基于小波去噪与同态滤波的带钢缺陷图像增强

1

作者 李恒 崔莹 +1 位作者 赵磊 刘辉 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第3期369-376,共8页

【目的】钢铁工业作为我国经济发展的支柱产业之一,在整个制造业中具有无可取代的地位。热轧带钢具有包容覆盖能力强、便于加工、节省材料等优点,是生产其他钢产品的主要原材料,提高带钢产品的表面质量是提高钢铁产品质量的重要环节。... 【目的】钢铁工业作为我国经济发展的支柱产业之一,在整个制造业中具有无可取代的地位。热轧带钢具有包容覆盖能力强、便于加工、节省材料等优点,是生产其他钢产品的主要原材料,提高带钢产品的表面质量是提高钢铁产品质量的重要环节。由于受到生产、加工、拍摄等多种因素的影响,原始带钢表面缺陷图像亮度不均匀、缺陷区域与非缺陷区域对比度较低,导致缺陷信息不够清晰、不便于检测。针对上述问题提出了一种基于小波去噪与改进同态滤波相结合的带钢表面缺陷图像增强算法。【方法】算法采用二级小波变换将原始图像分解为低频分量和高频分量。低频分量包含原图的主要信息,对低频分量进行增强处理以提升图像的整体效果。分别采用改进的同态滤波算法以及限制对比度自适应直方图均衡化(contrast limited adaptive histogram equalization,CLAHE)算法对低频分量进行增强,在均衡图像亮度的同时提高了整体对比度,并将上述两种算法处理后的低频图像基于适当的权重进行图像融合,得到增强后的低频分量。而高频分量包含图像的细节信息以及噪声,对高频分量使用了改进的阈值函数提升去噪效果,并较好地保留了边缘细节。将处理后的低频分量和高频分量通过小波重构得到最终的增强图像。【结果】通过主观视觉评价和客观评价指标对算法处理结果进行多组对比分析,与其他算法结果相比,经本文算法增强后的各类带钢表面缺陷图像亮度均明显提升,且整体亮度保持均衡,同时提高了对比度,图像的纹理细节和缺陷信息也更加明显。采用通用指标均方误差(mean square error,MSE)、峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)和图像信息熵(image entropy,IE)对算法进行评估,综合分析各参数可知,本文算法对提高对比度、降低噪声效果较为显著,同时保留了更多的细节信息,失真度较小。【结论】实验结果表明,本文算法有效改善了带钢表面缺陷图像亮度不均匀的问题,在提高了整体对比度的同时提升了去噪效果,使缺陷信息和边缘细节得到显著增强,并且适用于多种类型的带钢表面缺陷检测。 展开更多

关键词 小波变换 同态滤波 阈值去噪 图像增强 带钢 表面缺陷 对比度自适应直方图均衡化 小波重构

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信号峭度不定干扰下的电缆局部放电模式识别研究 被引量：1

2

作者 高源 李拥军 《自动化仪表》 CAS 2024年第8期17-22,共6页

电缆不同类型缺陷引发的放电故障受信号偏斜度、峭度的影响,造成电缆的局部放电信号模式识别效果较差。为此,在信号峭度不定干扰下,提出基于卷积神经网络的电缆局部放电模式识别方法。采用小波阈值去噪方法预处理电缆局部放电信号。运... 电缆不同类型缺陷引发的放电故障受信号偏斜度、峭度的影响,造成电缆的局部放电信号模式识别效果较差。为此,在信号峭度不定干扰下,提出基于卷积神经网络的电缆局部放电模式识别方法。采用小波阈值去噪方法预处理电缆局部放电信号。运用双树复小波变换提取局部放电信号特征。通过提取偏斜度和峭度刻画信号的分布特征,可以解决信号峭度不定干扰问题。采用卷积神经网络训练提取的特征,并将该特征作为分类器完成电缆局部放电模式识别。试验结果表明,该方法的识别准确率高于95%、识别时间低于5.4 s。该方法应用后具有较好的电缆局部放电模式识别性能。 展开更多

关键词 峭度干扰 卷积神经网络 小波阈值去噪 局部放电 双树复小波变换 电缆缺陷

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基于峰值信噪比和小波方向特性的图像奇异值去噪技术 被引量：23

3

作者 王敏 周磊 +1 位作者 周树道 叶松 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期85-89,共5页

提出一种利用小波变换子图像不同的方向特性和峰值信噪比进行奇异值分解的图像去噪算法。由于图像经过小波变换后,低频子图像集中了原图像的大部分能量噪声,故仅作简单维纳滤波;而噪声则主要集中在小波域中的三个不同方向的高频子图中,... 提出一种利用小波变换子图像不同的方向特性和峰值信噪比进行奇异值分解的图像去噪算法。由于图像经过小波变换后,低频子图像集中了原图像的大部分能量噪声,故仅作简单维纳滤波;而噪声则主要集中在小波域中的三个不同方向的高频子图中,且系数较小,因此可以利用奇异值分解进行去噪处理,即用较大的奇异值和对应的特征向量重构出去噪图像,然而由于奇异值分解固有的行列方向性,对于高频对角线子图重构出的图像去噪效果不理想,故采取旋转至行列方向后再进行常用的奇异值滤波;最后将去噪后的低频和高频子图进行小波反变换重构出最终的去噪图像,其中重构所需的奇异值个数由图像的峰值信噪比确定。实验结果表明,该方法在有效去噪的同时较好的保留了原有的高频细节信息。 展开更多

关键词 图像去噪 小波变换 奇异值分解 峰值信噪比 小波重构

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基于奇异性的小波消噪技术 被引量：12

4

作者 刘伟 龙琼 刘光斌 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2002年第6期56-59,共4页

在论述了小波分析、信号奇异性与小波变换模极大值性质关系的基础上 ,本文给出了一种基于小波变换模极大值的信号去噪算法。仿真结果表明了该算法的有效性 ,既能有效的消除噪声 ,又能较好地保留了原始信号的突变信息。

关键词 奇异性 小波分析 消噪 模极大值 信号处理

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基于软阈值和小波模极大值重构的信号降噪 被引量：30

5

作者 秦毅 王家序 毛永芳 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期543-547,共5页

软阈值小波降噪是一种常用的非平稳信号特征提取方法。为了改进软阈值小波降噪法的性能,提出一种基于软阈值和二进小波变换模极大值的新小波降噪方法。首先,对信号进行二进小波变换,再对小波系数进行软阈值处理;然后,选择由信号产生的... 软阈值小波降噪是一种常用的非平稳信号特征提取方法。为了改进软阈值小波降噪法的性能,提出一种基于软阈值和二进小波变换模极大值的新小波降噪方法。首先,对信号进行二进小波变换,再对小波系数进行软阈值处理;然后,选择由信号产生的小波系数模极大值点;最后,用交替投影算法重建信号。理论分析表明,该方法能有效地降低软阈值小波降噪法的误差下界。仿真试验表明,该方法提高了降噪结果的信噪比,且较好地保留了信号中的奇异性。将该方法和二进小波变换软阈值降噪法结合起来,应用于滚动轴承故障振动信号降噪。结果表明,该方法能有效地提取到信号中的冲击特征。 展开更多

关键词 二进小波变换 软阈值模极大值 降噪误差下界 奇异性

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小波变换信号消噪技术研究 被引量：4

6

作者 戴士杰 吴晓龙 +1 位作者 李慨 岳宏 《河北工业大学学报》 CAS 2003年第1期34-38,共5页

通过对信号与噪声奇异性分析,给出信号与噪声的小波变换模极大值在各个尺度上的表现截然相反的结论,并给出了一种非线性的消噪方法.该方法与传统的消噪方法不同,即不同于低通滤波器滤波,而是根据信号与噪声的奇异点性质不同进行滤波.实... 通过对信号与噪声奇异性分析,给出信号与噪声的小波变换模极大值在各个尺度上的表现截然相反的结论,并给出了一种非线性的消噪方法.该方法与传统的消噪方法不同,即不同于低通滤波器滤波,而是根据信号与噪声的奇异点性质不同进行滤波.实验结果表明,这种方法在改善信噪比的同时,又保持相当高的时间分辨率,并且计算简单,有很好的去噪效果. 展开更多

关键词 消噪 小波变换 奇异性 模极大值 算法 噪声 信号处理 滤波

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基于模极大值和尺度理论的音频降噪方法 被引量：5

7

作者 朱俊敏 张潇 +1 位作者 王旌阳 吴粤北 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期168-172,211-212,共7页

在数字化时代,音频的转录或录制都会引入噪音,但是历史音频保存和音频资料处理需要纯净的音频信号,因此音频降噪研究有着重要的现实意义。首先介绍了二进小波和奇异性指数,并阐述了尺度跟踪和模极大值重构等理论,在M allat工作的基础上... 在数字化时代,音频的转录或录制都会引入噪音,但是历史音频保存和音频资料处理需要纯净的音频信号,因此音频降噪研究有着重要的现实意义。首先介绍了二进小波和奇异性指数,并阐述了尺度跟踪和模极大值重构等理论,在M allat工作的基础上,提出了一种基于小波滤波的音频降噪方法。该方法首先引入补偿因子削减二进小波变换对系数造成的影响,并计算带噪音频的小波系数和模极大值;然后基于信号和噪声奇异指数不同的特点,结合阈值降噪和尺度跟踪理论,采用层间相关搜索去除噪声的模极大值;最后利用交替投影算法,重建音频信号。用该方法处理带c lick和h iss噪声的音频信号,跟小波阈值方法和小波包方法相比,能达到较好的听觉效果和信噪比。同时观察信号的波形图及模极大值演示图,发现该方法都表现出优异的降噪效果。 展开更多

关键词 小波变换 模极大值 奇异性指数 尺度跟踪 阈值降噪 音频降噪

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小波方法在油井液面检测中的应用 被引量：6

8

作者 屈彦呈 王松 张家余 《数据采集与处理》 EI CSCD 1998年第4期353-357,共5页

油井液面回波检测是石油探测的重要内容，它决定后续石油开采的成功与否。由于信号幅值小，干扰多，因而采用常规时、频域滤波方法往往不能收到良好的效果。针对这一问题，本文利用信号和干扰在小波变换下的不同变化特性及小波变换的变... 油井液面回波检测是石油探测的重要内容，它决定后续石油开采的成功与否。由于信号幅值小，干扰多，因而采用常规时、频域滤波方法往往不能收到良好的效果。针对这一问题，本文利用信号和干扰在小波变换下的不同变化特性及小波变换的变焦特性设计了小波去噪算法，并根据实际要求选定了小波基和分解尺度，给出了使用小波去噪方法前后的实际结果。对这些结果进行的分析比较表明，小波方法在大幅提高信噪比的同时，也保持了信号的位置信息，因而适合此类信号检测问题。 展开更多

关键词 油井液面 检测 小波方法 石油探测

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小波变换在提升机制动信号识别中的应用 被引量：7

9

作者 周瑾 肖兴明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期618-621,共4页

提出用具有多分辨分析的小波阈值法对油压、位移信号去噪,去噪结果显示,小波阈值去噪可以明显地抑制噪声,提高信噪比;利用小波变换具有奇异性检测性能好的特点自动识别开、贴闸油压,效果较好.

关键词 提升机 制动装置 小波变换 奇异性检测 去噪

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小波变换在电缆故障精确定位中的应用 被引量：4

10

作者 刁彦华 陈国通 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z2期17-18,共2页

将小波变换模极大值对检测信号奇异点的理论应用于检测脉冲反射信号,实现电缆故障的定性定位。重点分析了小波变换在强噪声中提取信号,再现信号突变点方面的优越性。仿真表明它能有效去噪、准确定位脉冲反射信号,有利于提高信道故障定... 将小波变换模极大值对检测信号奇异点的理论应用于检测脉冲反射信号,实现电缆故障的定性定位。重点分析了小波变换在强噪声中提取信号,再现信号突变点方面的优越性。仿真表明它能有效去噪、准确定位脉冲反射信号,有利于提高信道故障定位精度。 展开更多

关键词 电缆故障检测 小波变换 奇异性 去 噪

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基于小波变换的发动机表面缺陷图像去噪方法的研究 被引量：9

11

作者 肖静 游世辉 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期328-333,共6页

目的滤除发动机表面缺陷图像上的噪声,使发动机表面缺陷信息得以更好地呈现。方法首先利用小波变换将发动机表面缺陷含噪图像进行系数分解,获取不同的小波系数;接着利用支持向量机对小波分解系数进行分类,以达到将噪声信号与非噪声信号... 目的滤除发动机表面缺陷图像上的噪声,使发动机表面缺陷信息得以更好地呈现。方法首先利用小波变换将发动机表面缺陷含噪图像进行系数分解,获取不同的小波系数;接着利用支持向量机对小波分解系数进行分类,以达到将噪声信号与非噪声信号进行分离的效果;最后利用插值运算对硬阀值函数进行优化,以克服函数不连续性引起的振铃效应等弊端,使得去噪后图像能够保持更多的细节信息。通过实验仿真将所提方法以及中值滤波、双边滤波方法的去噪效果进行对比。结果所提方法去噪后图像与中值滤波以及双边滤波方法去噪后图像相比,具有更高的PSNR值以及SSIM值。测试图像噪声强度为25%时,所提方法去噪后图像的PSNR值以及SSIM值较中值滤波方法去噪分别提高了20.66%以及11.89%,较双边滤波方法去噪分别提高了10.30%以及5.48%。结论所提方法比中值滤波、双边滤波方法具有更好的去噪效果,能够对发动机表面缺陷图像的噪声进行去除,并较好地保留图像的细节信息。 展开更多

关键词 发动机表面缺陷图像 图像去噪 小波变换 支持向量机 插值运算

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基于SVD和SVM的复杂背景噪声图像的纸病辨识 被引量：6

12

作者 周强 齐璐 张慧 《中国造纸学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期49-54,共6页

针对纸病图像的复杂背景噪声造成的纸病辨识结果不理想的问题,提出一种基于奇异值分解(SVD)和支持向量机(SVM)的纸病辨识方法:首先利用多层二维小波对纸病图像背景噪声去噪,然后用SVD对纸病进行特征提取,最后采用SVM对纸病进行辨识。实... 针对纸病图像的复杂背景噪声造成的纸病辨识结果不理想的问题,提出一种基于奇异值分解(SVD)和支持向量机(SVM)的纸病辨识方法:首先利用多层二维小波对纸病图像背景噪声去噪,然后用SVD对纸病进行特征提取,最后采用SVM对纸病进行辨识。实验结果表明,该方法可以有效辨识纸病,且不受实际生产过程中图像复杂背景噪声的影响。 展开更多

关键词 奇异值分解技术 纸病图像 图像背景噪声 二维小波变换 支持向量机

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基于小波域局部统计模型的图像去噪方法 被引量：5

13

作者 崔艳秋 王珂 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期93-97,104,共6页

提出了一种基于小波域局部统计模型图像去噪方法。该方法利用图像小波子带的方向性特点以及小波系数尺度内和尺度间的相关性:将小波系数尺度内的相关性建模为一种各向异性马尔可夫随机场(Markov Random Field,MRF)先验概率模型,将小波... 提出了一种基于小波域局部统计模型图像去噪方法。该方法利用图像小波子带的方向性特点以及小波系数尺度内和尺度间的相关性:将小波系数尺度内的相关性建模为一种各向异性马尔可夫随机场(Markov Random Field,MRF)先验概率模型,将小波系数尺度间的相关性建模为局部奇异性的条件概率模型。通过在贝叶斯框架中采用这种先验概率模型和条件概率模型可以得到一种具有自适应性的贝叶斯萎缩函数。利用这种萎缩函数可以实现对小波系数的修正。实验结果表明利用该方法进行图像去噪能够取得良好的效果,同时可以有效地保留图像的细节。 展开更多

关键词 图像去噪 小波变换 马尔可夫随机场 局部奇异性

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用二进小波变换处理电磁脉冲数据 被引量：1

14

作者 宋玉明 陈彬 方大纲 《应用科学学报》 CAS CSCD 1997年第2期157-162,共6页

利用二进小波变换极大模图能将信号的奇异性和噪声分开的特点，在模拟核电磁脉冲中，对钢筋混凝土建筑物内部产生影响的实验中所测得的场强数据检测不连续点和进行了去除噪声的处理．

关键词 小波变换 电磁脉冲 奇异性检测 数据处理 噪声

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织物疵点图像消噪方法的比较 被引量：5

15

作者 刘建立 左保齐 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期128-131,135,共5页

织物疵点图像的消噪是疵点识别和分类的重要预处理步骤。采用中值滤波、Wiener滤波和小波阈值化消噪3种方法对织物疵点图像进行消噪处理。在采用中值滤波和Wiener滤波时,同时选用3×3和5×5滤波器进行消噪;在采用小波阈值化消噪... 织物疵点图像的消噪是疵点识别和分类的重要预处理步骤。采用中值滤波、Wiener滤波和小波阈值化消噪3种方法对织物疵点图像进行消噪处理。在采用中值滤波和Wiener滤波时,同时选用3×3和5×5滤波器进行消噪;在采用小波阈值化消噪时,计算图像全局阈值,同时采用软、硬阈值消噪方法,对疵点图像进行消噪。通过实验比较,采用小波阈值化方法消噪时,疵点图像边缘清晰,峰值信噪比显著提高,其效果明显好于中值滤波和Wiener滤波;采用小波阈值化消噪后的疵点图像可在特征提取和识别中使用。 展开更多

关键词 织物疵点 图像消噪 中值滤波 WIENER滤波 小波变换

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一种基于SVD分解的小波阈值降噪方法 被引量：3

16

作者 赵玲 孙仁云 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第1期11-13,共3页

针对小波软阈值消噪的缺点,探讨了一种基于奇异值分解(SVD)的离散小波去噪方法。该方法通过对每层小波分解细节系数进行奇异值分解,将其中的信号特征成分和噪声分解到不同的正交子空间中,在子空间中选取集成信号特征成分的奇异值矢量进... 针对小波软阈值消噪的缺点,探讨了一种基于奇异值分解(SVD)的离散小波去噪方法。该方法通过对每层小波分解细节系数进行奇异值分解,将其中的信号特征成分和噪声分解到不同的正交子空间中,在子空间中选取集成信号特征成分的奇异值矢量进行重构,从而提取出淹没在细节系数中的有用信号成分,最后进行小波重建,得到降噪信号。通过仿真实例的验证,表明该方法与小波阈值消噪法相比,在强噪声背景下,它提取出的信号特征成分更完整,信噪比更高。 展开更多

关键词 SVD分解 小波变换 降噪

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小波奇异性分析用于示波信号去噪 被引量：2

17

作者 张书玲 王宏宇 李华 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1998年第6期471-474,共4页

通过对信号与噪声奇异性的分析，得出信号与噪声的小波变换模极大值在各个尺度上的表现截然相反的结论。提出一种新的去噪算法并应用于受噪声干扰的示波测定信号的去噪处理。

关键词 小波变换 奇异性 信号去噪 示波测定 信号处理

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基于小波变换方向信息的奇异值图像去噪研究 被引量：1

18

作者 王敏 周树道 叶松 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2012年第3期121-124,共4页

提出一种基于小波变换方向信息的奇异值图像分解去噪方法.由于图像噪声主要集中在小波域中的高频子图部分,且系数较小,可以利用奇异值分解后较大的奇异值和对应的特征向量重构出去噪图像,然而由于奇异值分解固有的行列方向性,对于高频... 提出一种基于小波变换方向信息的奇异值图像分解去噪方法.由于图像噪声主要集中在小波域中的高频子图部分,且系数较小,可以利用奇异值分解后较大的奇异值和对应的特征向量重构出去噪图像,然而由于奇异值分解固有的行列方向性,对于高频对角线子图重构出的图像去噪效果不理想,故采取旋转至行列方向后再进行常用的奇异值滤波.低频子图仅作简单维纳滤波,最后将去噪后的低频和高频子图进行小波反变换重构出最终的去噪图像.实验结果表明,该方法在有效去噪的同时较好地保留了原有的高频细节信息. 展开更多

关键词 图像去噪 小波变换 奇异值分解 滤波 小波重构

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小波变换与傅立叶变换在地震资料去噪中的对比 被引量：4

19

作者 张旭东 詹毅 马永琴 《内蒙古石油化工》 CAS 2007年第7期29-32,44,共5页

由于小波变换具有良好的时—频特性,从而为其在信号降噪中的应用提供了广阔的前景。小波变换通过伸缩和平移等运算功能对函数或信号进行多尺度细化分析,解决了傅立叶变化不能解决的许多困难问题。本文通过傅立叶变换和小波变换在地震资... 由于小波变换具有良好的时—频特性,从而为其在信号降噪中的应用提供了广阔的前景。小波变换通过伸缩和平移等运算功能对函数或信号进行多尺度细化分析,解决了傅立叶变化不能解决的许多困难问题。本文通过傅立叶变换和小波变换在地震资料去噪中的对比可以看出,小波变换对奇异信号极其敏感,使得其在非平稳信号的去噪中显出了较大的优越性。 展开更多

关键词 小波变换 信号降噪 傅立叶变换 奇异信号 非平稳信号

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基于小波变换模极大值的汽轮机振动信号去噪 被引量：1

20

作者 王翔 朱正林 田永伟 《南京工程学院学报（自然科学版）》 2010年第1期38-42,共5页

针对汽轮机振动信号去噪问题,根据振动信号和噪声的小波变换模极大值在不同尺度上表现出的不同的传播特性,给出了基于小波变换模极大值的去噪算法.利用该法可以最大程度对含噪汽轮机振动信号去噪处理,实现信噪分离,并有效地保留信号的... 针对汽轮机振动信号去噪问题,根据振动信号和噪声的小波变换模极大值在不同尺度上表现出的不同的传播特性,给出了基于小波变换模极大值的去噪算法.利用该法可以最大程度对含噪汽轮机振动信号去噪处理,实现信噪分离,并有效地保留信号的奇异点信息. 展开更多

关键词 小波变换 模极大值 去噪 奇异性指数

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