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微生物图像的非局部主成分分析稀疏泊松去噪

2021-03-22孙照旋朱志峰

安徽工业大学学报(自然科学版) 2021年1期

孙照旋,周 芳,朱志峰

(安徽工业大学电气与信息工程学院,安徽马鞍山243032)

图像处理有去噪、分割、检测和识别等过程,去噪是图像处理的经典问题之一。在显微图像的成像系统中,可用光数量有限、光子受限给图像对比度带来不利影响。图像噪声多服从于泊松分布,故称图像噪声为泊松噪声。简单将泊松噪声数据转换为近似高斯噪声数据,如小波收缩法、方差稳定变换(variance stabilize transformation,VST)等可在低噪声情况下达到有效去噪效果,但在高噪声情况下,这些方法的去噪效果不好。Zhang等提出一种基于卷积神经网络的泊松去噪模型,称该网络为方差稳定变换网络,整个网络包含三个子网。第一和第三个子网分别模拟正向和反向Anscombe变换,第二个子网络近似于高斯去噪。该模型克服了传统VST去噪过平滑的缺点,取得了较好的去噪效果,但在噪声等级较高时,去噪效果仍不太理想,图像易模糊且算法复杂度高。

图像非局部去噪方法不同于传统基于局部邻域像素级去噪方法,如非局部均值法(nonlocal means,NLM)和非局部正则化法,其不仅能够有效提高运算速度,还能够更多保持图像几何结构特征。汪浩然等引入主成分分析(principal component analysis,PCA),把像素点及其邻域看作一个目标像素块进行整体去噪,较好地保护了图像局部细节信息。Xu等运用字典学习算法对混合噪声去噪,取得了较好的效果,但只能针对真实自然图像中的噪声,对显微图像或含不同噪声级的泊松噪声图像,去噪效果不理想。印佳……

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