1种小波域改进SVD的农作物图像去噪新方法

在对奇异值分解(singular value decomposition,SVD)去噪基本原理深入分析的基础上,结合小波变换提出了一种农作物图像小波域改进自适应SVD去噪算法。本研究所用算法首先对农作物噪声图像进行3层小波变换,保留低频子图像不变;然后对于水平、垂直、对角方向分布的高频子图像采用改进的自适应SVD算法进行噪声滤除;最后进行小波系数重构。为了有效测试该算法性能,实地拍摄2幅某温室大棚农作物图像作为测试图像,分别将本研究所用算法、SVD算法以及改进过的SVD算法进行去噪性能比较,引入峰值信噪比(Peak signal to noise ratio,PSNR)对几类算法的去噪结果进行定量评价。结果表明,本研究所用算法性能优于另外2种算法,这为农作物噪声图像的处理提供了一种较有效的方法。     

基于层内和层间相关性的小波图像去噪

小波图像去噪已经成为图像去噪的主要方法之一.利用小波变换在去除噪声时,可提取并保存对视觉起主要作用的边缘信息,传统的小波去噪方法大致有小波阈值收缩去噪算法、小波模极大值去噪算法.由于小波系数间存在很大的相关性,本文提出了一种基于层内和层间相关性的小波去噪方法,利用图像细节信息在不同尺度及同一尺度上的相关性进行滤波,达到对低信噪比的图像去噪的目的.在实验中,将本文去噪的结果与Donoho的硬阈值作了比较,结果显示本文方法能获得较好的去噪效果.     

基于二维经验模态分解与小波变换的农作物图像去噪

将小波自适应阈值去噪引入二维经验模态分解（bidimensional empirical mode decomposition,BEMD）中,提出一种自适应图像去噪算法,该算法首先对农作物噪声图像进行二维经验模态分解,获得具有不同尺度特征的固有模态函数（intrinsic mode function,IMF）子图像序列;然后将该序列中前3个子图像分别进行3层小波变换,引入一种新型自适应小波阈值去噪函数模型分别进行噪声抑制,实现小波系数重构;最后,对去噪后的固有模态函数子图像与剩余固有模态函数进行重构,获得去噪后的农作物图像。对实地拍摄的农作物图像进行去噪试验,结果表明,自适应图像去噪算法与均值滤波算法、小波阈值去噪算法相比,性能有较大幅度的提升。     

噪声图像分析及小波阈值去噪

不同的噪声图像经小波变换后系数分布是不一样的,针对图像特征和噪声特征,采取灵活的去噪策略会取得更好的去噪效果。本文通过实验对噪声图像及噪声的小波分解系数进行系统分析,提出小波阈值去噪中阈值的选择策略,并用实验验证了方法的有效性。     

基于离散脊波变换的农作物图像去噪算法

由于农作物生长环境的复杂性,导致在获取农作物图像过程中或多或少存在一定程度的噪声,这给农作物成熟果实的自动化采摘造成了很大不便。因此,结合离散脊波变换,提出了1种农作物图像自适应去噪算法,该算法通过对图像实现多尺度脊波变换,保持低频分解系数不变,对于高频分解系数,首先分别采用改进非局部均值滤波算法(improved non-local means filtering,INLM)以及改进小波硬阈值去噪模型进行消噪;然后实现低频分解系数与各自消噪后的高频分解系数重构,从而获得2幅重构图像;最后实现2幅重构图像的等权融合处理,获得消噪后的农作物图像。结合相关试验,分别将该算法与经典非局部均值滤波算法(non-local means filtering,NLM)、已有的改进非局部均值滤波算法以及小波硬阈值去噪算法进行去噪效果比较,主观、客观分析结果表明,用该研究算法处理后的图像清晰度较高且残留噪声较少。     

一种基于中值滤波和小波变换的图像去噪算法研究

针对同时含有脉冲噪声和高斯噪声的混合含噪图像特点,结合自适应中值滤波和小波变换的阈值滤波的各自优点,提出了一种基于中值滤波和小波变换阈值去噪相结合的图像去噪方法,即先对图像进行自适应中值滤波去除脉冲噪声,然后利用小波变换去除剩余的高斯噪声.实验表明：该方法能在有效去除混合噪声的同时,较好地保持边缘和细节信息.     

基于DWT-NLM模型的农产品图像处理算法

提出了一种基于离散小波变换(DWT)和非局部均值滤波(NLM)的农产品图像处理算法。首先对图像进行3层DWT,在变换域中对高频小波系数进行改进小波阈值模型去噪,对原始低频小波系数与去噪后的高频小波系数分别进行重构,得到背景图像和细节图像;再对细节图像进行区域划分,对每个图像区域分别采用NLM算法进行去噪;最后将背景图像和去噪后的细节图像进行叠加处理,得到去噪后农产品图像。引入边缘保持指数(edge protection index,EPI)、均方误差(mean square error,MSE)对试验结果进行评价,结果表明,本研究算法对该类图像的处理取得了较好的效果,且对NLM、小波阈值去噪等算法而言优势较明显。     

一种新型高斯噪声滤波算法

为了更有效滤除数字图像中的高斯噪声,提出了一种新型滤波算法.该算法首先将含有高斯噪声的图像进行二维小波分解,得到高频和低频小波分解系数;然后保留低频小波系数不变,对高频小波系数通过维纳滤波器进行滤波,并进行小波系数重构;最后将重构图像进行多尺度小波分解,通过设定新的阈值和判别函数,弱化不重要的小波分解系数,并进行小波分解系数重构.分别采用该滤波算法、维纳滤波、小波阈值法以及均值滤波进行高斯噪声滤除处理,试验证明该滤波算法去噪后图像的PSNR值明显高于其他三种方法.     

基于小波分析的图像压缩与去噪研究

介绍了图像小波分析的基本理论和基于小波变换的分解与重构原理,利用小波变换对二维图像进行分解,将原始图像分解成不同方向、不同频率成分的子图像.同时对含噪图像进行小波分解,通过选取适当的阈值,对小波分解系数进行阈值量化,再对高低频系数重构,实现图像的去噪.最后运用MATLAB仿真平台进行仿真验证,仿真结果表明:利用小波分析对图像进行压缩和去噪可以得到非常好的压缩效果和去噪效果,对工程应用具有一定的借鉴意义.     

基于小波变换的指纹图像增强算法

小波变换在对图像进行增强处理的过程中也对图像中存在的噪声做了同样的处理,在增强图像边缘细节的同时没有很好的进行图像消噪。针对这些不足,对传统的小波变换算法进行了改进。基于Mallat算法对小波分解和重构,在分解后保持低频信息的不变性,并利用小波系数的变换使图像信息得到增强,同时具有一定的图像消噪效果,该方法与传统的小波变换算法相比在图像增强处理中具有更好的效果。     

小波分析用于土壤速效钾含量高光谱估测研究

【目的】对土壤高光谱数据去噪提纯,提高土壤速效钾含量高光谱估测模型的精度和实用性。【方法】选取土壤有机质、碱解氮、有效磷含量近似而速效钾含量差异较大的样本76个,对土壤样本反射率对数的一阶导数光谱分别基于4种函数进行多层小波离散分解;提取小波低频系数,构建土壤速效钾含量高光谱估测模型。【结果】小波分解1-3层获得的低频系数可用以代表原始光谱。基于各小波函数相同尺度的低频系数,土壤速效钾含量估测建模精度差异不大。其中基于Bior 1.3函数分解的第2层低频系数建模精度略高,作为最佳估测模型,在数据压缩到25%、反映输入光谱信息95.6%的基础上,建模R2达到0.976,RMSE为10.66 mg•kg-1,经验证模型具有较好的预测准确度。【结论】通过小波分析获得小波系数,既提取了土壤高光谱信息,又对数据进行了压缩,结合偏最小二乘回归预测土壤速效钾含量是可行的。     

一种新的基于小波变换的边缘检测算法

提出了一种新的基于小波变换的图像边缘检测算法。该算法首先按水平、垂直和对角方向对图像进行多尺度二进制小波变换,提取3个方向的小波系数。然后采用相邻尺度小波系数相乘的方法去除噪声,提取小波系数乘积的极大值点。最后将这3个方向上的极大点进行融合,形成图像的边缘。仿真实验表明,该算法具有较好的边缘检测和抑制噪声的能力,边缘检测效果明显优于传统的边缘检测方法。     

基于最大似然估计的自适应阈值视频被动取证

基于分块级的模式噪声，提出一种基于最大似然估计的自适应阈值视频被动取证方法.它采用小波去噪和维纳滤波提取传感器的模式噪声，并通过固定大小的滑动窗口，计算分块级的能量梯度、信噪比和相邻帧相同位置块模式噪声的相关性构造特征值向量.在此基础上，采用最大似然估计得到判别篡改区域的自适应阈值.仿真实验结果表明，提出的方法对于复制-粘贴的视频内容篡改取得了较好的取证效果，并且能够对较小区域的篡改进行定位.     

基于连续小波变换的土壤有机质含量高光谱反演

以托克托县境内120个土壤有机质含量以及对应光谱数据为数据源,探究了不同土壤类型与土地利用类型下土壤有机质高光谱反演研究的可行性,采用连续小波变换对原始光谱（R）、光谱倒数（1/R）、光谱对数（LnR）、光谱一阶微分（R′）进行分解生成小波系数并与土壤有机质进行相关系分析,提取特征波段建立BP神经网络与支持向量机模型（SVM）。结果表明：①R、1/R、LnR、R′与土壤有机质相关系数经过连续小波变换后,较之前增加了0.204、0.090、0.199、0.252,表明连续小波变换可深度挖掘光谱潜在信息,提升与有机质含量之间的相关系数。②未经过连续小波处理前,SVM无法实现对当地土壤有机质含量的预测,经过处理后,模型SVM-CWT-R与SVM-CWT-R′的精度决定系数分别达到了050、0.56,均方根误差为0.17、0.15,相对分析误差为1.62、1.53,实现了对土壤有机质的有效估算。③经过连续小波变换后BP神经网络预测模型结果得到提升,其中BP-CWT-LnR预测模型效果最佳,精度决定系数达到0.76,较之前BP-LnR提升了0.2;均方根误差达到015,降低0.04;相对分析误差为2.12,增加了0.87。因此利用BP-CWT-LnR高光谱反演模型进行区域土壤有机质遥感监测,可为当今精准农业提供理论参考与技术支持。     

基于连续小波变换的蒺藜植被覆盖度预测

植被覆盖度是评价土地是否荒漠化最有效的指标之一,也是植被监测的重要指标。通过高光谱估算植被覆盖度,可以为植被监测提供重要依据。以半干旱区托克托县的固沙植被蒺藜（Tribulus terrestris L.）为研究对象,分析了不同植被覆盖度光谱曲线特征的变化情况;提取两波段原始光谱植被指数并与植被覆盖度之间的相关性,选取最优波段组合;利用连续小波变换（continuous wavelet transform,CWT）对植被光谱反射率进行不同尺度分解,提取出不同分解尺度的最优波段;采用偏最小二乘法（partial least square,PLSR）和支持向量机（support vector machine,SVM）两种方法,以不同自变量建立植被覆盖度估算模型。结果表明：①原始光谱植被指数与植被覆盖度呈显著相关,相关系数均在0.55以上,最优波段组合为DI（2 260 nm,2 210 nm）、RI（1 410 nm,660 nm）、NI（1 470 nm,670 nm）、RDVI（1 770 nm,670 nm）、MSR（1 410 nm,660 nm）;②小波系数也与植被覆盖度之间有良好的相关性,原始光谱中1~10尺度对应的相关系数均在0.72以上,在波段630 nm处第6分解尺度中,相关性最大为0.788 9;一阶微分光谱提取的小波系数与植被覆盖度的最大相关性为0.806 9;二阶微分光谱中1~10尺度小波系数与植被覆盖度的相关性均在0.6以上,其中最大相关性为0.781 8;③以原始光谱植被指数与不同导数变换的CWT提取的小波系数为自变量建立的模型中,输入量为二阶微分小波系数的PLSR模型精度最高,模型最稳定,R²为0.905 9,RMSE为0.035 6,这表明经过CWT算法处理后,可以提高光谱的特征信息,为植被覆盖度的估算反演提供技术方法。     

一种改进的基于小波变换模极大值的边缘检测方法

一种改进的基于小波变换模极大值的边缘检测方法包含如下2个步骤:(1)求出边缘及噪声点的局部极大值;(2)利用边缘点与噪声点具有不同小波变换模极大值的特点,对局部极大值进行二次判别,从而实现噪声与边缘的分离.实例验证结果表明,该方法能很好地解决高精度定位与强去噪能力之间的矛盾.     

Evaluation of spectral indices and continuous wavelet analysis to quantify aphid infestation in wheat

Wheat aphid, Sitobion avenae F. is one of the most destructive insects infesting winter wheat and appears almost annually in northwest China. Past studies have demonstrated the potential of remote sensing for detecting crop diseases and insect damage. This study aimed to investigate the spectroscopic estimation of leaf aphid density by applying continuous wavelet analysis to the reflectance spectra (350–2 500 nm) of 60 winter wheat leaf samples. Continuous wavelet transform (CWT) was performed on each of the reflectance spectra to generate a wavelet power scalogram compiled as a function of wavelength location and scale of decomposition. Linear regression between the wavelet power and aphid density was to identify wavelet features (coefficients) that might be the most sensitive to aphid density. The results identified five wavelet features between 350 and 2 500 nm that provided strong correlations with leaf aphid density. Spectral indices commonly used to monitor crop stresses were also employed to estimate aphid density. Multivariate linear regression models based on six sensitivity spectral indices or five wavelet features were established to estimate aphid density. The results showed that the model with five wavelet features (R² = 0.72, RMSE = 16.87) performed better than the model with six sensitivity spectral indices (R² = 0.56, RMSE = 21.19), suggesting that the spectral features extracted through CWT might potentially reflect aphid density. The results also provided a new method for estimating aphid density using remote sensing.     

不同辐照下大豆胰蛋白酶抑制剂荧光的小波分析

用db4小波分析了不同剂量的60Co-γ辐照下大豆胰蛋白酶抑制剂(KSTI)的荧光发射谱.结果表明:随着辐照剂量的增加,KSTl蛋白分子破碎程度加深,光谱噪声加重,因此要获得KSTI光谱相关信息,需要对不同的光谱数据进行不同层次的小波分解和重构.     

猪胴体瘦肉率活体估测的研究

利用超声活体测膘仪了８１头同胞测定猪和杂交组合猪胴体瘦肉率的活体估测。结果表明,瘦肉率活体估测较实际剥离低７．７４３２％,。均值差异极显,但变异系数和标准误二十分接近;腰部、胸部边膘及胸部眼肌厚与瘦肉率活体估测的相关系数分别为－０．９０１４、－０．９１２８、０．５２１７,与实际剥离的相关系数分别为－０．６０４５、＝０．７６３１、０．５２０９,瘦肉率活体估测与实际剥离的相关系数为０．７７４９,均