3D-обобщение метода очистки от импульсного шума для обработки видеоданных
Автор: Червяков Николай Иванович, Ляхов Павел Алексеевич, Оразаев Анзор Русланович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Обработка изображений, распознавание образов
Статья в выпуске: 1 т.44, 2020 года.
Бесплатный доступ
В статье предложен обобщенный метод адаптивной медианной фильтрации импульсного шума для обработки видеоданных. Метод основан на совместном применении итеративной обработки и преобразования результата медианной фильтрации на основе распределения Лоренца. Предложены четыре различные комбинации алгоритмических блоков метода. В экспериментальной части статьи приведены результаты сравнения качества работы предложенного метода с известными аналогами. Для моделирования было использовано видео, искаженное импульсным шумом с вероятностями искажения пикселей от 1 % до 99 % включительно. Численная оценка качества очистки видеоданных от шума на основе среднеквадратичной ошибки и индекса структурного сходства показала, что предложенный метод показывает лучший результат обработки во всех рассмотренных случаях по сравнению с известными подходами. Полученные в статье результаты могут найти широкое применение в практических приложениях цифровой обработки видео, например, для обработки визуальных данных в системах видеонаблюдения, идентификации и контроля промышленных процессов.
Цифровая обработка видео, адаптивная фильтрация, медианный фильтр
Короткий адрес: https://sciup.org/140247080
IDR: 140247080 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-577
Список литературы 3D-обобщение метода очистки от импульсного шума для обработки видеоданных
- Bovik, A.C. Handbook of image and video processing / A.C. Bovik. - Orlando, FL: Academic Press, 2010. -1372 p. - ISBN: 978-0-12-119792-6
- Gonzalez, R.C. Digital image processing / R.C. Gonzalez, R.E. Woods. - 4th ed. - Upper Saddle River: Pearson Prentice Hall, 2018. - 1024 p. - ISBN: 978-0-13-335672-4
- Bovik, A.C. The essential guide to image processing / A.C. Bovik. - Orlando, FL: Academic Press, 2010.
- Chervyakov, N.I. Efficiency analysis of the image impulse noise cleaning using median filters with weighted central element / N.I. Chervyakov, P.A. Lyakhov, A.R. Orazaev, M.V. Valueva // 2017 IEEE International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information Sciences (SIBIRCON). - 2017. - P. 141-146.
- Hwang, H. Adaptive median filters: new algorithms and results / H. Hwang, R.A. Haddad // IEEE Transactions on Image Processing. - 1995. - Vol. 4, Issue 4. - P. 499-502. - DOI: 10.1109/83.370679
- Червяков, Н.И. Два метода адаптивной медианной фильтрации импульсного шума на изображениях / Н.И. Червяков, П.А. Ляхов, А.Р. Оразаев // Компьютерная оптика. - 2018. - Т. 42, № 4. - С. 667-678.
- Bovik, A.C. The essential guide to video processing / A.C. Bovik. - San Diego, CA: Academic Press, 2009. - 755 p.
- Aiswarya, K. A new and efficient algorithm for the removal of high density salt and pepper noise in images and videos / K. Aiswarya, V. Jayaraj, D. Ebenezer // 2010 Second International Conference on Computer Modeling and Simulation. - 2010. - Vol. 4. - P. 409-413.
- Balasubramanian, S. An efficient non-linear cascade filtering algorithm for removal of high density salt and pepper noise in image and video sequence / S. Balasubramanian, D. Ebenezer // 2009 IEEE International Conference on Control, Automation, Communication and Energy Conservation. - 2009. - P. 1-6.
- Tang, M. Hadamard transform-based optimized HEVC video coding / M. Tang, X. Chen, J. Wen, Y. Han // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. - 2019. - Vol. 29, Issue 3. - P. 827-839.
- Vayalil, N. A residue number system hardware design of fast-search variable-motion-estimation accelerator for HEVC/H.265 / N.C. Vayalil, M. Paul, Y. Kong // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. - 2017. - Vol. 29, Issue 2. - P. 572-581.
- Chen, Y. Structure-adaptive fuzzy estimation for randomvalued impulse noise suppression / Y. Chen, Y. Zhang, H. Shu, J. Yang, L. Luo // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. - 2018. - Vol. 28, Issue 2. - P. 414-427 -
- DOI: 10.1109/TCSVT.2016.2615444
- Пат. 2382406 C1 Российская Федерация G 06 K 9/00. Способ улучшения карты диспарантности и устройство для реализации способа / Буча В.В., Игнатов А.К.; патентообладатель(и): Корпорация "Самсунг Электроникс Ко., Лтд". (KR); 2008140111/28, заявл. 10.10.2008; опубл. 20.02.2010, Бюл. № 5. - 22 с.
- Fabijanska, A. Noise adaptive switching median-based filter for impulse noise removal from extremely corrupted images / A. Fabijanska, D. Sankowski // IET Image Processing. - 2011. - Vol. 5, Issue 5. - P. 472-480. -
- DOI: 10.1049/iet-ipr.2009.0178
- Lu, C.-T. Removal of salt-and-pepper noise in corrupted image using three-values-weighted approach with variable-size-window / C.-T. Lu, Y.-Y. Chen, L.-L. Wang, C.-F. Chang // Pattern Recognition Letters. - 2016. - Vol. 80. - P. 188199. -
- DOI: 10.1016/j.patrec.2016.06.026
- Tukey, J.W. Exploratory data analysis / J.W. Tukey. -Reading, MA: Pearson, 1977. -
- ISBN: 978-0-201-07616-5
- Arce, G.R. Multistage order statistic filters for image sequence processing // IEEE Transactions on Signal Processing. - 1991. - Vol. 39, Issue 5. - P. 1146-1163.
- Vijaykumar, V.R. High density impulse noise removal using robust estimation based filter / V.R. Vijaykumar, P.T. Vanathi, P. Kanagasabapathy, D. Ebenezer // IAENG International Journal of Computer Science. - 2008. - Vol. 35, Issue 3. - P. 259-266.
- Black, M.J. On the unification of line processes, outlier rejection, and robust statistics with applications in early vision / M.J. Black, A. Rangarajan // International Journal of Computer Vision. - 1996. - Vol. 19, Issue 1. - P. 57-91. -
- DOI: 10.1007/BF00131148
- Bitbucket [Electronical Resource]. - URL: https://bitbucket.org/anzor_orazaev/testvideo/src/master/ (request date 30.05.2019).
- Wang, Z. Progressive switching median filter for the removal of impulse noise from highly corrupted images / Z. Wang, D. Zhang // IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Analog and Digital Signal Processing. - 1999. - Vol. 46, Issue 1. - P. 78-80. -
- DOI: 10.1109/82.749102
- Wang, Z. Image quality assessment: From error visibility to structural similarity / Z. Wang, A.C. Bovik, H.R. Sheikh, E.P. Simoncelli // IEEE Transactions on image processing. - 2004. - Vol. 13, Issue 4. - P. 600-612. -
- DOI: 10.1109/TIP.2003.819861
