(完整word版)全变分去噪matlab程序注释
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数字图像去噪典型算法及matlab实现希望得到大家的指点和帮助图像去噪是数字图像处理中的重要环节和步骤。
去噪效果的好坏直接影响到后续的图像处理工作如图像分割、边缘检测等。
图像信号在产生、传输过程中都可能会受到噪声的污染,一般数字图像系统中的常见噪声主要有:高斯噪声(主要由阻性元器件内部产生)、椒盐噪声(主要是图像切割引起的黑图像上的白点噪声或光电转换过程中产生的泊松噪声)等;目前比较经典的图像去噪算法主要有以下三种:均值滤波算法:也称线性滤波,主要思想为邻域平均法,即用几个像素灰度的平均值来代替每个像素的灰度。
有效抑制加性噪声,但容易引起图像模糊,可以对其进行改进,主要避开对景物边缘的平滑处理。
中值滤波:基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性平滑滤波信号处理技术。
中值滤波的特点即是首先确定一个以某个像素为中心点的邻域,一般为方形邻域,也可以为圆形、十字形等等,然后将邻域中各像素的灰度值排序,取其中间值作为中心像素灰度的新值,这里领域被称为窗口,当窗口移动时,利用中值滤波可以对图像进行平滑处理。
其算法简单,时间复杂度低,但其对点、线和尖顶多的图像不宜采用中值滤波。
很容易自适应化。
Wiener维纳滤波:使原始图像和其恢复图像之间的均方误差最小的复原方法,是一种自适应滤波器,根据局部方差来调整滤波器效果。
对于去除高斯噪声效果明显。
实验一:均值滤波对高斯噪声的效果I=imread('C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\1.gif');%读取图像J=imnoise(I,'gaussian',0,0.005);%加入均值为0,方差为0.005的高斯噪声subplot(2,3,1);imshow(I);title('原始图像');subplot(2,3,2); imshow(J);title('加入高斯噪声之后的图像');%采用MATLAB中的函数filter2对受噪声干扰的图像进行均值滤波K1=filter2(fspecial('average',3),J)/255; %模板尺寸为3K2=filter2(fspecial('average',5),J)/255;% 模板尺寸为5K3=filter2(fspecial('average',7),J)/255; %模板尺寸为7K4= filter2(fspecial('average',9),J)/255; %模板尺寸为9subplot(2,3,3);imshow(K1);title('改进后的图像1');subplot(2,3,4); imshow(K2);title('改进后的图像2');subplot(2,3,5);imshow(K3);title('改进后的图像3');subplot(2,3,6);imshow(K4);title('改进后的图像4');PS:filter2用法fspecial函数用于创建预定义的滤波算子,其语法格式为:h = fspecial(type)h = fspecial(type,parameters)参数type制定算子类型,parameters指定相应的参数,具体格式为:type='average',为均值滤波,参数为n,代表模版尺寸,用向量表示,默认值为[3,3]。
function varargout = jiemian(varargin) %返回从函数jiemian.m中得到的参数中变量的数目;传递一个参数中变量的数目给函数jiemian.m。
% JIEMIAN Application M-file for jiemian.fig% FIG = JIEMIAN launch jiemian GUI.% JIEMIAN('callback_name', ...) invoke the named callback.% Last Modified by shijiawei v2.5 24-May-2014 02:45:18if nargin == 0 % LAUNCH GUI %nargin 显示输入变量fig = openfig(mfilename,'reuse'); %打开包含在FIG文件filename.fig中的图形,确保它是可见的并且完全定位在屏幕上。
% Generate a structure of handles to pass to callbacks, and store it.handles = guihandles(fig); %返回一个结构,它包含图像中对象的句柄guidata(fig, handles); %将变量handles存储到fig文件中if nargout > 0 %如果输出变量大于0varargout{1} = fig; %返回figendelseif ischar(varargin{1}) % INVOKE NAMED SUBFUNCTION OR CALLBACK %如果varargin{1}是一个字符数组则返回逻辑真(1),否则返回逻辑假(0)。
tryif (nargout) %显示用户提供的输出变量的个数[varargout{1:nargout}] = feval(varargin{:}); % FEVAL switchyard %varargout传递参数中的变量数目elsefeval(varargin{:}); % FEVAL switchyard %**feval函数的求值endcatch %如果出错开始执行catch块disp(lasterr); %%%% lasterr函数查询出错原因。
matlab去噪程序
clear all
clc
ECG=load('ECG.txt');
t=ECG(:,1);
y=ECG(:,2);
plot(t,y);
title('含噪心电信号');
axis([0 240 7 11 ]);
xlabel('t');
ylabel('y');
%自适应滤波器
% 50Hz工频干扰陷波器
%50Hz陷波器:由一个低通滤波器加上一个高通滤波器组成 %而高通滤波器由一个全通滤波器减去一个低通滤波器构成 M=800; %滤波器阶数
L=800; %窗口长度
beta=8; %衰减系数
Fs=400;
wc1=51/(Fs/2)*pi; %wc1为高通滤波器截止频率,对应51Hz
wc2=49/(Fs/2)*pi ;%wc2为低通滤波器截止频率,对应49Hz h=ideal_lp(pi,M)-ideal_lp(wc1,M)+ideal_lp(wc2,M); %h为陷波器冲击响应
w=kaiser(L,beta);
b=h.*rot90(w); %b为50Hz陷波器冲击响应序列
x=filter(b,1,y); %滤除50Hz工频干扰的心电信号 %其中,具有线性相位的FIR低通滤波器由如下函数实现: %理想低通滤波器
%截止角频率wc,阶数M
function hd=ideal_lp(wc,M)
alpha=(M-1)/2;
n=0:M-1;
m=n-alpha+eps; %eps为很小的数,避免被0除 hd=sin(wc*m)./(pi*m); %用Sinc函数产生冲击响应。
matlab去除录音噪声的方法下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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matlab去噪声方法MATLAB中去噪声的方法有很多,以下列举了一些常用的方法:1. 均值滤波:均值滤波是一种简单且有效的去噪声方法,它通过计算邻域内像素的平均值来减小噪声。
具体操作是创建一个与输入图像大小相同的零矩阵,然后遍历图像的每个像素,将邻域内的像素值求和,最后除以邻域内像素的数量,得到滤波后的像素值。
2. 中值滤波:中值滤波主要用于去除图像中的脉冲噪声和椒盐噪声。
该方法的核心思想是将图像中相邻像素的灰度值进行排序,然后取中间值作为滤波后的像素值。
3. 高斯滤波:高斯滤波是一种广泛应用于图像去噪的方法,它通过在图像上滑动一个高斯核函数来降低噪声。
高斯核函数的宽度决定了滤波的效果,宽度越大,去噪效果越明显,但同时也会导致图像变得模糊。
4. 双边滤波:双边滤波是一种基于邻域的滤波方法,它同时考虑了像素的空间距离和灰度差异。
通过在图像上滑动一个双边核函数,可以有效地去除噪声并保留图像的细节。
5. 基于小波变换的方法:小波变换可以将图像分解为不同尺度、方向和频率的子带,通过对子带的处理,可以有效地去除图像中的噪声。
常用的有小波分解、小波合成和小波去噪等方法。
6. 基于深度学习的方法:深度学习方法,如卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN),在图像去噪领域也取得了很好的效果。
通过训练神经网络,可以学习到图像的复杂特征,从而在去噪的同时保留图像的细节。
在MATLAB中实现这些方法,可以利用内置的图像处理函数或自行编写代码。
例如,使用imfilter函数实现均值滤波,使用im2double函数将图像转换为双精度值等。
同时,可以借助图像处理工具箱中的各种滤波器和图像读取、显示函数,如sobel、roberts、prewitt算子等,来实现特定的去噪效果。
当谈及双边全变分模型(Bilateral Total Variation, BTV)去噪的Matlab代码实现时,我们首先需要了解什么是双边全变分模型以及去噪的概念。
双边全变分模型是一种用于图像去噪的算法,它结合了全变分和双边滤波的特点,能够在去除噪声的同时保持图像的边缘信息。
在Matlab中实现这一算法,需要对其原理和核心代码进行深入的探讨和分析。
1. 双边全变分模型简介在图像处理领域,去噪是一项重要的工作,它能够提高图像的质量和准确性。
而双边全变分模型是一种有效的去噪方法,它考虑了图像本身的光滑性以及图像中的边缘信息,能够在去除噪声的同时保持图像的细节特征,是一种较为全面的去噪方法。
2. 实现双边全变分模型的Matlab代码在Matlab中实现双边全变分模型的去噪算法,首先需要了解其核心原理和算法流程。
可以通过构建双边全变分函数,使用梯度下降或拟牛顿等优化算法来实现。
在实现过程中,需要考虑参数的选择、收敛性以及代码的效率等方面的问题。
3. 深入分析双边全变分模型的去噪效果我们还可以对双边全变分模型的去噪效果进行深入的分析。
通过实验和对比不同的算法,可以评估双边全变分模型在去噪效果上的优劣,并对其在实际应用中的性能进行评估。
4. 个人观点和理解在我看来,双边全变分模型的去噪算法不仅有效,而且具有一定的通用性。
通过合理的参数选择和算法实现,可以在多个领域和场景中得到良好的去噪效果,对于图像处理和计算机视觉等领域具有重要意义。
总结:双边全变分模型的去噪算法在Matlab中的实现,需要深入理解其原理和代码实现,通过探讨其优化算法和参数选择等方面,可以有效地实现该算法。
在实际应用中,对其效果进行全面的评估和分析,有助于更好地理解和应用该算法。
双边全变分模型是一种有效的图像去噪算法,它在图像处理领域具有广泛的应用。
它结合了全变分和双边滤波的特点,能够有效去除图像中的噪声,同时保持图像的细节和边缘信息。
在Matlab中实现双边全变分模型的去噪算法,需要深入理解其原理和代码实现,通过探讨其优化算法和参数选择等方面,可以有效地实现该算法。
matlab 主成分去燥
在 MATLAB 中,可以使用主成分分析(PCA)方法进行信号去噪。
主成分分析是一种常用的数据降维技术,也可以用于信号处理中的去噪。
以下是一个简单的示例代码,演示了如何在 MATLAB 中使用主成分分析进行信号去噪:
```
% 生成带噪声的信号
t = 0:0.01:2*pi;
signal = sin(2*t) + 0.5*randn(size(t)); % 带有高斯噪声的正弦信号
% 对信号进行主成分分析去噪
[coeff, score, latent] = pca(signal');
reconstructed_signal = score(:,1) * coeff(:,1)'; % 保留第一主成分重构信号
% 绘制去噪前后的信号对比
subplot(2,1,1);
plot(t, signal);
title('含噪声信号');
subplot(2,1,2);
plot(t, reconstructed_signal);
title('去噪后信号');
```
在这个示例中,首先生成了一个带有高斯噪声的正弦信号。
然后使用 `pca` 函数对
信号进行主成分分析,提取第一主成分,并利用第一主成分重构信号,实现了信号的去噪。
通过比较去噪前后的信号,可以看到去噪效果。
当然,实际应用中可能会根据具体情况进行更复杂的信号处理和去噪操作,包括更多的参数调节和信号特征分析。
数字图像去噪典型算法及matlab实现希望得到大家的指点和帮助图像去噪是数字图像处理中的重要环节和步骤。
去噪效果的好坏直接影响到后续的图像处理工作如图像分割、边缘检测等。
图像信号在产生、传输过程中都可能会受到噪声的污染,一般数字图像系统中的常见噪声主要有:高斯噪声(主要由阻性元器件内部产生)、椒盐噪声(主要是图像切割引起的黑图像上的白点噪声或光电转换过程中产生的泊松噪声)等;目前比较经典的图像去噪算法主要有以下三种:均值滤波算法:也称线性滤波,主要思想为邻域平均法,即用几个像素灰度的平均值来代替每个像素的灰度。
有效抑制加性噪声,但容易引起图像模糊,可以对其进行改进,主要避开对景物边缘的平滑处理。
中值滤波:基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性平滑滤波信号处理技术。
中值滤波的特点即是首先确定一个以某个像素为中心点的邻域,一般为方形邻域,也可以为圆形、十字形等等,然后将邻域中各像素的灰度值排序,取其中间值作为中心像素灰度的新值,这里领域被称为窗口,当窗口移动时,利用中值滤波可以对图像进行平滑处理。
其算法简单,时间复杂度低,但其对点、线和尖顶多的图像不宜采用中值滤波。
很容易自适应化。
Wiener维纳滤波:使原始图像和其恢复图像之间的均方误差最小的复原方法,是一种自适应滤波器,根据局部方差来调整滤波器效果。
对于去除高斯噪声效果明显。
实验一:均值滤波对高斯噪声的效果I=imread('C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\1.gif');%读取图像J=imnoise(I,'gaussian',0,0.005);%加入均值为0,方差为0.005的高斯噪声subplot(2,3,1);imshow(I);title('原始图像');subplot(2,3,2); imshow(J);title('加入高斯噪声之后的图像');精心整理学习帮手%采用MATLAB中的函数filter2对受噪声干扰的图像进行均值滤波K1=filter2(fspecial('average',3),J)/255; %模板尺寸为3K2=filter2(fspecial('average',5),J)/255;% 模板尺寸为5K3=filter2(fspecial('average',7),J)/255; %模板尺寸为7K4= filter2(fspecial('average',9),J)/255; %模板尺寸为9 subplot(2,3,3);imshow(K1);title('改进后的图像1');subplot(2,3,4); imshow(K2);title('改进后的图像2');subplot(2,3,5);imshow(K3);title('改进后的图像3');subplot(2,3,6);imshow(K4);title('改进后的图像4');精心整理学习帮手PS:filter2用法fspecial函数用于创建预定义的滤波算子,其语法格式为:h = fspecial(type)h = fspecial(type,parameters)参数type制定算子类型,parameters指定相应的参数,具体格式为:type='average',为均值滤波,参数为n,代表模版尺寸,用向量表示,默认值为[3,3]。
一、概述Matlab作为一种强大的数据分析工具,在处理离散数据的过程中,经常需要对数据进行去噪处理,以提高数据的准确性和可靠性。
本文将介绍使用Matlab对离散数据进行噪声点剔除的方法及步骤。
二、离散数据的特点及噪声点的影响1. 离散数据通常由一系列离散的数据点组成,如传感器采集的数据、实验测量的数据等。
这些数据点包含了有用的信息,但也可能存在由于测量误差、干扰信号等原因而产生的噪声。
2. 噪声点的存在会对数据分析和模型建立产生不利影响,降低数据的准确性和可靠性。
对离散数据进行噪声点的剔除是至关重要的。
三、Matlab中离散数据噪声点剔除的方法1. 均值滤波法通过计算窗口内数据的均值来平滑离散数据,以达到去除噪声点的效果。
具体步骤如下:(1) 设定窗口大小,通常选择3×3或5×5的窗口。
(2) 将窗口内的数据取均值作为新的数据点,依次对整个数据进行处理。
(3) 将处理后的数据与原始数据进行对比,剔除差异较大的数据点作为噪声点。
2. 中值滤波法通过计算窗口内数据的中值来平滑离散数据,以达到去除噪声点的效果。
具体步骤如下:(1) 设定窗口大小,通常选择3×3或5×5的窗口。
(2) 将窗口内的数据进行排序,取中间值作为新的数据点,依次对整个数据进行处理。
(3) 将处理后的数据与原始数据进行对比,剔除差异较大的数据点作为噪声点。
3. 高斯滤波法通过对离散数据进行高斯滤波,可以有效地去除噪声点。
具体步骤如下:(1) 设定高斯核函数的大小和标准差。
(2) 对离散数据进行高斯滤波处理。
(3) 将处理后的数据与原始数据进行对比,剔除差异较大的数据点作为噪声点。
四、Matlab中离散数据噪声点剔除的实例演示1. 以一组包含噪声点的离散数据为例,演示使用Matlab进行噪声点剔除的实际操作步骤。
2. 利用Matlab编程并运行相应的算法,对离散数据进行噪声点剔除处理。
3. 将处理后的数据与原始数据进行对比,展示去噪效果。
Function test1() %定义test 函数
im=imread('water.tif'); %读取一幅tif 格式的water 图像,命名为im
figure(1),imshow(im,[]) %创建图像1,用来显示刚才读取的im 图像
im=double(im); %生成矩阵im
[nx,ny]=size(im); %读取矩阵的大小,Nx 是矩阵im 的行,Ny 是矩阵的列
rand('state',0);
%为了能和作者产生相同的结果,在这里选择0,意思是在指定状态下,产生相同的随机结果
rdn=randn(nx,ny); %随机的噪声是一个和输入图像的尺寸一样大的噪声,命名为rdn
sigma1=20; %赋值令西格玛等于20
noise=sigma1.*rdn; %噪声等于20倍的rdn
imy=im+noise; %新生成的imy 图像是原图像加上噪声的图像,即imy 是含噪声图像
figure(2),imshow(imy,[]),title(num2str(sigma1));
%建立图像2,用来显示带噪声的图像imy ,标提是西格玛1的值
iteration=500; %迭代终止的值
u_old=imy; %进行初始化
tau=0.01; %系数
for n=1:iteration %迭代开始,是从1到500,步长为1,也就是迭代500次
u=u_old+tau .*(BackwardX( ForwardX(u_old))+BackwardY(ForwardY(u_old)));
%对图像求二阶偏导,公式为()()2222,,0.01f x y f x y u u old x y -⎡⎤
⎛⎫⎛⎫∂∂=+⨯+⎢⎥ ⎪ ⎪∂∂⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦
u_old=u; %将计算后得到的图像u 重新命名为u-old figure(3),imshow(u,[]),title(num2str(n)) %建立图像3,用来显示图像u ,标题为迭代次数 end %结束
end %结束
function [dx]=BackwardX(u); %定义BackwardX(u)函数
[Ny,Nx] = size(u);
%读取矩阵u 的大小,因为对行求差的时候只需要列坐标变动,所以这里行列的名字颠倒一下,这样更方便
dx = u; %令dx 和u 一样
dx(2:Ny-1,2:Nx-1)=( u(2:Ny-1,2:Nx-1)-u(2:Ny-1,1:Nx-2));
%()()()y,x ,x ,1dx u y u y x =-- 对矩阵中列求一阶偏导,即()y,x f dx x
∂=∂保留竖直方向上的差值 %1211121n y y mn a a a dx a a a ⎛⎫- ⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭
dx(:,Nx) = -u(:,Nx-1);
%dx 中Nx 列所有元素的值都等于-u 矩阵中Nx-1列的
end %结束
function [dy]=BackwardY(u); %定义BackwardY(u)函数
[Ny,Nx] = size(u); %读取图像U 的大小
dy = u; %令dx 和u 一样
dy(2:Ny-1,2:Nx-1)=( u(2:Ny-1,2:Nx-1) - u(1:Ny-2,2:Nx-1) );
%21112,x 111,12,11,x 12,x 11x
y y y y y yx a a a a dy a a a a a a -------⎛⎫-- ⎪ ⎪= ⎪-- ⎪ ⎪⎝
⎭,()()()y,x ,1,dy u y x u y x =-- dy(Ny,:) = -u(Ny-1,:); %dy 中的Ny 行的所有元素的值都等于-u 矩阵中Ny-1行的 end %结束
function [dx]=ForwardX(u); %定义函数ForwardX(u)
[Ny,Nx] = size(u); %读取图像u 的大小
dx = zeros(Ny,Nx); %创建一个Ny 行,Nx 列的零矩阵dx
dx(1:Ny-1,1:Nx-1)=( u(1:Ny-1,2:Nx) - u(1:Ny-1,1:Nx-1) );
%121112
1n y y mn a a a dx a a a ⎛⎫- ⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭
由于dx 之前是零矩阵,所以里面的最后一列应该为零 %()()()y,x ,1,dx u y x u y x =+- end %结束
function [dy]=ForwardY(u); %定义函数ForwardY(u)
[Ny,Nx] = size(u); %读取图像U 的大小
dy = zeros(Ny,Nx); %创建一个Ny 行,Nx 列的零矩阵dx
dy(1:Ny-1,1:Nx-1)=( u(2:Ny,1:Nx-1) - u(1:Ny-1,1:Nx-1) );
%21112,x 111,12,11,x 12,x 11x y y y y y yx a a a a dy a a a a a a -------⎛⎫-- ⎪ ⎪= ⎪-- ⎪ ⎪⎝
⎭
由于初始值全为零,则dy 矩阵中的最后一行全为零 %()()()y,x ,1,dy u y x u y x =--
end %结束
程序已经读懂,但是注释的语言表达有点乱,希望老师谅解!。