图像去噪算法研究是计算机视觉和数字图像处理中的一个重要领域。由于成像系统、传输介质和记录设备的不完善，数字图像在形成、传输和记录过程中容易受到噪声的污染，这些噪声可能表现为孤立的像素点或像素块。噪声的出现会扰乱图像的可观测信息，对图像边缘检测、特征提取、图像分割和模式识别等后续处理步骤造成影响。因此，图像去噪成为图像处理中的一项关键预处理步骤，对于提高图像质量和视觉效果具有重要意义。 国内外的研究者们已经提出多种图像去噪算法。早期的经典算法如模拟退火法虽然有效，但其计算过程复杂，计算量大。近年来，许多非线性滤波方法如正则化方法、最小能量泛函方法和各向异性扩散法等相继出现。这些方法通常在空间域或频域进行，空间域的方法包括均值滤波、加权均值滤波、中值滤波和最小均方差滤波等；频域方法则涉及复杂的域转换运算，需要更多的资源和时间。然而，这些方法都有其局限性，例如加权均值滤波在细节损失上较为明显，中值滤波则仅对脉冲干扰有效，对高斯噪声效果不佳。 中值滤波算法是一种经典的去除图像噪声的算法，它通过用邻域内的像素值中值替换目标像素值来达到去噪效果。该算法能够有效抑制椒盐噪声，但有时会损害图像的细节，如细线和棱角。为了克服这一问题，研究者们发展了标准中值滤波、加权中值滤波、中心加权滤波等改进算法，以提高图像去噪效果。但这些改进算法在去除细节丰富的图像噪声时，容易将非噪声点误判为噪声点，导致替换像素灰度值，进而影响图像的细节。 开题报告还提到了目前图像去噪技术在科学研究、军事技术、工农业生产、医学、气象和天文学等领域的广泛应用。例如，人造卫星拍摄的地球资源照片、气象情况图像，医生利用X射线或CT技术对病人进行断层图像分析等。在这些应用中，图像噪声的处理显得尤为重要，因为噪声的干扰会严重影响图像中的有用信息。 图像去噪算法研究对于图像处理技术的进步和图像质量的提升具有重要的意义。尽管已有的去噪算法在实际应用中取得了一定的成果，但为了满足不同领域的具体需求，研究者仍需探索新的去噪算法，以更有效地降低噪声对原始图像的干扰程度，并提高图像质量，使图像更加逼真。

人工智能 基于MATLAB实现传统图像去噪算法（均值滤波、中值滤波、非局部均值滤波NLM、三维块匹配滤波BM3D）和基于深度卷积神经网络的DnCNN图像去噪算法。 五种算法都是对Set12数据集进行去噪，去噪的结果并没有保存，只是在运行过程中能看到去噪前和去噪后的图像对比，感兴趣的朋友可以自己将图像保存下来观察。 随着数字图像处理技术的迅猛发展，图像去噪成为了一个热门的研究领域。在众多图像去噪算法中，传统算法因其简单、直观、易于实现而得到广泛应用。然而，随着深度学习技术的兴起，基于深度卷积神经网络的去噪算法开始崭露头角，尤其在处理含有复杂噪声的图像时显示出更大的优势。本篇文章将深入探讨基于MATLAB实现的传统图像去噪算法以及基于深度卷积神经网络的DnCNN图像去噪算法，并在Set12数据集上进行对比实验。 传统图像去噪算法主要包括均值滤波、中值滤波、非局部均值滤波（NLM）以及三维块匹配滤波（BM3D）。这些算法各有其特点和应用场景。 均值滤波是一种简单有效的线性滤波器，它通过将图像中每个像素点的值替换为其邻域内像素点值的平均数来实现去噪。这种方法适用于去除高斯噪声，但会模糊图像细节，因为它是基于局部像素平均信息来进行去噪的。 中值滤波是一种非线性滤波技术，它将每个像素点的值替换为其邻域内像素点值的中位数。中值滤波在去除椒盐噪声方面效果显著，因为它不受个别噪声点的影响，但在处理含有大量细节的图像时可能会损失部分细节信息。 非局部均值滤波（NLM）是一种基于图像块相似性的去噪算法，它利用图像中的冗余信息，通过寻找图像中与当前处理块相似的其他块的加权平均来完成去噪。NLM算法在去除噪声的同时能较好地保持图像边缘和细节，但计算量较大，处理速度较慢。 三维块匹配滤波（BM3D）是一种先进的图像去噪算法，通过分组相似的图像块，利用三维变换去除噪声。BM3D算法通过两次协同过滤实现高效的图像去噪，其性能往往优于其他传统算法，尤其是在处理较为复杂的噪声时。 然而，传统图像去噪算法在处理含有大量噪声或需要高度去噪保留图像细节的场景时，往往效果有限。随着深度学习技术的出现，基于深度卷积神经网络的图像去噪算法成为研究的热点。深度学习算法能够从大量带噪声的图像中自动学习到有效的特征表示，并用于去噪任务。 在本篇文章中，作者实现了基于深度卷积神经网络的DnCNN图像去噪算法，并在Set12数据集上进行了测试。DnCNN是一种端到端的深度神经网络结构，它通过逐层学习图像中的噪声模式，可以有效地从带噪声的图像中去除噪声，同时保持图像的清晰度和边缘细节。DnCNN算法在处理高斯噪声、泊松噪声以及混合噪声等方面都表现出色，是目前图像去噪领域的一个重要突破。 Set12数据集包含了多种类型的带噪声图像，包括自然场景、动物、植物等，非常适合用于测试不同去噪算法的性能。在实验中，作者并未保存去噪后的结果，而是提供了运行过程中的去噪前和去噪后的图像对比，使得读者可以在实验中直观地观察到算法效果。 通过在Set12数据集上对五种算法进行测试，我们可以观察到不同算法对于不同类型噪声的处理能力。传统算法在去除简单噪声时效果尚可，但在细节保持和复杂噪声处理方面往往不尽人意。而基于深度学习的DnCNN算法在这些方面表现更为出色，即便是在噪声水平较高的情况下也能保持较高的图像质量。 传统图像去噪算法和基于深度卷积神经网络的DnCNN图像去噪算法各有千秋，前者简单易实现，后者性能卓越。在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的去噪方法。随着深度学习技术的不断进步，未来一定会有更多高效、鲁棒的去噪算法被开发出来，以满足人们对于高质量图像的需求。

对Buades等人提出的非局部均值图像去噪算法进行改进。传统的方法在滤波参数定义上存在缺陷,为了解决这个问题,通过建立噪声方差与滤波系数的关系,提出解决噪声估计的方法。另外,根据小波系数的分布特点,利用GGD模型参数(尺度和形状参数)对系数进行拟合,并用GGD模型参数提出一种有效的噪声方差估计算法。实验结果表明,该噪声方差估计算法不仅能有效地估计噪声方差大小,而且使原有的非局部均值算法具有自适应性。这种自适应的非局部均值算法可以达到近似最优,具有鲁棒性和快速性,且算法精度高。

煤矿井下低照度成像环境会导致图像中产生泊松噪声,将引起激光光斑图像的强度和形状分布的不确定性,从而影响激光三角测距的精度。提出了一种基于PURE-LET(Poisson Unbiased Risk Estimator-Linear Expansion of Threshholds)的煤位表面激光光斑图像的快速小波域去噪算法。给出了泊松噪声下小波系数估计MSE(Mean Squared Error)的一个无偏估计子PURE,并将小波系数估计子写作一组基本阈值函数的线性组合以提高算法速度。仿真图像与真实煤仓图像的实验显示,与3种典型图像去噪算法(BayesShrink,Poisson_NLMeans,PURE-LET)相比,提出的PURELET-Smooth算法具有更好的噪声抑制能力,同时具有保持图像边缘结构和快速计算的特点,这在实时光斑质心精确计算和三角测距应用中是一个明显优势。此外此算法具有阈值函数组合系数的快速自动计算特点,适用于自动煤位检测应用。

tv模型原理与c++实现全变分

改进的 K-means 聚类算法

针对监控视频图像的特点，提出了一种基于时空联合的实时视频降噪算法。该算法通过结合多帧图像进行运动检测，自适应地区分图像的运动区域和静止区域，对静止区域采用时域加权均值滤波，对运动区域采用空域ANL滤波。实验结果表明，该算法由于准确地区分了图像的运动区域和静止区域，充分利用了视频的时域、空域信息，在不造成运动拖影的前提下，能够显著提高视频的信噪比和图像的主观质量，同时满足实时性要求。

非局部均值滤波(Non-Local Means，NLM)是一种有效的图像去噪算法．但它仅利用了图像的表面特征而忽略了图像的结构信息，其相似度量标准泛化能力差，相似集合的准确性低．笔者提出一种基于结构相似度(Structure Similarity，SSIM)全参考模型的非局部均值图像去噪方法．由于SSIM能够更好的描述图像块的全局特征和结构特征，基于此模型的相似度量具有较强的泛化能力．实验结果证明，此方法对自然图像的去噪效果优于传统的NLM算法．

内含10种降噪算法，包含小波变换、形态滤波、平滑滤波、奇异谱分析、卡尔曼滤波、中值滤波、EMD等等。

在现有阈值去噪算法的基础上提出了一种基于新型符号函数的小波阈值图像去噪算法，该算法提出的新阈值函数具有连续可导、小波系数偏差小、阈值自适应性强等优势。不仅保留了分解后的低频小波系数，还有效滤除了高频系数中的噪声系数，使得重构后的图像更接近原始图像。对高斯白噪声的Bridge图像、Lena图像及含“斑点噪声”的B超Fetus图像进行仿真，实验的结果表明，无论是新阈值函数的视觉效果，还是定量指标PSNR和MSE，均优于现有的阈值图像去噪算法。其边缘及细节信息能得到较好的保护，无明显振荡，图像更平滑、均匀，且在复杂噪声背景下，该方法具有较好的顽健性。