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通过添加高斯白噪声,提高图像质量

V Chayapathi1Sharath B2博士G S Anitha3
  1. 副教授,电气和电子、RVCE,卡纳塔克邦,印度
  2. 助理教授、电气和电子、RVCE,卡纳塔克邦,印度
  3. 副教授,电气和电子、RVCE,卡纳塔克邦,印度
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文摘

当我们讨论图像处理,主要主题包括强度转换、空间滤波、频域滤波、图像恢复和重建,几何变换和图像配准,彩色图像处理,小波,图像压缩,形态学,图像分割,图像表示和描述和对象识别。我们的演示中我们处理的不同方式代表通过添加高斯白噪声的图像。

关键字

噪声表征,PSNR、转换、高斯噪声

介绍

峰值信噪比,经常缩写PSNR值,是一个工程术语之间的比例最大可能的信号和腐败的力量噪声影响的忠诚表示。因为许多信号有一个很宽的动态范围,PSNR值通常表示的对数分贝。PSNR值是最常用的测量重建质量的有损压缩编解码器(例如,图像压缩)。原始数据信号在这种情况下,噪声是误差引入的压缩。当比较压缩编解码器,PSNR值是一个近似人类感知的重建质量。虽然更高的PSNR值通常表明,高质量的重建,在某些情况下,可能不会。必须非常小心这个指标的有效性的范围;只有确切有效的用于比较的结果时相同的编解码器(或编码类型)和相同的内容。PSNR最容易定义通过均方误差(MSE)。给定一个无噪声的m×n单色图像我及其噪声近似K, MSE的定义是:
图像
PSNR值被定义为:
图像
在这里,马克西是最大可能的图像像素值。当使用8位/像素表示样本,这是255。更普遍的是,当样品表示使用线性PCM与B位/样本,马克西是2 B−1。彩色图像的三个每像素的RGB值,PSNR值的定义是相同的除了MSE除以所有的平方值差异图像大小和三个。交替,对于彩色图像的图像转换为不同的颜色空间和PSNR报道对每个通道的颜色空间,例如,YCbCr或高速逻辑
典型的PSNR值有损图像和视频压缩的30至50分贝,更高更好的地方。可接受的值为无线传输质量损失被认为是大约20分贝至25分贝。在没有噪声的情况下,我和K的两张图片是相同的,因此MSE为零。在这种情况下,PSNR值没有定义(见除零)。
图像
Q = 90, PSNR 45.53 db
图像
Q = 30, PSNR 36.81 db
图像
Q = 10, PSNR 31.45 db
图像
原始的未压缩的图像

设计方法的图像表示

仿真软件模块用于表示如下
1。从多媒体文件块:这一块存在于计算机系统中视觉工具箱和dsp系统工具箱。从多媒体文件块读取音频样本,视频帧,或者从一个多媒体文件。块的数据文件导入仿真软件模型。
此块支持代码生成的主机文件I / O。你不能使用这个块实时窗口目标软件,因为产品不支持文件I / O。生成的代码块依赖于预先构建的库文件。我们可以运行这段代码在MATLAB环境下,或重新部署它,但一定要考虑这些额外的库文件时这样做。packNGo函数创建一个zip文件包含所有必需的运行这段代码或重建。运行一个可执行文件,生成包含物体从一个模型,我们可能需要将预先编译的共享库文件添加到您的系统路径。
2。视频查看器:视频查看器块使您能够查看二进制,强度,或RGB图像或视频流。块提供了模拟控制播放,暂停,和步骤运行时模型。块还提供像素区域分析工具。在代码生成,仿真软件编码器软件不能生成代码块。视频显示块支持代码生成。设置视频查看器查看器配置配置首选项可以改变的行为和外观图形用户界面(GUI)以及播放快捷键的行为。

核心窗格

中的核心窗格查看器配置对话框控制GUI的一般设置。如果你选择在标题栏中显示完整的源路径复选框,GUI显示模型名称和完整的模型路径视频数据来源在标题栏中。否则,它显示一个缩短的名字。使用开放消息日志:参数来控制消息日志窗口打开时。您可以使用此窗口调试视频播放问题。你的选择是对任何新消息,警告/失败消息,只有失败的消息,或手动。

工具面板

中的工具窗格查看器配置对话框中包含的工具出现在视频查看器GUI。选择启用复选框旁边的工具名称指定工具包括GUI。

图像工具

单击图像工具,然后单击选项按钮打开图像工具选项对话框。选择开放的新形象工具窗口出口复选框,如果你想打开一个新的图像工具为每个输出帧。

像素区域

选择复选框来显示像素区域,使像素区域GUI按钮。有关使用像素区域的更多信息见得到图像的像素信息。

图像导航工具

选择图像导航工具复选框启用平移和缩放GUI按钮。仪器设置选择仪表设置复选框来启用加载和保存浏览器设置的选项。出现在文件的选项菜单。

视频信息

视频信息对话框允许您查看视频的基本信息。打开此对话框,您可以选择工具>视频信息,点击信息按钮或按V键。Colormap强度视频Colormap对话框允许您改变Colormap强度的视频。你不能访问这个对话框参数对GUI显示一个RGB视频信号。
使用Colormap参数指定Colormap适用于强度视频。如果你知道像素值不使用整个数据类型范围,您可以选择指定范围的显示像素值复选框并输入你的数据的范围。对话框自动显示范围基于像素值的数据类型。

状态栏

一个状态栏出现视频查看器的底部。它显示信息与视频状态(运行,暂停或准备),类型的视频(强度或RGB)和视频的时间。

消息日志

消息日志对话框提供了一个系统级配置和扩展使用的记录。你可以过滤显示的消息类型和类别,查看记录,并显示记录的细节。类型参数允许您选择,信息,警告,或失败消息日志。类别参数允许您选择配置或者扩展消息摘要。配置信息加载显示当一个新的配置文件。扩展的消息表明组件注册。例如,您可能看到一个仿真软件信息,这表明可用的组件注册和配置。保存设置的多个视频查看器gui。视频查看器GUI允许您保存和加载多个GUI实例的设置。因此,您只需要配置视频查看器gui。

AWGN信道:

AWGN信道的块添加高斯白噪声,一个真正的或复杂的输入信号。当输入信号是真实的,这种块增加了真正的高斯噪声,产生一个真正的输出信号。当输入信号是复杂的,这种块增加了复杂的高斯噪声,产生一个复杂的输出信号。这个街区继承采样时间从输入信号。该块接受纯量值,向量或矩阵输入信号类型的数据类型单引号或双。输出信号继承端口数据类型的信号,驱动块。所有值的假设1欧姆的标称阻抗

信号处理和输入维度

这一块可以处理多路信号。当你输入处理参数列设置为渠道(基于帧),块接受一个m×n的输入信号。M指定每个通道的样本数量和N指定通道的数量。两种M和N可以等于1。的块添加帧length-M高斯噪声的N通道,每个通道使用不同的随机分布。

指定方差直接或间接

您可以指定AWGN信道产生的噪声的方差块使用其中的一个模式:信号噪声比(Eb /不),阻止计算方差的这些数量,你指定对话框:
Eb /不,一点精力去噪声功率谱密度之比
每个符号的比特数
输入信号功率的实际权力符号的输入块符号周期信号噪声比(Es /不),阻止计算方差的这些数量,你指定对话框:
Es /不,信号能量噪声功率谱密度之比
输入信号功率的实际权力符号的输入块

象征期

信号噪声比(信噪比),阻止计算方差这些量中指定对话框:
信噪比,信号功率噪声功率的比值
输入信号,输入的样本的实际功率
方差的面具,你指定对话框中的方差。的值必须是积极的。方差的港口,你提供块方差作为输入。方差的输入必须为正,其采样率必须等于输入信号。改变符号周期在AWGN信道阻塞影响噪声的方差每样补充道,这也导致改变最终的错误率。
一个好的经验法则选择符号段值设定它是你模型的符号周期模型。价值将取决于什么是象征和过采样应用什么(比如,一个符号可以有3位,由4)采样过量。
从蒙版模式均方差和方差从端口模式,这些规则描述块如何解释方差:
如果方差是一个标量,那么所有信号通道是不相关的,但有相同的方差。如果方差向量的长度是在输入信号通道的数量,那么每个元素表示相应的信号通道的方差。如果你对AWGN信道应用复杂的输入信号,然后添加复杂的零均值高斯噪声计算或指定的方差。的方差的每个正交组件的复杂噪声计算或指定值的一半。

之间的关系EB /不,ES /不,和信噪比模式

对于复杂的输入信号,AWGN信道块与Eb / N0, Es / N0和信噪比根据以下方程:
Es / N0 = (Tsym / Tsamp)·信噪比
Es / N0 = Eb / N0 + 10 dB log10 (k)
在哪里
Es =信号能量(j)
Eb =一些能源(j)
N0 =噪声功率谱密度(瓦特/ Hz)
Tsym象征期参数块的Es /不模式
k位/输入符号的数量信息
Tsamp是继承了样本块的时间,以秒为单位
真正的信号输入,AWGN信道块与Es / N0和信噪比根据以下方程:Es / N0 = 0.5 (Tsym / Tsamp)·信噪比
的方程的实际情况不同于相应的方程复杂情况下的2倍。这是因为块使用噪声功率谱密度的N0/2瓦特/ Hz真正的输入信号,而N0瓦特/赫兹对于复杂的信号。

仿真软件模型

原始图像和噪声模型中表示表示如下:
图像
图像
图像

结论

图像处理主要包括以下三个步骤。导入图像与光学扫描仪或数码摄影。分析和处理图像包括数据压缩和图像增强和识别模式,不是人类的眼睛像卫星照片。输出结果可以改变图像的最后阶段是基于图像分析或报告。

图像处理的目的

图像处理的目的是分成5组。它们是:
1。可视化-观察的对象是不可见的。
2。图像锐化和恢复——创造一个更好的形象。
3所示。图像检索,寻找感兴趣的图像。
4所示。测量模式——措施不同的对象在一个图像。
5。图像识别,区分的对象在一个图像。

类型

这两种类型的图像处理方法是模拟和数字图像处理。模拟或视觉图像处理技术可用于硬复制打印出来和照片。图像分析师使用各种解释而使用这些视觉技术的基础。图像处理不仅仅是局限于区域,但在研究分析师的知识。协会通过视觉图像处理技术的另一个重要的工具。所以分析师个人知识和抵押品数据的结合应用于图像处理。
数字处理技术帮助操纵数字图像通过使用电脑。从成像传感器原始数据从卫星平台包含缺陷。克服这种缺陷和创意的信息,它必须经历不同阶段的处理。这三个阶段,所有类型的数据必须经过在使用数字技术前置处理,增强和显示,信息提取
图像

引用
















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