结合方差稳定变换和PGPD去除磁共振图像Rician噪声

基于非局部自相似性块组学习的图像去噪(PGPD)算法去除高斯噪声效果优异,但是对于磁共振(MR)图像中Rician噪声的去除效果不理想。为此本文提出一种结合方差稳定变换和PGPD的新去噪算法FPGPD。该算法首先对含有Rician噪声的MR图像进行方差稳定变换,使噪声在变换域中近似服从高斯分布。用PGPD算法在变换域中去噪,最后经过方差稳定逆变换得到无偏去噪图像。理论分析和实验结果表明,FPGPD算法在去除MR图像中Rician噪声时比PGPD算法去噪性能好,具体体现为对图像细节和轮廓边缘保护得更好。     

一种新的改进Canny图像边缘检测算法

针对传统的Canny算法在平滑滤波时对图像边缘检测的影响,以及需要预先设定高低阈值等缺点,本文提出了一种新的Canny边缘检测算法。首先采用自适应中值滤波对图像进行处理;其次,添加45°和135°方向的梯度模板来计算梯度幅值;最后,采用Otsu算法计算经梯度幅值运算得到图像的高低阈值。实验结果表明,该改进的Canny算法具有良好的抗噪性能,并且能精确的检测出边缘信息。     

自适应中值滤波用于色谱信号去噪的研究

在分析化学领域中，如何从被干扰的信号中有效去除噪声并恢复有用信号，具有重要的意义。此文从中值滤波基本概念出发，针对经典中值滤波器滑动窗口长度固定对信号去噪的影响，提出了自适应中值滤波器，通过对某元素色谱曲线进行去噪处理，并与移动均值法和小波变换法进行比较表明，此方法不仅能有效地滤除脉冲和高斯噪声，而且使色谱峰的边缘得到良好保护，从而提高了色谱数据分析的精确性。     

一种基于二进小波变换的自适应滤波方法

根据信号和噪声经小波变换后在不同尺度上有不同的特征，将相邻尺度二进小波变换值的相关量进行归一化处理并与小波变换值比较来判断信号与噪声，以噪声在各尺度的方差作为终止迭代的标准，提出了一种基于二进小波变换小波域选择噪声的自适应滤波方法。研究了模拟信号的去噪过程、半峰宽和信噪比对去噪结果的影响，并对模拟含噪信号和含噪毛细管电泳信号去噪前后的结果进行了比较。实验结果表明：由于该方法具有良好的自适应性和显著的滤波效果，必将得到广泛的应用。     

自适应拉曼光谱成像数据去噪及其在植物细胞壁光谱分析中的应用

拉曼光谱成像数据存在基线漂移与宇宙射线干扰峰两类噪声信号,无法直接用于光谱分析研究,必须去除。现有单光谱去噪方法处理结果不稳定、可重复性差。针对这一问题,本研究提出了一种自适应拉曼光谱成像数据新型去噪法,采用优化的自适应迭代惩罚最小二乘法( Adaptive iteratively reweighted penalized least-squares,airPLS)和基于主成分分析( PCA)的干扰峰消除算法修正光谱基线漂移和宇宙射线干扰峰,具有输入参数少、光谱失真小、处理速度快、去噪结果稳定等优点。利用本方法去除了芒草( Miscanthus sinensis)细胞壁拉曼光谱成像数据(9010条光谱)中的噪声信号,并对去噪后数据进行PCA和聚类分析(CA),成功区分非植物光谱与植物光谱,分类结果优于未去噪数据。预期本方法可应用于其它光谱成像数据去噪,为光谱的解译和定量分析提供可靠的研究基础。     

基于小波理论的化学谱图数据自适应滤波方法研究

运用小波理论,利用噪声与真实信号小波变换极大模性态之间的显著差异,提出了一类新的化学谱图数据自适应滤波算法,从根本上突破了现有算法均依据信噪频率特性进行滤波的传统模式.经大量色谱谱图数据处理试验证明,这种算法具有无需设置初始参数,消除人为误差因素对分析计算结果的影响,信噪分离性能好及峰位和峰高保持不变等一系列优点,其鲁棒性、自适应性和谱峰保真度完全符合仪器分析信号处理的要求.     

基于SAO-VMD-FFT的激光诱导荧光光谱信号信噪比提升方法

针对基于激光诱导荧光光谱法(LIFs)的便携式场地地下水检测技术装备在原位检测地下水中典型重金属时,光传感信号含噪声严重,影响后续定量分析准确度的问题,提出了一种雪消融优化器(SAO)寻优算法优化的变分模态分解(VMD)结合快速傅里叶变换(FFT)的LIFs光传感信号信噪比提升算法。利用SAO算法对VMD分解关键参数分解模态个数K和惩罚因子α进行优化,实现含噪信号的自适应最佳VMD分解,得到一系列本征模态分量。进一步结合FFT算法寻找频率突变点从而筛选出相关模态。累计相关模态得到信噪比提升后的信号。通过仿真和实测信号分析,结果表明与EMD、WTD和S-G等常用算法相比,本文算法能更好地去除LIFs信号中的噪声分量,保留有用信息,验证了该方法的可行性和有效性,可为后续利用LIFs传感信号原位定量分析地下水中重金属元素含量提供支持。     

数字全息重构图像边缘误差抑制方法研究

数字全息技术由于其高灵敏度、高准确度、分辨能力强,且再现、存储及传输方便灵活等特点,在微纳结构与生物细胞的测量领域中得到越来越广泛的应用。然而,记录数字全息图受孔径有限等因素的影响,其重构图像会产生一些类似于波纹的边缘误差,导致成像质量降低和CCD视场不能充分利用。本文首先基于数字全息理论对误差产生原因进行了理论分析,并对边缘误差产生影响的数值参数进行了详细讨论,在此基础上,提出了一种周期延拓迭代方法对全息图进行预处理,并使用图像均方差值对迭代结果进行评价。通过计算机仿真与实验,结果表明,该方法能够显著降低边缘误差,提高再现图像质量。     

一种基于光谱信息计算解析的液相色谱滤噪新方法

提出一种基于光谱信息计算解析的高效液相色谱滤噪新方法.对于HPLC/DAD所获得的二维量测数据,取半峰高以上色谱数据点所对应的各列光谱数据进行计算处理,求得在检测波长下的单位标准光谱,并根据光谱维数据与单位标准光谱的关系,采用最小二乘法重构计算求出色谱维数据,从而去除色谱噪声.仿真实验和实测谱图的滤噪结果表明,该方法能有效滤除常见噪声,与中值滤波算法相比较,滤噪性能明显优于后者,是提高色谱定量分析准确度的有力工具.     

大数值孔径光学镜约束多级衍射机理

针对基于激光照明的离轴全息显微成像系统存在散斑和寄生条纹噪声,以及基于部分相干光照明的离轴数字全息显微技术存在相干条纹对比度差的问题,本文提出了一种基于单色LED照明的衍射相位显微成像系统。该系统利用大数值孔径物镜及光栅对物光进行多级衍射,并采用4f系统和空间滤波器分离出0级和+1级信息,分别作为参考光和物光,最终两束光在CCD阵面上干涉产生离轴全息图,从而形成共光路全息成像结构。通过理论分析和计算,对实验用到的光学元器件进行选型,确保衍射光频谱信息能够分开且满足抽样条件。最后与传统激光离轴数字全息显微成像检测结果进行对比,实验结果表明,本文提出的系统能够获得较高的成像准确度和信噪比。