中值滤波器脉冲噪声中英文对照外文翻译文献.docx

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中值滤波器脉冲噪声中英文对照外文翻译文献

中英文资料外文翻译文献

Improved2-DMedianFilterforOn-LineImpulseNoiseSuppressiom

Abstract-Aninproved2-Dmedianfilteremployingmultishellconcepttosuppressimpulsenoise,ispresented.Theperformanceofproposedfilterisevaluatedoverimage‘LENA’,TheimpulsivenoiseisaddedusingMATLAButility.Themodifiedstrategyreducesthemnuberofreplacementandresultsinbetterperformanceandsimplehardwarerealizationthatissuitableforon-lineimplementation.

Indexterms-MedianFilter,Multi-shellMedianFilter,ImpulseNoise

I.INTRODUCTION

InTVandotherimagingsystems,impulsenoiseisacommonimpairment.ThestandardT.V.Broadcastsignalisoftencontaminatedwithimpulsivenoisearisingfromvarioussourcessuchashouseholdelectricalapplianceandatmosphericdisturbances.Broadbandingofthesignalfurtherincreasesthelevelofimpulsivenoise.Variousfiltersareproposedtosuppresssuchimpairments[1].Themedianfilter（MF）[1-2]iswidelyusedforimpulsenoisesuppressionandthemultishellmedianfilter（MMF）[3]introducestheconceptofmissinglinerecovery.Althoughthesefiltershavesatisfactoryperformance,MMFfailstofiltertwoimpulsenoisesinthesameprossingwindow.Moveover,thesefilterstendtoblurtheimagesduetotoomanyreplacements.C.J.Juanproposedamodifiedmultishellmedianfilter（MMMF）[4],whichremovesmostoftheshortcomingsassociatedwiththeMFandtheMMF.However,itisobservedthatundercertaincondions,tobediscussedinthefollowsections,MMMFfailstoperformthedesiredfilteringoperation.Moreover,thenumberofcalculations/replacementsinvovedonthebasisofMIN/MAXconditionsisstilltoolargeandmakesthefilterdifficulttorealize,particulariyforrealtimeapplications.

Inthispaper,thethresholdstrtegyofMMMFismodifiedsothat:

（a）effectivenoisefilteringoperationsareperformedunderallconditions,and

（b）numberofcalculations/replacementsisreducedandsimplified.

Thisresultsinasimplehardwarerealizationofthefilter.

II.PROPOSEDMODIFICATION

Considera3x3-processingwindow,withP5asthecentralpixel,asshowninFigure1.

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

Fig.1.A3x3processingwindow

TheoutputofMMMFasproposedin[4]is

Output（X,Y）=Max（P2,P8）ifP5﹥Max[S]

P5ifMin[s]﹤Max[S]

Min（P2,P8）ifP5﹤Max[S]

（1）

WhereSisthesetofsamplessurroundingcentralpixelsexcept（P4.P6）i.e.

S=｛P1,P2,P3,P7,P8,P9｝

（2）

TheprincipleinvovedinthereplacementstrategyofEquation

（1）isthatifP5iscorruptedbynoise,itisbettertoreplaceitsgraylevelbyP2orP8thanbyusingMin[S]orMax[S].also,duetomissinglineserror,sinceP4andP6maybelost,theyarenotconsideredinEquation

（2）.

ThelimitationofEquation

（1）isthatwhenMin[S]orMax[S]arealsocorruptedbyimpulsenoise,i.e.eitherMin[S]orMax[S]isequaltoP5,Equation

（1）failstoperformthedesiredfilteringoperation.ToovercomethislimitationfollowingmodificationsinthereplacementstrategyofEquation

（1）,areproposed.

Output（X,Y）=Max（P2,P8）ifP5≥Max[S]

P5ifMin[s]＜P5＜Max[S]

Min（P2,P8）ifP5≤Max[S]（3）

Ithasbeenobservedthatmorethan70-80%pointsinanimage,thegrayleveldiatancesofP5from（P2orP8）andfromMax[S]arebelow16.ThisisshowninFig.2fortheimage‘LENA’.Thisfactisusedtofurtherreduceunnessaryreplacements,therebyreducingthebluringoftheimages.ThustakingintoconsidertionofFigure（3）canbefurthermodifiedas

Output（X,Y）=Max（P2,P8）ifP5-Max[S]≥16

Max（P2,P8）ifMin[s]-P5≥16

P5otherwise（4）

Equation4indicatesthatreplacingactiontakesplaceonlywhenthedistancebetweenP5andMin[S]orMax[S]isnosmallerthan16.Thisstrtegythusavoidsthenecessaryreplacementsandreducesblurringoftheimages.Moreover，itcanbeimplementedusingsimplecomparatorsandsubtractors.

Grayleveldistances

Fig.2.Grayleveldistancesbetweencentralpointanditsneighboringpointsfortheimage‘LENNA’

Ⅲ.RESULTS

Figure3showstheoriginalimage‘LENNA’andFigure4showsthesameimagewhencorruptedwithimpulsenoise.ResultsofmedianfilterandtheproposedfilteraregiveninFigures5and6,respectively.ComparingFigures5and6,itisobservedthattheresultoftheproposedfilterismuchbetterthanthoseobtainedusingthemedianfilter.Aithough,themedianfilterremovetheimpulsivemoiseeffectively,however,theimagegetsblurred.Theproposedfilterremovestheimpulsivenoiseandalsopreservesthedetailsoftheimage.

Amultishellfilteremployingthemodifiedreplacementstrategyispresentdeinthispaper.Themodifiedfiltereffectivelysuppressestheinpulsemoise.Itusesthresholdconditionsthatrequirefewercomparisonsandreplacementsandisfasterascomparedtotheothermultishellmedianfilters.moreover,itcanberealizedusingsimplecomparatorsandsubtractorsandsubtractorsandhencecanbeeffectivelyusedinrealtimeapplications

改进二维中值滤波器在线脉冲噪声的抑制

摘要：

一种改进二维中值滤波器，采用多壳的概念，以抑制脉冲噪声，拟定的过滤器的性能进行评估超过图像“LENNA”的中值滤波，脉冲噪声被添加使用到MATLAB的实用工具中。

修改后的策略减少了替换的数量，而且引出适合于上线实施更好的性能以及简单的硬件实现..

关键词：

指数计算中值滤波，多壳中值滤波，脉冲噪声

1.引言

在电视和其他成像系统中，脉冲噪声是一个共同的障碍。

标准电视广播信号往往被各种原因产生的脉冲噪声污染，如家电和大气扰动。

加宽的信号进一步提高脉冲噪声水平。

各种过滤器作出以抑制这种损伤[1]，中值滤波器（MF）[1-2]被广泛用于脉冲噪声抑制，多壳中值滤波器（MMF）[3]也介绍了失踪线恢复的概念。

尽管这些过滤器有令人满意的表现，MMF的未能在相同的处理窗口，过滤两个脉冲噪声。

此外，这些过滤器由于太多的替代趋于模糊的图像。

C.J.Juan提出了改进的多壳中值滤波器（MMMF）[4]。

它消除大部分的MF和MMF的缺点。

然而，它得在一定条件下才能被使用，此将在后续的章节中讨论。

MMMF未能执行所需的过滤操作。

此外，在MIN/MAX的条件基础上的计算/替代量仍然过大，使得过滤器，特别是实时应用，难以实现。

在这个文件中，修改的MMMF限值策略使得：

（一）在任何情况下都进行有效的噪声过滤操作，

（二）减少和简化计算/替换。

这样就有了一个简单的过滤器的硬件实现。

2.拟议修改

拟定一个3x3的处理窗口，P5作为中央像素，如图1所

P1

P2

P3

P4

P5

P6

P7

P8

P9

图13x3的处理窗口

MMMF由[4]中输出

输出（X,Y）=

这里S是除（P4.P6），围绕中央像素的样本集合

S=｛P1,P2,P3,P7,P8,P9｝

（2）

如果P5受噪声污染，在方程

（1）替代战略所涉及的原则是，由P2或P8替代其灰度级比使用MIN[S]或Max[S]更好。

同时，由于失踪线错误，一旦P4和P6丢失，在方程

（2）中他们将不会被考虑。

方程

（1）的限制，使得本来的Min[S]或是Max[S]也会被脉冲噪声损坏，要么是Min[S]要么是Max[S]等于P5，方程

（1）未能执行所需过滤操作。

为了克服这一限制，接下来再对方程

（1）替代策略进行修改。

输出（X,Y）=

在图像中，已观察到70-80％以上的点，从（P2或P8）和Max[S]到P5的距离都低于16。

这是图2所示的图像“LENNA”。

这实际上是用来进一步减少不必要替代，从而降低图像模糊。

因此对图（3）​​可以进一步修改。

输出（X,Y）=

方程4表示，只有当P5到Min[S]或者Max[S]的距离不小于16采取替换措施。

这一策略从而避免了必要替换并减少图像模糊。

此外，它可以使用简单比较和减法。

灰度水平距离

图2中央点与其邻近点灰度水平距离（图像LENNA）

图3图像LENNA检查为100（灰）点/英寸和8位/像素的扫描

图4图像LENNA被脉冲莫伊兹损坏

图5中值滤波器的输出

图6拟定滤波器的输出

3结论

图3显示了原始图像LENNA和图4显示了相同图像被脉冲噪声损坏时的图像。

在图5和图6分别给出中值滤波结果和拟议的滤波结果。

比较图5和6，发现拟议的滤波器结果比使用中值滤波器获取得更好。

虽然，中值滤波有效地去除脉冲莫伊兹，但是，图像是模糊的，拟议的滤波器消除脉冲噪声，并保留图像的细节。

本文提出了一个多壳滤波器采用修改后的替换策略，修改后滤波器有效地抑制脉冲噪声，它使用了限值条件，从而运用更少的比较和替换，而且相比其他多壳中值过滤器速度更快。

此外，它可以使用简单比较器和减法器来实现，因此可以有效用于实时应用