自适应图像去振铃效应滤波器
自适应滤波应用分类及应用举例
自适应滤波应用分类及应用举例自适应滤波是一种强大的数据处理技术,能够实时地调整自身的参数以最小化误差,从而更好地适应动态变化的环境。
以下是对自适应滤波应用的分类及一些具体应用举例:1. 信号去噪在信号处理中,常常需要通过去噪来提取有用的信息。
自适应滤波器可以通过对信号进行平滑处理,有效去除噪声。
例如,在电力系统的故障检测中,自适应滤波器可以用来消除电力信号中的噪声,以便更准确地检测出故障。
2. 系统辨识系统辨识是通过输入输出数据来估计系统的内部动态行为。
自适应滤波器可以用来辨识未知的系统,通过调整自身的参数以最小化预测误差。
这种技术在控制系统、通信系统等领域都有广泛的应用。
3. 回声消除在电话、视频会议等通信系统中,回声是一个常见的问题。
自适应滤波器可以用来消除这种回声,提高通信质量。
例如,在长途电话中,自适应滤波器可以消除由于信号反射引起的回声。
4. 语音处理语音处理是自适应滤波的一个重要应用领域。
例如,在语音识别中,自适应滤波器可以用来提取语音信号的特征,以便后续的识别处理。
此外,在语音编码中,自适应滤波器也可以用来降低信号的复杂性,以便更有效地传输信号。
5. 图像处理图像处理是自适应滤波的另一个重要应用领域。
例如,在图像去噪中,自适应滤波器可以通过对图像的局部区域进行平滑处理,去除噪声。
此外,在图像增强中,自适应滤波器也可以用来突出图像的某些特征,提高图像的质量。
6. 雷达信号处理在雷达信号处理中,自适应滤波器可以用来抑制干扰信号并提取有用的目标信息。
例如,在雷达制导系统中,自适应滤波器可以用来从复杂的雷达回波中提取目标信息,实现对目标的精确跟踪。
7. 医学图像处理在医学图像处理中,自适应滤波器可以用来提高图像的质量和清晰度。
例如,在CT扫描中,自适应滤波器可以用来降低噪声并增强图像的边缘信息,以便更准确地诊断病情。
此外,在脑电信号处理中,自适应滤波器也可以用来消除噪声并提取有用的电生理信号。
如何实现图像去噪处理
如何实现图像去噪处理图像去噪处理是图像处理中的一项重要任务,它的目标是消除图像中的噪声,恢复出更加清晰和真实的图像。
噪声是由各种因素引入图像中的非理想信号,例如传感器噪声、环境干扰和信号传输过程中的干扰等。
因此,实现图像去噪处理可以提高图像的可视质量,同时对于图像分析、计算机视觉和机器学习等应用也具有重要意义。
在实现图像去噪处理的过程中,可以采用多种方法和技术。
下面将介绍几种常用的图像去噪处理方法:1. 统计滤波法:统计滤波法是一种基于统计学原理的图像去噪方法,它利用图像中的统计特性进行噪声估计和去除。
其中最常见的统计滤波方法是均值滤波和中值滤波。
均值滤波是利用图像中像素点的平均灰度值进行噪声消除,对于高斯噪声有较好的效果;而中值滤波则是利用像素点周围领域窗口中像素点的中值进行噪声消除,对于椒盐噪声和脉冲噪声有较好的效果。
2. 自适应滤波法:自适应滤波法是一种根据图像局部特性调整滤波器参数的图像去噪方法。
它通过对图像的不同局部区域采用不同的滤波参数,能够更好地保留图像细节。
自适应滤波方法包括自适应加权中值滤波和双边滤波等。
其中自适应加权中值滤波根据邻域像素点的中值和加权均值的差异来调整滤波器参数,能够对不同类型的噪声有针对性的去除;而双边滤波方法在滤波的同时,根据像素点之间的相似性进行权重调整,能够在保持边缘信息的同时去除噪声。
3. 小波变换法:小波变换法是一种基于频域分析的图像去噪方法,它能够提供图像在不同频段上的特征信息。
小波变换将图像分解成不同尺度的频带,利用频带之间的相关性进行噪声消除。
小波变换方法包括离散小波变换(DWT)和小波包变换(DWP)等。
离散小波变换将图像分解成低频分量和高频分量,其中低频分量包含图像的基本信息,高频分量包含图像的细节信息和噪声信息;小波包变换则对图像进行多层次分解,更加灵活地进行滤波处理。
除了上述几种常用的图像去噪方法之外,还有一些其他的方法也被广泛应用于图像去噪处理,例如基于局部图像统计的方法、基于总变差的方法、基于深度学习的方法等。
自适应中值滤波器的原理
自适应中值滤波器的原理自适应中值滤波器是一种用于图像处理的滤波器,其原理是根据图像的局部特性来自动调整滤波器的尺寸和滤波器中值的选取,以达到更好的去噪效果。
在数字图像中,噪声是无法避免的。
噪声会导致图像细节丢失、边缘模糊等问题,影响图像的质量和分析结果。
因此,去除图像中的噪声是图像处理的一个重要任务。
滤波器是一种常用的图像去噪方法,其中中值滤波器是一种常见的非线性滤波器。
中值滤波器的原理是将滤波器窗口内的像素按照灰度值进行排序,然后选择中间值作为输出像素的灰度值。
这种方法能够有效地去除椒盐噪声等噪声类型,但对于高斯噪声等其他噪声类型的去除效果并不理想。
为了解决这个问题,自适应中值滤波器被提出。
自适应中值滤波器的核心思想是根据图像局部特性来动态调整滤波器的尺寸和选择滤波器中值的方法。
具体来说,自适应中值滤波器会根据滤波器窗口内的像素灰度值的范围来判断是否存在噪声。
如果存在噪声,滤波器会扩大尺寸,重新计算滤波器中值,并将其作为输出像素的灰度值;如果不存在噪声,滤波器会保持原来的尺寸和滤波器中值。
自适应中值滤波器通常包括以下几个步骤:1. 设定滤波器窗口的初始尺寸和滤波器中值的初始值。
2. 遍历图像的每个像素,以当前像素为中心构建滤波器窗口。
3. 按照灰度值对滤波器窗口内的像素进行排序。
4. 判断滤波器窗口内的像素灰度值范围是否超过预设阈值,如果超过则执行下一步,否则将滤波器中值作为输出像素的灰度值。
5. 扩大滤波器窗口的尺寸,并重新计算滤波器中值。
6. 重复步骤3-5,直到滤波器窗口的尺寸达到最大值。
7. 将滤波器中值作为输出像素的灰度值。
通过自适应中值滤波器的动态调整滤波器尺寸和滤波器中值的方法,可以更好地适应不同图像区域的噪声特性,提高图像去噪的效果。
同时,自适应中值滤波器还可以保留图像的细节信息,不会造成图像的模糊。
自适应中值滤波器是一种根据图像局部特性动态调整滤波器尺寸和滤波器中值的滤波器。
自适应均值滤波方法原理
自适应均值滤波方法原理
自适应均值滤波是一种图像处理方法,用于去除图像中的噪声。
它的原理是基于图像的局部统计特性来调整滤波器的大小,从而适
应不同区域的噪声强度。
具体的原理如下:
1. 首先,选择一个固定大小的滑动窗口,将其应用于图像的每
个像素点。
滑动窗口的大小可以根据具体的应用需求进行调整。
2. 在每个滑动窗口中,计算窗口内像素的均值和标准差。
均值
表示窗口内像素的平均灰度值,标准差表示像素值的离散程度。
3. 判断当前像素是否为噪声点。
通常情况下,如果像素值与窗
口内的均值相差较大(超过某个阈值),则该像素被认为是噪声点。
4. 对于被判断为噪声点的像素,将其替换为窗口内像素的均值。
这样可以有效地减小噪声对图像的影响。
5. 重复步骤2到步骤4,对图像中的每个像素都进行处理,直
到整个图像都被滤波。
自适应均值滤波方法的优点是能够根据图像的局部特性进行自
适应调整,从而更好地去除噪声,并且能够保留图像的细节信息。
然而,它也存在一些限制,例如对于边缘部分的处理可能会导致细
节的模糊,以及对于噪声较大的图像可能效果不佳。
因此,在应用
自适应均值滤波方法时,需要根据具体情况进行参数的选择和调整,以达到最佳的滤波效果。
自适应滤波算法原理及其应用
自适应滤波算法原理及其应用自适应滤波算法是一种能够自动调整滤波参数的信号处理方法。
它根据当前的输入信号和噪声情况,通过不断迭代计算更新滤波器的系数,使得滤波器能够适应不同的输入信号并实现有效的噪声抑制。
自适应滤波的基本原理是通过最小均方差准则,寻找滤波器的最优系数。
它通过最小化滤波输出与原始信号之间的均方差差异,来优化滤波器的性能。
自适应滤波器将输入信号与待估计的滤波系数进行卷积运算,得到滤波输出信号。
然后根据输出信号与实际信号之间的误差,来调整滤波器的系数。
通过不断迭代,最终得到一个最佳的滤波器参数。
自适应滤波在信号处理领域有广泛的应用。
其中一个主要应用是在通信领域,用于抑制信号中的噪声和干扰。
自适应滤波能够有效地降低通信信号中的噪声,提高通信系统的性能。
另外,自适应滤波也常用于图像处理领域,用于去除图像中的噪声和增强图像的质量。
通过自适应滤波,能够减少图像中的噪点、平滑图像边缘等,使得图像更加清晰和易于分析。
此外,自适应滤波还可以应用在语音处理、雷达信号处理、生物医学信号处理等领域。
例如,在语音处理中,自适应滤波可以在语音的捕获和传输过程中,自动抑制环境噪声和回声,提高语音的清晰度和理解度。
在雷达信号处理中,自适应滤波可以去除雷达回波中的杂波和干扰,提高目标的探测和跟踪性能。
在生物医学信号处理中,自适应滤波可以去除脑电图(EEG)或心电图(ECG)等生物信号中的噪声和干扰,以提取有用的生理信息。
总之,自适应滤波算法是一种基于最小均方差准则的信号处理方法,能够根据输入信号和噪声情况自动调整滤波器的系数,从而实现有效的噪声抑制。
它在通信、图像处理、语音处理、雷达信号处理、生物医学信号处理等领域有广泛应用。
通过自适应滤波,能够提高系统的性能和提取有用信号的质量。
高斯滤波引入的振铃现象
高斯滤波引入的振铃现象
高斯滤波器在图像处理中能够有效地抑制噪声,但引入了“振铃”现象。
振铃现象是指在图像处理过程中,图像的边缘或细节出现了剧烈的震荡,就像钟被敲击后产生的空气震荡一样。
高斯滤波器是一种平滑滤波器,其系统函数是平滑的,避免了振铃现象的产生。
相比之下,理想型滤波器(如理想低通滤波器)在傅里叶变换后会产生陡峭的变化,这种变化在逆变换后会产生“振铃”现象。
为了解决这个问题,可以采用巴特沃斯型滤波器。
巴特沃斯型滤波器的阶数越高,其边缘越平滑,振铃现象越不明显。
另外,高斯滤波器由于其傅里叶变换仍然是高斯函数,所以不会产生振铃现象。
总的来说,虽然高斯滤波器会引入一些振铃现象,但是通过合理选择滤波器的阶数或者采用其他合适的滤波器类型,可以有效地减轻或避免振铃现象的产生。
稳定控制回路振铃现象的消除及其关键参数的选择
稳定控制回路振铃现象的消除及其关键参数的选择第一章:引言1.1 稳定控制回路的基本概念及其重要性1.2 振铃现象的出现及其影响1.3 研究目的和意义第二章:振铃现象的原因分析2.1 稳定控制回路的传递函数及特性2.2 振铃的定义和特点2.3 振铃产生的原因第三章:振铃现象的消除方法3.1 反馈控制方法3.2 前馈控制方法3.3 混合控制方法3.4 滤波器控制方法第四章:关键参数的选择与优化4.1 回路参数的选取方法4.2 参数的调整方法4.3 参数优化的算法与实现第五章:实验验证和结论5.1 实验方案设计5.2 实验结果分析5.3 结论与总结参考文献第一章:引言1.1 稳定控制回路的基本概念及其重要性稳定控制回路是一种广泛应用于工业、军事、航空、能源等领域的控制系统,其主要作用是对制动、加速、停车等动作进行控制,使得系统能够实现稳定的运行和高效的能耗。
稳定控制回路具有响应速度快、精度高、工作可靠、扰动抵抗能力强等特点,因此被广泛应用于现代工业生产和科学研究中,成为现代控制理论及应用的重要组成部分。
1.2 振铃现象的出现及其影响虽然稳定控制回路可以保证系统稳定运行,但是在某些场合下容易出现振铃现象,这种现象表现为系统输出随时间发生大幅度的振荡,其频率比较高,振幅又比较大,会严重影响系统的稳定性和控制精度。
振铃现象的发生通常是由于系统参数选择不当、环节误差放大等原因导致的。
1.3 研究目的和意义对于稳定控制回路来说,振铃现象是一个严重的技术难题,解决这个问题能够提高系统的性能和可靠性,从而更好地满足工程和实际需求。
本论文的研究目的是探讨稳定控制回路振铃的原因,分析影响因素,提出相应的消除方法,并通过关键参数的选择与优化进行实验验证,为稳定控制回路的优化设计提供参考和指导。
第二章:振铃现象的原因分析2.1 稳定控制回路的传递函数及特性稳定控制回路的动态响应特性主要由其传递函数决定,传递函数是指输入与输出之间的关系,它描述了系统的动态响应特性。
改进的自适应去振铃滤波算法及其硬件实现
0 引言
目 H 24 A S 前 . 和 V 等主流视频编码技术都使 6
和 A S中 , V 没有 涉 及 去 振 铃 滤 波 , 是 因为 在 一 般 这 场合 , 图像 已经达这类方法 还仅处 于研 究 阶段 , 所 后处理 算 法更 为 常用。
比如低码流和对图像质量有较高要求 的场合 , 去振
GONG .i g,GUO e ,Z Yit n W i HU n . i Yo g xn
(c  ̄ o Mi ol toi , hn hi i tn nvrt, 锄ga 04 , h a sh f c e c n s S ag a Ja ogU iesy r er c o i hi O2O C i ) 2 n
aa tewn o l ri api ot i lacri e e edt t gr u .T e ca c rt f dp v i w ft s p ld t h p e co n t t d —e c n e l h hr t sc o i d ie e e x d g oh g ei st ae i i
h rmi o l i ut h  ̄ i m te p e s fte f tr g rs l,t e a r h i i lme td w t o e o t f a d a e e h i e n e l t s mp e ne h a lw rc s o r w i h r .
i s a e . I te ag rtm, a wid w a e rc s t o s u e o d tc d e o e i g nd n t p p r n h o h hi l i n o b sd p o e s me d i s t ee te g f t ma e a h d h
一种自适应去除振铃滤波新算法
一种自适应去除振铃滤波新算法作者:周家玉殷瑞祥来源:《现代电子技术》2010年第04期摘要:振铃效应严重地影响了复原图像质量,在此针对MEPG-4中的去振铃滤波方法,提出一种新的去振铃滤波算法,既能有效消除振铃效应又能充分保护图像的边缘。
算法首先找出边缘区域和非边缘区域,然后根据振铃效应产生的原因和现象,采用中值滤波器对图像进行自适应滤波,以去除振铃效应。
实验结果表明,这里的滤波算法相对于MEPG-4中的去振铃滤波方法,能更加有效地去除振铃效应,并且大大提高了图像的主客观质量。
关键词:去振铃效应;自适应滤波;中值滤波;图像质量中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)04-058-03New Adaptive Deringing AlgorithmZHOU Jiayu,YIN Ruixiang(School of Electronic and Information Engineering,South China University ofTechnology,Guangzhou,510640,China)Abstract:Ringing effects seriously influenced the quality of restored image.A new adaptive deringing algorithm is proposedbased on the deringing algorithm of MEPG-4.In the algorithm,edge parts are found firstly,then the median filter is applied to the image adaptively according to the cause of ringing effect.The results show that the proposed algorithm can reduce the ringing more effectively and can improve the subjective and objective quality of image compared to the existed algorithm.Keywords:deringing;adaptive filter;median filter;image quality0 引言视频图像的压缩技术在很大程度上减少了视频图像的存储容量和传输带宽,极大地促进了图像和视频业务的广泛应用。
自适应滤波技术在图像去噪中的应用研究
自适应滤波技术在图像去噪中的应用研究自适应滤波是一种在图像处理领域中广泛使用的技术。
其主要应用是对图像中的噪音进行去除,从而使图像更加清晰。
本文将探讨自适应滤波技术在图像去噪中的应用研究。
一、自适应滤波技术的基本原理自适应滤波技术是一种基于局部均值的滤波方法,其基本原理是通过考虑每一个像素周围的图像特征来决定滤波器的权重系数。
具体来说,该技术通过计算局部均值和局部方差来确定每个像素点的权重系数,以此得到图像的滤波结果。
二、常见的自适应滤波算法在实际应用中,常见的自适应滤波算法包括中值滤波、高斯滤波、双边滤波等。
这些算法基于不同的原理,各自有其适用的场景和特点。
1. 中值滤波中值滤波是一种简单有效的自适应滤波算法。
其原理是将每一个像素点的像素值替换为邻域内像素值的中位数。
该算法适用于对椒盐噪声和脉冲噪声的去除,但在去除高斯噪声时效果不太理想。
2. 高斯滤波高斯滤波是一种基于高斯函数的自适应滤波算法。
该算法的基本思想是将像素点的像素值替换为邻域内像素值的加权平均值,其中权重系数由高斯函数决定。
该算法适用于平滑图像的同时保留图像细节。
3. 双边滤波双边滤波是一种能够同时平滑图像和保留图像边缘信息的自适应滤波算法。
其基本原理是将每个像素点的像素值替换为邻域内像素值的加权平均值,其中权重系数不仅考虑像素之间的距离,还考虑像素之间的灰度差异。
该算法适用于去除高斯噪声和椒盐噪声。
三、自适应滤波技术在图像去噪中的应用研究自适应滤波技术是一种实用的图像去噪方法。
从早期的中值滤波到现在的双边滤波,该技术在不断地发展和完善。
下面将简要介绍其在图像去噪中的应用研究。
1. 图像去噪领域的研究在图像处理领域,图像去噪一直是一个重要的研究方向。
自适应滤波技术已经成为了一种最为实用的图像去噪方法之一。
众多学者对该技术进行了不同的研究,从算法原理上进行了深入探讨,进一步提高了该技术的效果和应用范围。
2. 实际应用案例自适应滤波技术在实际应用中也得到了广泛运用。
自适应中值滤波器的实现与在图像降噪中的应用doc
自适应中值滤波器的实现与在图像降噪中的应用滤波器被广泛地用于图象的预处理,抑制图象噪声,增强对比度,以及强化图象的边沿特征.运用较为广泛的线性滤波器如平均值滤波器,能较好地抑制图象中的加性噪声. 但是,线性滤波器会引起图象的钝化或模糊,使得图象中物体边界产生位移. 特别是,在图象受到乘性噪声或脉冲噪声的干扰,如超声波及雷达成像中普遍存在的斑点噪声,线性滤波器就不能取得预期的效果.中值滤波器,就像其名字一样,是用该像素的相邻像素的灰度中值来代替该像素的值,是一种非线性滤波器。
例如滤波窗口由3×3 个象素组成,则其中5个象素的灰度值会小于等于该滤波器的输出灰度值,同时5 个象素的灰度值会大于等于滤波器的输出. 由此可见,对于离散的脉冲噪声,当其出现的次数小于窗口尺寸的一半时,将被抑制掉同时也能较好地保证图象的边沿特征,而且易于实现. 因此它被广泛地应用于图象处理,尤其是医学图象处理,如超声波图象.但由于其使用的滤窗大小是固定不变的,当窗中噪声像素数超过有用像素之半时(噪声密度较大时),中值滤波滤波作用大大降低。
多次试验验证:在脉冲噪声强度大于0.2时,中值滤波效果就显得不是令人满意。
而本文介绍的自适应中值滤波器会根据一定的设定条件改变滤窗的大小,即当噪声面积较大时,通过增加滤窗的大小将噪声予以去除,同时当判断滤窗中心的像素不是噪声时,不改变其当前像素值,即不用中值代替。
这样,自适应中值滤波器可以处理噪声概率更大的脉冲噪声,同时在平滑非脉冲噪声图像时能够更好地保持图像细节,这是传统中值滤波器做不到的。
文中首先介绍了自适应中值滤波器的原理,随后分析了实现的关键技术,并给出了程序代码,最后与传统中值滤波进行了试验比较,试验结果验证了自适应中值滤波器的有效性和实用性。
2.自适应中值滤波器的原理介绍及实现技术2.1 算法原理介绍自适应中值滤波器的滤波方式和传统的中值滤波器一样,都使用一个矩形区域的窗口Sxy ,不同的是在滤波过程中,自适应滤波器会根据一定的设定条件改变,即增加滤窗的大小,同时当判断滤窗中心的像素是噪声时,该值用中值代替,否则不改变其当前像素值,这样用滤波器的输出来替代像素(x,y) 处(即目前滤窗中心的坐标的值。
振铃效应——精选推荐
振铃效应在媒体处理过程中我们常常会碰到图像和声⾳振铃效应,图像振铃效应如下图。
TI netra 平台也提供了DRN(Used for removing De-Ringing artifacts)模块。
了解De-Ringing,有助于我们提升⾳视频质量。
在⾼清视频中⼈在⾛动过程会在⽩墙背景上留有类似⽔波纹的残影。
加⼤会议码率也不能消除这个现象,过平台有残影,点对点也有残影,友商过来的码流也有这个现像。
经过分析,⽔波纹的残影就是振铃效应。
1.1 振铃效应在信号处理中,振铃效应是⼀种出现在信号快速转换时,附加在转换边缘上导致失真的信号。
⽽在图像或影像上,振铃效应会导致出现在边缘附近的环带或像是"⿁影"的环状伪影;在⾳频中,振铃效应会导致出现在短暂⾳附近的回声,特别是由打击乐器发出的声⾳;最容易注意到的是预回声。
使⽤"振铃"这⼀个词则是因为输出信号在输⼊信号快速转换的边缘附近出现⼀有⼀定衰减速度的震荡,这个现象相似于钟被敲击之后发出声⾳的过程。
1.2 造成振铃的原因在时域上,产⽣振铃效应的原因则是因为Sinc函数中的涟波,即为⼀个完美低通滤波器的脉冲响应(在时域中的形式)。
在数学上这叫做吉布斯现象。
吉布斯现象(Gibbs phenomenon),由Henry Wilbraham于1848年最先提出,并由约西亚·吉布斯于1899年证明。
在⼯程应⽤时常⽤有限正弦项正弦波叠加逼近原周期信号。
所⽤的谐波次数N的⼤⼩决定逼近原波形的程度,N增加,逼近的精度不断改善。
但是由于对于具有不连续点的周期信号会发⽣⼀种现象:当选取的傅⾥叶级数的项数N增加时,合成的波形虽然更逼近原函数,但在不连续点附近会出现⼀个固定⾼度的过冲,N越⼤,过冲的最⼤值越靠近不连续点,但其峰值并不下降,⽽是⼤约等于原函数在不连续点处跳变值的9%,且在不连续点两侧呈现衰减振荡的形式。
当信号转换速度加剧的时候,我们可以在振铃中区别出过冲(和下冲),过冲时输出信号较输⼊讯号⾼,⽽在过冲之后,信号因为过度修正⽽变得低于⽬标数值,之后来回震荡;这些现象往往会同时发⽣,因此常常被混⽤,⽽被共同称为"振铃"。
滤波器设计中的自适应均值滤波器
滤波器设计中的自适应均值滤波器滤波器在信号处理领域扮演着重要的角色,它能够去除信号中的噪声、增强信号的特定频率分量等。
自适应均值滤波器是一种常用的滤波器设计方法,它能够根据噪声的特性自动调整滤波器的参数,提高滤波效果。
本文将介绍自适应均值滤波器的基本原理、设计方法以及应用领域。
一、自适应均值滤波器的基本原理自适应均值滤波器是一种非线性滤波器,其基本原理是根据信号的局部特性来估计噪声,并根据噪声的估计值对信号进行滤波。
其核心思想是通过逐像素地计算与待滤波像素周围相邻像素的差值,并判断是否存在噪声点。
若存在,则将周围邻域内的像素灰度值进行平均,得到滤波后的输出像素灰度值。
二、自适应均值滤波器的设计方法自适应均值滤波器的设计方法可以分为以下几个步骤:1. 确定滤波窗口大小:滤波窗口大小决定了自适应均值滤波器对信号的平滑程度。
一般情况下,窗口大小越大,滤波效果越好,但也会导致信号的细节丢失。
因此,在设计自适应均值滤波器时需要根据具体的信号特点和应用需求来选择合适的滤波窗口大小。
2. 计算局部均值和方差:对于每一个像素点,根据滤波窗口的大小计算其周围邻域的均值和方差。
均值用于估计信号的强度,方差用于估计噪声的强度。
3. 判断是否存在噪声点:根据当前像素的灰度值与其邻域平均值的差异来判断是否存在噪声点。
若差值超过一定阈值,则认为该像素是噪声点。
4. 更新滤波参数:根据噪声强度估计值和滤波参数之间的关系,通过合适的数学模型来更新滤波器的参数。
常用的更新方法包括最小均方差准则、最小绝对偏差准则等。
5. 进行滤波处理:根据更新后的滤波参数对输入信号进行滤波处理,得到滤波后的输出信号。
三、自适应均值滤波器的应用领域自适应均值滤波器在图像处理、语音处理等领域都有着广泛的应用。
以下列举了几个常见的应用领域:1. 图像去噪:图像中常常存在各种噪声,如椒盐噪声、高斯噪声等。
自适应均值滤波器能够根据噪声特性自动调整滤波参数,有效去除图像中的噪声,提高图像质量。
图像缩放中一种去振铃算法的研究与硬件实现
图像缩放中一种去振铃算法的研究与硬件实现赵兴朋;刘卫东;于岗【摘要】More and more non-linear filters for image interpolation are used in the existing image scaling technology. As we know, non-linear filter can get a better image quality, however, the ringing phenomenon caused by the method becomes more serious than traditional ones. In this paper, a deringing algorithm for the shortcomings of non-linear filters is brought forward, at the same time the hardware implementation based on this algorithm has been achieved and verified by FPGA. The result shows that the ringing phenomenon in the image scaling has been improved greatly with Jess hardware resources and maximizing the retention of the original image details.%在现有的图像缩放技术中,越来越多地采用了非线性滤波器进行图像的插值操作。
采用非线性滤波器虽然能得到较好的图像效果.但存在的问题是其引起的振铃现象相对于传统方法更加明显。
针对非线性滤波器的上述缺点设计了一种去振铃的算法,并在此算法的基础上给出了硬件的实现,通过了FPGA的验证调试?结果表明,在使用较少硬件资源和最大限度地保留原图像细节信息的基础上,图像缩放后的振铃现象得到大幅度的改善.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2011(019)017【总页数】3页(P159-161)【关键词】去振铃;图像缩放;多相滤波器;线性滤波器;全局差值最大值;局部差值最大值;硬件系统架构【作者】赵兴朋;刘卫东;于岗【作者单位】中国海洋大学信息科学与工程学院,山东青岛266100;中国海洋大学信息科学与工程学院,山东青岛266100;海信电器股份有限公司,山东青岛266071;海信电器股份有限公司,山东青岛266071【正文语种】中文【中图分类】TN492图像缩放技术在高清数字电视、多媒体投影机、智能手机等终端显示设备中的应用非常广泛。
一种用于图像降噪的自适应均值滤波算法
一种用于图像降噪的自适应均值滤波算法图像是现代社会不可或缺的一部分,但由于图像采集过程中的噪声、传输过程中的干扰等因素,图像中往往会存在一定的噪声。
因此,如何去除图像中的噪声是图像处理领域中非常关键的一部分。
目前,用于图像降噪的自适应均值滤波算法已经被广泛应用。
本文就对自适应均值滤波算法进行详细的介绍和分析。
一、自适应均值滤波算法的基本原理自适应均值滤波算法的主要原理是通过计算图像中每个像素的局部均值来实现图像的降噪。
具体而言,自适应均值滤波算法将每个像素点周围的像素灰度值按照大小进行排序,并排除其中低于一定阈值的像素点,然后计算剩余像素的均值,以此作为该像素点的新灰度值。
二、自适应均值滤波算法的主要步骤1、获取原始图像2、定义滑动窗口大小3、遍历整个图像,对于每个像素点进行以下操作:①、将该像素点周围的像素灰度值按照大小进行排序②、排除其中低于一定阈值的像素点③、计算剩余像素的均值④、将计算出来的新灰度值作为该像素点的灰度值4、输出降噪后的图像三、自适应均值滤波算法的优点和不足优点:1、自适应均值滤波算法具有较好的降噪效果2、自适应均值滤波算法在滤波过程中对图像的边缘信息能够保持较好的保留,不会发生边缘模糊的情况。
不足:1、自适应均值滤波算法的计算量较大,对于大尺寸图像处理较为耗时。
2、自适应均值滤波算法对于噪声密集、噪声类型复杂的图像处理效果并不理想。
四、自适应均值滤波算法的应用领域自适应均值滤波算法广泛应用于计算机图像处理、医学影像处理、电子显微镜图像处理、卫星图像处理、遥感图像处理等领域。
特别是在医学影像处理方面,自适应均值滤波算法几乎已经是必选算法之一。
综上所述,自适应均值滤波算法是一种简单但十分有效的图像降噪算法。
虽然该算法存在一些不足之处,但在大部分情况下,该算法能够处理我们所遇到的图像降噪问题,同时其计算量相对于其他滤波算法也并不大。
因此,自适应均值滤波算法在日常生活和工作中具有广泛的应用前景。
自适应滤波算法原理及其应用
自适应滤波算法原理及其应用一、引言自适应滤波算法是一种基于信号处理的技术,用于去除信号中的噪声,提高信号的质量和可靠性。
本文将详细介绍自适应滤波算法的原理和应用,并通过实例说明其在实际工程中的应用。
二、自适应滤波算法原理1. 噪声模型在介绍自适应滤波算法之前,我们首先需要了解噪声模型。
噪声可以分为两大类:白噪声和有色噪声。
白噪声是指在所有频率上具有相同的功率谱密度的噪声,而有色噪声则在不同频率上具有不同的功率谱密度。
2. 自适应滤波器结构自适应滤波器是一种根据输入信号的特性自动调整滤波器参数的滤波器。
它通常由两部分组成:参考信号和适应器。
参考信号用于估计噪声的统计特性,适应器用于根据参考信号调整滤波器的参数。
3. 自适应滤波算法自适应滤波算法的核心思想是根据输入信号的特性来估计噪声的统计特性,并根据这些估计值来调整滤波器的参数。
常见的自适应滤波算法包括最小均方误差(LMS)算法和最小二乘(RLS)算法。
4. 最小均方误差(LMS)算法LMS算法是一种迭代算法,通过不断调整滤波器的权值,使得滤波器的输出与期望输出之间的均方误差最小。
具体步骤如下:(1)初始化滤波器的权值;(2)计算滤波器的输出;(3)计算输出与期望输出之间的误差;(4)根据误差调整滤波器的权值;(5)重复步骤2-4,直到满足停止准则。
5. 最小二乘(RLS)算法RLS算法是一种递推算法,通过递推计算滤波器的权值,使得滤波器的输出与期望输出之间的均方误差最小。
具体步骤如下:(1)初始化滤波器的权值和协方差矩阵;(2)计算滤波器的输出;(3)计算输出与期望输出之间的误差;(4)根据误差递推计算滤波器的权值和协方差矩阵;(5)重复步骤2-4,直到满足停止准则。
三、自适应滤波算法应用1. 语音信号处理自适应滤波算法在语音信号处理中有广泛的应用。
例如,在语音通信系统中,自适应滤波算法可以用于降低背景噪声对语音信号的影响,提高语音通信的质量。
自适应滤波器在音频信号处理中的应用
自适应滤波器在音频信号处理中的应用音频信号处理是指对音频信号进行分析、修改和增强的一系列技术。
其中,自适应滤波器作为一种重要的信号处理工具,在音频信号处理中发挥着重要的作用。
本文将探讨自适应滤波器在音频信号处理中的应用,并介绍其原理和优势。
一、自适应滤波器的原理自适应滤波器是一种根据输入信号的特点自动调整滤波器参数的滤波器。
其原理基于最小均方差(Least Mean Square,LMS)算法,通过不断调整滤波器的权值,使得滤波器的输出信号与期望信号之间的均方差最小化。
通过这种方式,自适应滤波器能够自动适应输入信号的变化,提高滤波效果。
二、自适应滤波器在音频降噪中的应用音频降噪是音频信号处理中的一个重要任务。
在实际应用中,音频信号常常受到各种噪声的干扰,如环境噪声、电磁干扰等。
传统的降噪方法往往需要提前知道噪声的统计特性,但在实际场景中,噪声的统计特性通常是未知的。
而自适应滤波器正是能够在未知噪声环境下实现降噪的有效方法。
自适应滤波器通过不断调整滤波器的权值,使得滤波器的输出信号与期望信号之间的均方差最小化。
在音频降噪中,期望信号是原始音频信号,而输入信号则是受到噪声干扰的音频信号。
通过自适应滤波器的处理,可以实现对噪声的抑制,从而提高音频信号的质量。
三、自适应滤波器在语音增强中的应用语音增强是音频信号处理中的另一个重要任务。
在实际应用中,由于各种原因,语音信号往往会受到各种干扰,如背景噪声、回声等。
这些干扰会降低语音信号的清晰度和可听性,影响通信和语音识别等应用的效果。
自适应滤波器可以通过对输入信号的分析和处理,提高语音信号的质量。
在语音增强中,自适应滤波器的输入信号是受到干扰的语音信号,期望信号则是原始语音信号。
通过自适应滤波器的处理,可以抑制干扰信号,提取出清晰的语音信号。
自适应滤波器能够根据输入信号的特点自动调整滤波器参数,适应不同的干扰环境,从而提高语音信号的可听性和可识别性。
四、自适应滤波器的优势自适应滤波器在音频信号处理中具有以下优势:1. 自适应性:自适应滤波器能够根据输入信号的特点自动调整滤波器参数,适应不同的信号环境,提高滤波效果。
巴特沃斯滤波器振铃效应
巴特沃斯滤波器振铃效应巴特沃斯滤波器是一种常用的模拟滤波器,用于消除信号中的噪声或不需要的频率成分。
然而,在实际应用中,我们发现巴特沃斯滤波器可能会引起振铃效应。
振铃效应是指滤波器输出的波形在滤波过程中出现频率周期性的振荡。
这种振荡是由于巴特沃斯滤波器的频率特性导致的。
巴特沃斯滤波器在通带和截止频率之间具有最大的通带衰减,而在通带之外具有更高的衰减。
这种特性在频域上表现为通带内的波形衰减较小,而在通带外的波形衰减较大。
当输入信号包含高频成分时,巴特沃斯滤波器会对这些高频成分进行衰减,而滤波器的频率响应特性会导致衰减的过程中出现振铃效应。
振铃效应表现为衰减后的波形出现了震荡,频率与输入信号的高频成分相同。
振铃效应对信号处理和系统设计有一定的影响。
首先,振铃效应可能导致滤波器的输出出现额外的波动,在某些应用中会影响到信号的准确性和稳定性。
其次,振铃效应可能引起信号失真,特别是对于频率较高的信号。
因此,在设计和应用巴特沃斯滤波器时,需要注意振铃效应的存在。
为了减少或消除巴特沃斯滤波器的振铃效应,可以采取以下措施:1.提高滤波器的阶数:增加滤波器的阶数可以改善滤波器的频率特性,减小振铃效应的出现。
2.添加预留增益:通过在滤波器的通带内添加预留增益,可以抵消振铃效应,使输出波形更为平滑。
3.使用其他滤波器设计:除了巴特沃斯滤波器之外,还有其他滤波器设计可以用于特定应用。
根据需求选择合适的滤波器,可以减少振铃效应的发生。
总之,巴特沃斯滤波器是一种常用的滤波器,但在某些情况下会出现振铃效应。
通过增加阶数、添加预留增益或选择其他滤波器设计,可以减少或消除振铃效应的影响。
在实际应用中,我们需要根据具体情况综合考虑,选择最适合的滤波器设计方案。
消除振铃的原理
消除振铃的原理消除振铃(Ring Suppression)是指在电话通信中,为了避免电话信道中的噪音干扰和不必要的信号干扰,而采取的一种技术手段。
振铃信号主要包括振铃持续信号和去振信号,其通过电话交换机传输,用于通知用户有来电。
然而,在某些特定情况下,振铃也可能会给通信质量带来一定的不利影响,如噪音干扰、频率错位等。
因此,消除振铃的原理就是通过一系列技术手段将振铃信号有效地削弱或去除,从而实现信号干扰的消除。
消除振铃的原理可以从以下几个方面进行解释:1. 滤波器:振铃信号的频率往往较高,因此可以通过滤波器将振铃信号从通信信道中滤除。
滤波器可以根据振铃信号的频率特性进行设计和调整,从而削弱或去除振铃信号。
2. 降噪技术:振铃信号通常会带来一定的噪音,因此可以通过降噪技术将噪音信号从振铃信号中消除。
降噪技术可以根据噪音和振铃信号的不同特性,采用消除、抑制、滤波等手段进行处理,以减少不利影响。
3. 频率错位:振铃信号的频率通常是一定的,如果将收发信道的频率进行一定程度的错位,可以使振铃信号与通信信号频率不一致,从而降低振铃信号的干扰程度。
这个过程通常需要根据具体传输系统的特点进行调整。
4. 编码技术:振铃信号可以通过特定的编码方式进行传输,而消除振铃的原理之一就是通过解码技术识别和削弱振铃信号。
通过对振铃信号进行解码可以准确地识别振铃信号的存在并进行后续处理。
5. 信号处理:消除振铃的原理还可以通过信号处理的方式实现。
通过对振铃信号进行采样、数学处理和分析,可以准确地识别振铃信号的特征并进行干扰信号的消除。
除了以上的原理之外,消除振铃的技术和方法还有很多,包括时域滤波、频域滤波、自适应滤波等。
这些技术手段可以根据具体应用场景和要求进行选择和组合,并结合实际情况进行调整和优化。
总结起来,消除振铃的原理是采用滤波器、降噪技术、频率错位、编码技术和信号处理等方式,通过削弱或去除振铃信号,从而消除振铃导致的通信干扰。
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Image Deringing with Adaptive Bilateral Filter1Zhai Guangtao, Xu Yi*, Yang Xiaokang, Zhang Wenjun, Yu Songyu Institute of Image Communication and Information Processing, Shanghai Jiao Tong University,Shanghai, China (200240)AbstractIn this paper, we tailor the bilateral filter towards the task of suppressing the ringing artifact commonly occurred on JPEG2000 images under low bitrates. The proposed adaptive bilateral filter varies from its original form as the pixel moves from a monotone area towards an edge one. Also the local spreads of the domain and range filters are tuned with the extent of texture activity. The edge detection and distance transform are used to indicate the local edge and texture activity indexes. Experimental results show that the adaptive bilateral filter can effectively smooth out the annoying ringing artifact and ameliorate the visual quality.Keywords:Bilateral Filter, Image Postprocessing, Deringing1.IntroductionRinging is a kind of Gibbs phenomenon, which is caused by heavy truncation on transform coefficients and manifests itself as spurious oscillations around strong edges. Also, ringing can come from improper image restoration operations [1]. The ringing artifact encountered in the new image coding standard JPEG2000 is much more difficult to model and/or suppress than the blockiness artifact in the last generation block-based coding standard (JPEG). Among the deringing algorithms, the postfiltering schemes are the most attractive due to their compatibility with existing standards and codecs. Based on O’Rourke and Stevenson’s work on blockiness reduction [2], Shen and Kuo [3] formulated deringing into a classical maximum a posteriori (MAP) estimation problem using a Markov random field (MRF) model, and further proposed a non-iterative nonlinear filter to approximate the global optimum solution. Oguz et al. [4] proposed to use combined binary and grayscale morphological operations to filter out ringing artifact. And they also suggested a new perceptual ringing artifact measure named visible ringing measure (VRM) [5]. Fan and Cham [6] designed an edge model under the framework of multiscale edge analysis and used it to reconstruct the corrupted edges in low bitrate wavelet coded image. Nosratinia [7] re-applied JPEG2000 compression on a redundant representation of pixel-by-pixel shifted images and finally integrated the shift-backs to generate the postfiltered image. Essentially, this approach is thought to be deeply related to translation-invariant denoising algorithms introduced in [8]. Yang et al. [9] employed a maximum likelihood estimation approach together with a k-means algorithm and a cluster-segmentation processing to suppress ringing artifact. Recently, Tan and Wu [10] designed a vision model for postfiltering JPEG2000 coded color images. Their model considers both inter and intra band visual masking effects to guarantee a HVS plausible processing result. This postfiltering algorithm, however, is designed for a specific codec designed by the authors themselves [11], and this somewhat restricted its usage. Chen et al. [12] applied grayscale morphological operation together with a voting stage to choose an optimal postfiltering for deringing JPEG2000 images on the encoder side. Consequently this algorithm needs extra bitrate overhead of the morphological filter details to be transmitted to the decoder, and thus is not compatible with the existing standards. And more1 This work was supported by National Natural Science Foundation of China (60332030, 60502034, 60625103,60703044), Shanghai Rising-Star Program (05QMX1435), Hi-Tech Research and Development Program of China 863 (2006AA01Z124), NCET-06-0409, the 111 Project and the specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education under grant No. 20040248047.recently, Li [13] introduced a POCS based decoding process exploiting both the quantization and geometric constraints to suppress the ringing artifact.Bilateral filter (BF), which consists of a geometrical domain filter and photometrical range filter, is a kind of non-iterative edge-preserving nonlinear filter proposed by Tomasi and Manduchi [14]. It is known that the BF has a fundamental connection with anisotropic diffusion and adaptive smoothing [15]. In essence, BF can be interpreted as a single iteration of some iterative algorithms emerged from the Bayesian framework [16]. Due to its low computational complexity and high effectiveness in noise suppression/edge preservation, BF is widely used in various image filtering schemes, such as color TV signal crawling dot pattern reduction [17], image detail removal for enhanced compression ratio [18], color demosaicking [19], denoising [20], contrast reducing [20] and picture resizing [21]. In this paper, we adapt the BF towards deringing for JPEG2000 images. The proposed adaptive BF varies its forms from a pure edge preserving range filter for edge areas to a pure noise reduction domain filter for monotone areas. The local spreads of the domain and range filters are also tuned by the local image detail activities. Comparison with the state-of-the art deringing postfilters justifies the effectiveness of the proposed filter.The rest of the paper is organized as follows: Section II reviews the BF, Section III defines the edge and texture activity indexes, Section IV introduces the adaptive bilateral filter, Section V shows some experimental results, and finally Section VI concludes the paper.2. Bilateral filteringThe 2D bilateral filter gives a weighted sum of the neighboring pixels in a local window, and the pixels with nearer geometrical or photometrical distances are assigned with higher weights. This process is defined as()()()()()()[][]()()()()[][],,,,,,,,,,,,,,,,,,i w w j w w i w w j w w f x y S x y x i y j C f x y f x i y j f x y S x y x i y j C f x y f x i y j ∈−∈−∈−∈−++++⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦′=++++⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦∑∑∑∑ (1)where w controls the span of the filter, (),x y is the pixel index,(),f x y is the original image and (),f x y ′is the filtered image. In a local window of size ()()2121w w +×+, for the two neighboring pixels (),f x y and (),f x i y j ++, ()(),,,S x y x i y j ++⎡⎤⎣⎦ and ()(),,,C f x y f x i y j ++⎡⎤⎣⎦ measure the geometric and photometric similarity respectively, and they are referred to as the domain filter and range filter. With Gaussian kernel, these filters can be defined as:()()()222,,,exp 2d i j S x y x i y j σ⎡⎤+⎢⎥++=−⎡⎤⎣⎦⎢⎥⎣⎦ (2)()()()()22,,,,,exp 2r f x y f x i y j C f x y f x i y j σ⎧⎫−++⎡⎤⎪⎪⎣⎦++=−⎡⎤⎨⎬⎣⎦⎪⎪⎩⎭(3) where d σand r σare the standard deviations (SD) for the filters. Though other kernels can also be employed, Gaussian kernel remains as the most popular choice [22] [23].I. Edge and texture activity indexAs abovementioned, ringing artifact is a kind of edge related distortion, and in order to smooth out which while preserving image details, edge detection is often employed in deringing algorithms to differentiate major edges [4]. In this paper, we choose Canny edge detector due to its robustness and efficiency. We first detect the major edges in the image with a threshold 1T to get the binary edge map ()1,E x y 2. A morphological operation is then applied to eliminate the small edge regions to make the following computation more stable. The 2D Euclidian distance transform is employed to produce the distance map, the process of which is()(),1,,0e if E x y D x y otherwise ≠=⎪⎩ (4)where ()','x y is the nearest nonzero neighbor point of (),x y , and is determined as:()()()}','','arg min ','1x y x y E x y == (5)This distance map is then normalized within the range of []0,1 and further processed to give the edge activity index as()()(){}1,1,/max ,e e e A x y D x y D x y γ=−⎡⎤⎣⎦. (6)It can be observed from (4) that the edge points correspond to 1 in the edge activity map to indicate the highest local edge activity. And the value drops as the pixel moves away from the edges.The other two edge maps ()2,E x y and ()3,E x y are then computed with detection thresholds 2T and 3T (123T T T >>) to yield texture information. Note that since 23T T >, the edge points in ()2,E x y is included in ()3,E x y . By taking a binary “XOR”, the overlap between ()2,E x y and ()3,E x y , which corresponds to the heavier edges in ()2,E x y , is cancelled out. And we then get the texture map, which consists of slight edges as()()()23,,,T x y E x y xor E x y =⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦ (7) We employ morphological operations to eliminate the remaining edge regions which are too large or too small. Since we choose 1T ,2T and 3T empirically, there may be some major edges left in the texture map (),T x y , and these major edges usual occupy a large span. To if a connected edge cluster covers a width more than half the image dimension, they are removed in (),T x y . The clusters made up of less than 16 pixels are also eliminated to make the following distance transform stable.Similar as the process in(4), the distance map for (),T x y is computed and denoted as (),t D x y . This distance map is further manipulated to generate the texture activity map as2 Canny edge detector in fact needs a higher and a lower thresholds, the thresholds given hereinafter are all the higher ones, while the lowers thresholds are defined as a quarter of the higher ones in this work.()()(){}2,1,/max ,t t t A x y D x y D x y γ=−⎡⎤⎣⎦ (8)Fig.1 shows the edge and texture activity indexes computed on “Lena” image compressed at 0.1 bpp with Kakadu software [24].II. Adaptive bilateral filter (ABF)The geometric and photometric SD d σand r σdetermine the spread the BF, while w defines the size of the filter support. It is easy to understand that bigger local d σ,r σ and/or widow size w cause heavier truncation to the high frequency component in a local window, and therefore brings smoother resultant image. However, unlike blockiness, ringing is a kind of long range distortion, which means that it can occupy a broad spatial range. To effectively suppress the artifact, a wide window size that fully covers the ringing extension is preferable. So in this paper, we adjust d σand r σwhile keeping a large w to guarantee a sufficient filtering. Before applying BF to ringing reduction, we have the following observations:1. The edge-preserving property of BF comes from the range filter.2. The ringing artifact, being local gray level oscillations, can be smoothed out by a wide domain filter.3. The domain filter with a large spread tends to smear the image details.Based on the above observations, the idea here is to tune the BF towards a pure range filter on edge areas and towards a pure domain filter on monotone areas. Also the filter spreads areattenuated in texture areas to protect image details. This adaptation process is as followsda dσσ=(9) ra σσ= (10)substituting (9) and (10) into (2) and (3), we have()()()2221,,,exp 21e a t i j A S x y x i y j A σξ⎡⎤+−⎢⎥++=−⎡⎤⎣⎦+−⎢⎥⎣⎦ (11)()()()()22,,,,,exp 21e r t f x y f x i y j A C f x y f x i y j A σξ⎧⎫−++⎡⎤⎪⎪⎣⎦++=−⎡⎤⎨⎬⎣⎦+−⎪⎪⎩⎭.(12) We add a small constant ξ to prevent division by zero. Note that as the edge activity index e A goes to 1, the domain filter tends to be uniformly distributed. And as e A approaches 0, the range filter tends to be uniformly distributed. The evolution process of the proposed adaptive BF (ABF) is shown in Fig.2. By substituting (11) and (12) into (1), we can get the final form of the ABF.3. Experimental resultsThe processing results of the BF and the proposed ABF are shown in Fig. 3. The parameters used are 5w =, 3d σ=, 30r σ=, 10.6T =, 10.4T =, 10.3T =, 116γ=, 24γ= andξ=. It can be observed that for the ringing artifacts, such as areas around the shoulder0.001and hat, the BF and the ABF achieve the comparable processing result. However, the adaptive processing algorithm preserves more image details from being smeared out, e.g. texture on the hat and hair.We compare the processing result of the proposed filter with BF and some state of the art deringing postfilters, namely, Shen et. al’s [3] nonlinear filter, Oguz et al.’s morphological filter [4] and Nosratinia’s [7] shift filter. The visual processing results are demonstrated in Fig.4. Shen et al.’s filter protects image details but leaves some ringing untouched. This can be explained as that the filter span used in Shen et al.’s algorithm is very small, so the ringing artifact cannot be sufficiently smoothed. Oguz et al.’s filter also keeps image details and the ringing reduction result is somewhat better than that of Shen et al.’s. Nosratinia’s filter suppresses the ringing artifact, however, it also smears the image details. The BF gives better ringing reduction result, but severely blurs image texture. The proposed ABF has similar performance in ringing suppression, yet with better texture protection.We also compare the numerical performance of the deringing filters with PSNR and VRM [5] as quality measures, and list the result in Table I. VRM averages the local variance in visual saliency edge areas as a perceptual ringing measure (a smaller value corresponding to better deranging). It can be found that though sometimes slightly lower than BF or Shen et al.’s method, the proposed ABF has the most competitive PSNR performance in the test. The VRM performance confirms an effectively ringing reduction of the proposed algorithm. We noted that the BF has a little better VRM performance, due to its smoother result. However, as we analyzed, BF tends to blur image details as well.4.ConclusionIn this paper, we have extended the bilateral filter into an adaptive form for deringing JPEG2000 images. The adaptive bilateral filter evolves from an edge preserving range filter into a Gaussian averaging mask as the pixel moves form edge areas to monotone areas. The filter spans are also attenuated in texture regions to prevent oversmoothing. The edge and texture activity indexes are computed with efficient edge detection and distance transform. Comparison with both the non-adaptive bilateral filter and the existing deringing postfilters confirms the effectiveness of the proposed algorithm, in terms of overall signal fidelity and ringing removal.References[1] R. L. Lagendijk, J. Biemond, and D. E. 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(b) Texture activity map.Domain Ffilter Range Filter Bilateral FilterFigure 2. Evolution of the adaptive bilateral filter(a)(b)(c)(d)Figure 3. Performance comparison of BF and ABF for Lena. (a) Original “Lena”, 512*512. (b) JPEG2000 compressed at 0.1 bpp. PSNR=29.6 dB. (c) Processing result with BF, PSNR=29.2 dB. (d) Processing result withABF, PSNR=29.9 dB.-11-(a) JPEG2000 compressed (b) Shen’s nonlinear filter [3] (c) Oguz’s morphological filter [4](d) Nosratinia’s shift filter [7] (e) Bilateral filter (f) Adaptive bilateral filterFigure 4. Visual comparison of the deringing postfilters, with hat part of Lena-12-List of tableTable I Objective performance of the deringing postfiltersImage Lena Barbara Peppers Baboon MetricsBitrate 0.05 0.1 0.15 0.2 0.05 0.1 0.15 0.2 0.05 0.1 0.15 0.2 0.05 0.1 0.15 0.2 JPEG2000 26.88 29.63 31.2832.5422.7324.5625.8627.01 26.2129.4231.0232.0020.3521.1621.9022.60 Shen [3] 26.87 29.59 31.2232.4522.7324.5425.8426.97 26.1929.3730.9531.9120.3521.1521.8922.58 Oguz [4] 26.80 29.11 30.2231.0422.6624.2625.1926.08 26.1829.1730.4931.2820.3221.0521.6422.19 Nosratinia[7]26.89 29.41 30.6831.3822.6623.2523.6524.04 25.9628.3729.3229.7220.2420.9521.4921.74 BF 27.18 29.53 30.6531.4622.8024.4625.5626.51 26.6129.8531.1031.7920.3421.0621.5822.22 PSNRABF 27.18 29.94 31.4532.6422.7924.4625.4926.44 26.4629.9031.3532.1920.3921.1821.8722.55JPEG2000 13.14 13.27 12.6511.7111.7911.5611.11 10.47 10.1510.2310.3110.1117.0215.2615.2111.98Shen [3] 9.67 13.25 12.7911.5711.5911.3110.8310.58 10.1810.3010.4110.1516.9715.2115.3012.03 Oguz [4] 11.00 9.71 9.84 9.31 8.70 8.16 8.36 8.25 8.44 8.61 8.37 8.77 12.509.65 10.548.43 Nosratinia[7]10.22 10.80 10.0010.229.07 8.68 9.07 8.97 9.14 9.13 9.21 9.27 10.7710.279.81 8.80 BF 11.39 9.91 8.92 9.08 9.03 8.46 8.40 7.60 8.23 8.04 7.98 8.02 10.7610.1110.057.58 VRMABF 13.14 11.09 9.91 9.48 10.509.65 9.46 8.72 8.84 8.65 8.51 8.63 12.7411.8510.879.86。