较多奇异点的情况,去噪后的图像没有多余振荡, 能获得较高的信噪比, 保持较高的时间分辨率.另外模极大值法要利用复杂的交替投影法来进行重构小波系数, 因而计算速度非常慢且有时不稳定[ 7] .3.2 小波萎缩法3. 2. 1 阈值萎缩法阈值萎缩法去噪的算法为:步骤 1: 选择合适的小波基并确定小波分解的层次 N 对含噪图像进行小波变换, 得到小波分解系数. 步骤 2: 在小波变换域设定阈值对小波系数进行处理, 获得新的小波系数. 硬阈值处理法:(), , h j k n X T w t == , , , j k j k n w w t ≥ ,0, .j k n w t < 软阈值处理法:,k X = T ( w , t ) =S j n ,, , ,j k n j k n w t w t -≥, 0, .j k n w t < 半软阈值处理法:sem i j tn X = T ( w , k ) = , , ,? 2 ,j k j k n w w t > ()()2 , 1 / 2 1 , 1 , 2 ,tn wj k tn tn tn tn wj k tn --<≤0,, 0,?j k n w t ≤ 步骤 3: 通过小波逆变换,重构图像,得到去噪图像.阈值法去噪的应用具体有以下几个方面:( 1) 通用阈值去噪法. 这是应用最广泛的一种小波去噪方法,[8]2 ) ,(T e log M N =⨯ 其中e 是噪声标准方差; M× N 为图像尺寸,实际应用时根据图像的特点选取硬、软、半软阈值处理法.( 2) 自适应阈值去噪法. 阈值过大或过小都不能达到在去噪的同时保留图像细节和边缘信息. 通过对阈值函数进行修改[2] , Maarten Jansen 等[9]提出能提高去噪效率的不同阈值选取法,诸如水平相关阈值去噪法, Mario 等[10]提出基于贝叶斯估计的小波收缩阈值的图像降噪方法, Mario 和胡海平等[10, 11 ]通过最小 Bayes 风险的方法对图像小波变换后的小波系数进行估计, 尚晓清等[12]提出基于子带的自适应阈值, Huang X等[13 ]利用统计学中的毕达哥斯定理选取小波阈值进行图像去噪, Grace Chang S 和Detlev Ma rpe等[14, 15]自适应小波阈值图像去噪法, 同时给出相应阈值优化的公式,通过选取最佳的阈值来达到理想的效果.( 3) 小波包阈值去噪法. 小波包分析能为信号提供一种更精细的分析方法,它将频带进行多层次划分, 对多分辨率没有细分的高频部分进一步分解, 并能根据被分析信号的特征, 自适应地选择相应频带,提高时频分辨率.基于小波包变换的阈值法去除图像斑点噪声效果很好且保持了边缘特征信息[16] . 在贝叶斯结构中自动估计阈值采用复小波包来去噪,其实验表明, 它比小波包变换具有计算速度快等特点[6 ] .( 4) 平移不变小波去噪法. 它在阈值法的基础上加以改进[5, 6] , 其方法是: 对含噪图像进行n次循环平移, 对平移后的图像进行阈值去噪处理, 再对去噪的结果进行平均. 它不仅能有效的抑制阈值去噪法产生的伪Gibbs现象, 而且能减小原始信号和估计信号之间的M SE和提高SNR. 缺点是是计算复杂度太高. Tien等人则进一步利用平移不变多小波变换进行去噪, Cohen等人将小波包和平移不变法结合起来[1] , 避免了一些特征模糊化的现象.( 5) 迭代小波阈值法. Coifman& Wickerhauser提出迭代去噪算法, R. Ranta等提出固定点的小波阈值迭代算法, 大大提高计算效率. Detlev Ma rpe[15 ]提出通过对基于上下文的自适应阈值进行迭代运算,可取得更准确的重构,图像视觉质量大增, M SE较低.3. 2. 2比例萎缩法它是将每一个带噪系数乘以一个比例系数来对原系数进行估计. 目前最具代表性的比例萎缩法是利用最大似然准则的LAWM L和利用最大后验概率准则的LAWM AP .相对来说,比例萎缩去噪后的重建误差比阈值萎缩法小,但重建的信号没有阈值萎缩那样光滑且不利于信号的压缩. 谢杰成等[8 ]提出一些改进措施.3. 2. 3自适应树小波萎缩法信号在各层相应位置上的小波系数往往具有很强的相关性, 而噪声具有弱相关或不相关的特点, 根据对小波系数树结构及在边缘处呈现的所谓“父子” 相关性[4, 12] ,将小波尺度的相关信息和阈值结合起来, 能较好的将边缘结构从噪声中区分开来, 这样可对图像进行去噪. Walker J S等[4 ]提出一种将小波变换四叉树的统计特性和小波收缩结合起来的图像去噪新方法.3.3多小波去噪法在信号去噪中多小波优于标量波[9]. Jean-LucStarck提出通过合并邻域系数的办法来进行多小波阈值化处理图像噪声, 去噪效果超过了单小波, 优于传统的方法. 多小波去噪算法[23, 24 ]为:步骤1: 运用一个预滤波器将含噪图像转变成多流数据.步骤2: 对预处理后多流数据执行多小波变换,得到多小波系数.步骤3: 对多小波系数阈值化.步骤4: 对阈值化后的多流数据IDMW T.步骤5: 对IDMW T后的数据进行后滤波处理,得到去噪图像.3.4基于小波系数模型的去噪法小波去噪中, 小波系数模型非常重要, 只有在成功的小波系数模型上, 才可能提出成功的去噪方案[8 ] . S. Grace Chang提出基于上下文模型的空间自适应小波去噪法, 结果表明图像质量好. Grouse等提出一种基于小波域隐式马尔可夫模型的统计信号处理结构, Hua Xie和Aleksandra Pizurica[15]运用有关小波系数空间族的先验知识,采用马尔可夫随机场模型进行图像去噪. 利用多尺度随机过程对小波图像系数进行建模,通过阈值判断和邻域判断相结合的方法区分对应边缘处的系数,然后对边缘区和非边缘区的小波系数进行不同的估计, 达到图像去噪的目的. 文献将层内和层外统计模型联合起来去噪, 效果相当好.3.5脊波、曲波去噪法Candes& Donoho应用现代调和分析的概念和方法, 并使用在小波分析和群展开理论中发展的技术,针对具有较多突变边缘的问题,构造特殊结构的小波基, 如ridgelets和curvelets, 以修正小波变换减少在不连续的边缘附近高频系数产生的数量. 为了将脊波变换应用到数字图像中, Do提出一种可逆变换的、正交的、重构性相当好的有限脊波变换, 其实现机制是Radon变换[30 ] . 脊波分析等效于目标函数的Radon变换域的小波分析, 即若令函数的脊波变换为()() ,.=〈〉R f V f hv单尺度脊波是在一个基准尺度s进行脊波变换,对应于单尺度脊波, Candes和Donoho 构造了曲线波或者称为多尺度脊波, 它是在所有可能的尺度s≥ 0进行脊波变换,曲波变换是可逆变换的二维各向同性的小波变换、分割、Radon变换、1D小波变换的结合. 在二维情况, 当图像具有奇异曲线, 并且曲线是二次可微的, 则曲线波可以自适应地“跟踪” 这条奇异曲线, 并且他们构造曲线波的紧的框架, 对于具有光滑奇异性曲线的目标函数, 曲线波提供稳定的、高效的和近于最优的表示.3.6综合法小波图像去噪效果比经典的方法要好,实际应用中将小波和经典的方法结合起来,去噪效果往往会更好, 本人对B超图像做过试验, 去噪效果优于单独的小波去噪或经典方法.小波图像去噪与经典方法的结合主要有以下几种:( 1) 小波变换与维纳滤波器或中值滤波等结合起来[13 ] .( 2) 将小波变换、小波收缩、小波压缩与广义验证法结合起来去噪.( 3) 利用聚类分析和小波变换结合起来进行去噪.( 4) 将小波与PDE结合起来去噪, 在去噪的同时较好的解决了突变边缘的问题. 4展望目前小波去噪方法已成为去噪一个重要分支和主要研究方向, 小波阈值萎缩法的研究仍非常活跃, 小波在高斯噪声的滤除方面收到了很好的效果.由于非高斯噪声还没有找到理想的小波系数模型,故对斑点噪声的去噪效果总是不太理想. 抑制斑点噪声仍然是SAR和医学超声图像的一个研究重点. 近两年来应用多小波去噪也日益成熟[7, 9 ] . 如何建立非高斯噪声的分布模型,根据获得的先验知识和已有先验知识进行准确的建模,对于对非高斯噪声的去除非常重要.寻找理想的小波系数模型已成为目前小波去噪研究的一个方向, 如何使用高斯噪声分布的去噪方法对非高斯噪声进行延拓都是值得进一步探讨的课题.随着脊波和曲波的出现,提高了模型的准确性, 改善了小波的去噪性能, 脊波、曲波、边缘波也会成为当前研究的一大趋势. 实践证明, 根据具体图像选择恰当的结合方法往往比任一单独去噪方法要好. 当前小波去噪方法几乎是针对灰度图像的,对彩色图像的研究不多.随着小波去噪方法的不断完善和发展,对彩色图像去噪的研究是一个很有研究潜力的领域, 它在图像去噪领域将会有更广阔的前景.参考文献[1]谢杰成,张大力,徐文立. 小波图象去噪综述. 中国图象图形学报, 2002, 7( 3A): 209~217.[2]Jea n-Luc Starck, Emma nuel J Candè s, David L Do noho. 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信号处理之小波去噪方法介绍

信号处理之小波去噪方法介绍

本文对各种去噪方法进行了比较,总结了两大类方法的基本思想及实现流程,详细介绍了应用最广的小波阈值去噪。

一、小波去噪主要方法1、基于小波分频的去噪方法——主要用来压制面波等规则干扰;2、小波域去噪方法——主要用于压制随机干扰,目前主要有三种方法: a) 模极大值去噪方法(Mallat 和Zhang ,1992)b) 尺度相关性分析方法(Xu ,1994)c) 小波阈值收缩方法(Dohono 和Johnstone ,1994)其中,小波阈值去噪方法能在最小均方误差意义下得到信号的近似最优估计,计算速度快,适应性广,因此应用最广泛。

二、方法实现的总体流程1、基于小波分频的去噪方法小波时频分析使信号在空间域和频率域同时具有良好的局部分析性质。

小波变换可以将信号分解到各个不同的尺度或各个不同的频段上,并且通过伸缩、平移聚焦到信号的任一细节加以分析。

小波分析的这些特长,结合传统的傅立叶去噪方法,为地球物理信号去噪提供了有效途径。

对于离散序列信号,其小波变换采用 Mallat 快速算法, 信号经尺度j =1,2,…,J 层分解后,得到)(2R L 中各正交闭子空间(1W 、2W 、…、J W 、J V ), 若j j V A ∈代表尺度为j 的低频部分, j j W D ∈代表高频部分,则信号可以表示为J J D D A t f +++= 1)(,据此可重构出信号在尺度j =J 时的低频部分和j =1,2,…,J 的高频部分。

如果地震数据中的干扰波频率与有效波的频率成分是分开的,通过小波分频很容易消除干扰波;如果两种频率成分存在混叠,也可以用小波分频方法提取混叠部分,再用传统方法分离有效和干扰波。

这样可以最大限度的保留有效波能量。

2、小波域去噪方法小波域去噪方法是利用信号和噪声的小波系数在小波域不同特性来进行的。

信号和噪声的小波系数幅值随尺度变化的趋势不同,随着尺度的增加,噪声的小波系数很快衰减,而信号的小波系数基本不变。

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