(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.03.26
C N 103679643
A (21)申请号 201310215982.1
(22)申请日 2013.06.03
G06T 5/00(2006.01)
(71)申请人哈尔滨工程大学
地址150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通
大街145号哈尔滨工程大学科技处知
识产权办公室
(72)发明人汤春明 刘玉翠 陈立伟 廖艳萍
关乐禾
(54)发明名称
(57)摘要
本发明属于噪声滤除领域，具体涉及一种采
波器滤除，实现对多条纹噪声定位滤除的方法。多
条纹噪声定位滤除方法，包括：1）图像变换；2）分
区；3）设定分区阈值；4）条纹噪声频率点定位；5）
滤波；本发明提出一种条纹噪声频率定位滤除方
法，能够对多种类型的条纹噪声频率定位，且定位
准确，使得滤除条纹更加彻底。该方法利用局部阈
值法确定噪声频率位置，能够对各种复杂的条纹
噪声频率定位，因此解决了受能量分布影响造成
的无法定位较小幅值条纹噪声频率的问题。
(51)Int.Cl.
权利要求书2页 说明书6页 附图9页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书6页 附图9页(10)申请公布号CN 103679643 A
1.一种多条纹噪声定位滤除方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）图像变换
对全息图进行二维傅里叶变换，并将零频率点移到中心，对尺寸为M×N的待处理全息图I，取幅度F
Ia
：
F
I
=fftshift(fft2(I))
F Ia =abs(F
I
)
其中，fft2()为快速二维傅里叶变换，fftshift()为移零频到中心的函数，abs()是全息图I频域幅度提取函数；
2）分区
将零频率点临近的1-20个频率点范围内的频谱置为0；将全息图平分为16个区；
3）设定分区阈值
阈值T：
其中，a通常取2，i,j为分区索引，d
ij
为(i,j)分区中心到零频率点相对距离的倒数，
x 0,y
为零频率点的坐标索引，x
1
,y
1
为分区中心点的坐标索引；
4）条纹噪声频率点定位
对于每个分区(i,j)，寻最大值max
ij
，计算均值mean
ij
，
若max
ij
/mean
ij
>T，则该点是
异常点，将该点作为周期条纹频率中心点，将max
ij 对应分区索引转化为全局索引n
x
,n
y
记
录下来，通过高斯陷波滤波器滤除；若有与周期条纹方向相同的非周期条纹噪声，将n
x ,n
y
修正，使修正后的频率点落在非周期条纹噪声对应的频域亮线上，根据修正的频率点计算频域亮线的斜率，根据直线方程求亮线与第一行和最后一行的交点的列索引，分别记作
yy
1,yy
M
，对(yy
1
,yy
M
)区间内直线上大于全局均值的点进行局部陷波滤波器滤除；重新在该
区寻max
ij ，计其算均值mean
ij
，直到max
ij
/mean
ij
<T；
5）滤波
将处理后的幅度谱与相位谱相乘，继续重建过程。
2.根据权利要求1所述的一种多条纹噪声定位滤除方法，其特征在于：
所述的高斯陷波滤波器为：
其中，i,j为全局各个频率索引，d
为截止频率；将高斯陷波滤波器与频谱点乘，将相乘后频谱的周期条纹噪声频率中心点的幅度值取其邻域频率点幅度的平均值作为补偿。
3.根据权利要求1或2所述的一种多条纹噪声定位滤除方法，其特征在于：所述局部
陷波滤波器模版尺寸为(2×s+1)×5，
其中k为亮线的斜率，其模板选如下：
MSK=repmat([.8,.5,.5,.5,.8],2*s+1,1)
repmat()是将向量[8,5,5,5,8]复制2*s+1行。
一种多条纹噪声定位滤除方法
技术领域
[0001] 本发明属于噪声滤除领域，具体涉及一种采用频域局部阈值法定位其频率，再用高斯陷波滤波器滤除，实现对多条纹噪声定位滤除的方法。
背景技术
[0002] 全息相机系统（HoloCam）是用来分析、检测全球海洋生物和无机粒子的数量及其分布的。与普通的相机系统相比，它可以非介入式和非破坏性地拍摄自然状态下的海洋生物和无机粒子，获得高分辨率的三位图像。但由于全息相机系统本身结构以及外界环境（例如水体浑浊度等）原因，使得拍摄的全息图常带有条纹噪声，这种噪声的存在严重影响了重建像的质量和进一步的处理。由于条纹噪声和有用信息是混合在一起的，我们在滤除条纹噪声时要尽量避免有用信息的损失。这是条纹噪声滤除的难点，也是近些年条纹噪声滤除研究的热点。
[0003] 目前较为成熟的先进条纹噪声滤除方法有频域滤波法、空域法和人工辅助法等，其中频域法是最为常用、便捷的方法，有许多学者曾在此基础上作出过改进。这些方法对于单一的周期噪声和水平或垂直的条纹噪声效果很好，但对于非单一，非水平和非垂直的噪声条纹，只能去除频谱幅值比较大的周期条纹噪声，而对余下的非周期噪声和频谱幅值比较小的噪声则无能为力。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种更精确定位、更高效率滤除复杂条纹噪声的方法。[0005] 本发明的目的是这样实现的：
[0006] 多条纹噪声定位滤除方法，包括如下步骤：
[0007] 1）图像变换
[0008] 对全息图进行二维傅里叶变换，并将零频率点移到中心，对尺寸为M×N的待处理：
全息图I，取幅度F
Ia
[0009] F I=fftshift(fft2(I))
[0010] F Ia=abs(F I)
[0011] 其中，fft2()为快速二维傅里叶变换，fftshift()为移零频到中心的函数，abs()是全息图I频域幅度提取函数；
[0012] 2）分区
[0013] 将零频率点临近的1-20个频率点范围内的频谱置为0；将全息图平分为16个区；[0014] 3）设定分区阈值
[0015] 阈值T：
[0016]
[0017]
[0018] 其中，a通常取2，i,j为分区索引，d ij为(i,j)分区中心到零频率点相对距离的
倒数，x
0,y
为零频率点的坐标索引，x
1
,y
1
为分区中心点的坐标索引；
[0019] 4）条纹噪声频率点定位
[0020] 对于每个分区(i,j)，寻最大值max ij，计算均值mean ij，若max ij/mean ij>T，则该点是异常点，将该点作为周期条纹频率中心点，将max
ij
对应分区索引转化为全局索引
n x ,n
y
记录下来，通过高斯陷波滤波器滤除；若有与周期条纹方向相同的非周期条纹噪声，
将n
x ,n
y
修正，使修正后的频率点落在非周期条纹噪声对应的频域亮线上，根据修正的频率
点计算频域亮线的斜率，根据直线方程求亮线与第一行和最后一行的交点的列索引，分别
记作yy
1,yy
M
，对(yy
1
,yy
M
)区间内直线上大于全局均值的点进行局部陷波滤波器滤除；重新
在该区寻max
ij ，计其算均值mean
ij
，直到max
ij
/
mean
ij
<T；
[0021] 5）滤波
[0022] 将处理后的幅度谱与相位谱相乘，继续重建过程。
[0023] 高斯陷波滤波器为：
[0024]
[0025]
[0026]
[0027] 其中，i,j为全局各个频率索引，d0为截止频率；将高斯陷波滤波器与频谱点乘，将相乘后频谱的周期条纹噪声频率中心点的幅度值取其邻域频率点幅度的平均值作为补偿。[0028] 局部陷波滤波器模版尺寸为(2×s+1)×5，
[0029] 其中k为亮线的斜率，其模板选如下：
[0030] MSK=repmat([.8,.5,.5,.5,.8],2*s+1,1)
[0031] repmat()是将向量[8,5,5,5,8]复制2*s+1行。
[0032] 本发明的有益效果在于：
[0033] 本发明提出一种条纹噪声频率定位滤除方法，对于周期条纹噪声首先利用局部阈值法确定频率位置，然后利用高斯陷波滤波器将其滤除；对于非周期条纹噪声，则要利用上述周期条纹频率位置并运用直线方程近似模拟出它的位置，再对其进行滤除。这一过程能够对多种类型的条纹噪声频率定位，且定
位准确，使得滤除条纹更加彻底。该方法利用局部阈值法确定噪声频率位置，能够对各种复杂的条纹噪声频率定位，因此解决了受能量分布影响造成的无法定位较小幅值条纹噪声频率的问题。
附图说明
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