بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله فیلتر فازی برای حذف نویز ضربه ای در تصاویر رقومی ارائه شده است. این فیلتر شامل تشخیص انواع نویزها و مراحل فیلترینگ مختلف می باشد، به طوریکه از تئوری منطق فازی استفاده شده است. تشخیص نویز با توجه به اطلاعات مکانی و با هدف حفظ پیکسل های سالم موجود در تصویر صورت می گیرد. سه الگوریتم فیلترینگ مکانی میانگین، میانه و وینر بر مبنای توانائی آنها برای بازسازی مجدد تصاویر نویزدار با الگوریتم منطق فازی مقایسه می شوند. نتایج نشان می دهند که الگوریتم منطق فازی نتیجه بهتری در مقایسه با سه الگوریتم دیگر می دهد. از پارامتر های آماری PSNR و RMSE برای اعتبارسنجی نتایج استفاده شده است. مقادیر بدست آمده بیانگر حفظ کیفیت تصویر و از بین بردن تمامی نویزها از طریق الگوریتم فازی می باشد که نتیجه بهتری در مقابل فیلتر های مکانی حاصل شده است.
.1مقدمه
فیلترهای مکانی برای حذف نویز در یک پیکسل مورد استفاده قرار می گیرند. ، فیلتر نرم کننده با استفاده از پیکسل های اطراف آن پیکسل به منظور ایجاد صحت بیشتری از پیکسل مرکزی مورد استفاده قرار می گیرد. با استفاده از پیکسل های همسایه، پیکسل های نویزی می توانند حذف شوند. متاسفانه، پیکسل هائی که ناشی از فیلتر های نرم کننده حذف می شوند ممکن است نشانگر پیکسل های سالم باشند که اشتباهی با فیلترحذف می شوند.
[1] در این مقاله از فیلتر های مکانی و الگوریتم منطق فازی برای حذف سه نوع نویز گوسین، نمک و فلفل و اسپکل بر روی تصاویر سیاه و سفید مورد استفاده قرار می گیرد. نویز نمک وفلفل که در این مقاله استفاده می شود، پیشامد تصادفی از شدت رنگی سفید وسیاه است که اغلب توسط یک حد آستانه از تصویر نویزدار اتفاق می افتد . تابع توزیع نویز نمک وفلفل به صورت زیر تعریف می شود.
=p1, p2 به عنوان تابع چکال احتمال هستند و - p - x به عنوان تابع توزیع نمک وفلفل در تصویر است . E,D سایز تصویر است . نویز گوسین ونویز نمک وفلفل به نویز های حذف شونده معروف هستند . [1] نویز دیگری که بر روی تصاویر اعمال شده است نویز گوسین می باشد که یک نویز آماری بوده و تابع توزیع احتمال آن برابر با تابع توزیع نرمال است،که به توزیع گوسین معروف است. به عبارت دیگر مقادیری که نویز می تواند بر روی توزیع گوسین داشته باشد. همچنین از نویز اسپکل نیز استفاده شده که در نهایت با استفاده از فیلتر های مکانی و منطق فازی نویز های موجود در تصویر را از بین می بریم. [1]
.2 روش
هدف اصلی فیلتر های مکانی حذف نویز موجود در تصاویر می باشد. یکی از فیلتر هائی که در این مقاله مورد استفاده قرار گرفته شده فیلتر میانگین است. فیلتر میانگین برای کاهش تاثیر نویز مورد استفاده قرار می گیرد.اگر فرض کنیم n اتدازه گیری با واریانس x داشته باشیم، انحراف معیار متغیر های اندازه گیری شده با استفاده از فرمول زیر تخمین زده می شود: [1 6]
فرمول : 1
به طوریکه [ʼ میانگین n اندازه گیری از طریق فرمول زیر قابل محاسبه است:
فرمول : 2
فیلتر پایین گذر دیگری که نسبت به فیلترهای دیگر به زمان پردازش بیشتری نیاز دارد ، فیلتر میانه است. فیلتر پایین گذر میانه از یک همسایگی m * n استفاده می کند و روش کار آن نیز به این صورت است که کل همسایگی ها را به صورت صعودی مرتب کرده و عنصر وسط اعداد مرتب شده را انتخاب و جایگزین پیکسل مرکزی می کند. یکی دیگر از فیلتر های مکانی که در این مقاله مورد استفاده قرار گرفته شده فیلتر وینر می باشد که یک فیلتر مکانی غیر خطی بوده، به اینصورت که ماسک مورد نظر را روی تصویر نویز دار به صورت پیکسل به پیکسل حرکت داده و در حین حرکت ،تصویری را با استفاده از مقادیر خروجی پیکسل تحت ماسک اعمال شده تولید می کند.برای اعمال فیلتر وینر از فرمول زیر استفاده می شود که در این رابطه mf مقدار میانگین در ماسک، 2f واریانس ماسک، g مقدار پیکسل جاری در تصویر نویز دار و n مقدار واریانس نویز محاسبه شده است که این مقدار به وسیله میانگین گیری از کل مقادیر 2f های تصویر ورودی محاسبه می گردد.
