基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，包括以下步驟：(1)輸入待去噪的電纜瓷套終端紅外圖像；(2)得到最高分解層數(shù)上的近似系數(shù)和不同分解層數(shù)上三個方向上的小波系數(shù)；(3)計算小波系數(shù)的尺度間相關(guān)系數(shù)絕對值；(4)把每個尺度上的小波系數(shù)分為有效小波系數(shù)和無效小波系數(shù)兩類；(5)對步驟(4)得到的無效小波系數(shù)，直接置零；對步驟(4)得到的有效小波系數(shù)，使用雙變量收縮函數(shù)進(jìn)行處理，得到真實圖像小波系數(shù)的估計值；(6)進(jìn)行二維小波重構(gòu)，得到去噪后紅外圖像。本發(fā)明具有方法能更有效地去除噪聲，并完整保留圖像細(xì)節(jié)等優(yōu)點。
【專利說明】基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種中壓電纜電纜瓷套終端紅外圖像處理技術(shù)，特別涉及一種基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法。
【背景技術(shù)】
[0002]基于紅外圖像的紅外診斷技術(shù)已經(jīng)被成功地運用于電氣設(shè)備的狀態(tài)檢測和故障監(jiān)測，并在發(fā)電機(jī)故障診斷、設(shè)備絕緣診斷等方面取得顯著成效。電纜瓷套終端紅外圖像檢測方法由于具有安全、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)和實用等特點，近年來受到廣泛關(guān)注。電纜瓷套終端紅外圖像是否清晰，圖像細(xì)節(jié)是否完整，特征是否明顯，是能否對其進(jìn)行正確診斷的關(guān)鍵。紅外圖像在生成過程中受探測器噪聲和各種電子器件噪聲的影響，具有高噪聲、低對比度的特點。因此采用高效率的濾波方法對電纜瓷套終端紅外圖像去噪，提升圖像質(zhì)量，是進(jìn)行正確診斷的前提。在圖像去噪方面，小波變換由于其良好的時頻局部化能力，具有較好的去噪效果，已被廣泛應(yīng)用于圖像去噪。常用的小波去噪方法是基于小波系數(shù)閾值的濾波方法，如軟閾值函數(shù)去噪法。但軟閾值函數(shù)去噪法忽略了小波系數(shù)尺度間相關(guān)性，去噪效果不甚理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，該去噪方法能有效地去除噪聲，并完整保留圖像細(xì)節(jié)。
[0004]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，包括以下步驟:
[0005](1)輸入待去噪的電纜瓷套終端紅外圖像；
[0006](2)對紅外圖像進(jìn)行二維小波分解，得到最高分解層數(shù)上的近似系數(shù)和不同分解層數(shù)上三個方向上的小波系數(shù)；
[0007](3)計算小波系數(shù)的尺度間相關(guān)系數(shù)絕對值；
[0008](4)利用模糊C-均值聚類法將步驟(3)得到的相關(guān)系數(shù)絕對值分為有效小波系數(shù)的相關(guān)系數(shù)和無效小波系數(shù)的相關(guān)系數(shù)，即把每個尺度上的小波系數(shù)分為有效小波系數(shù)和無效小波系數(shù)兩類；
[0009](5)對步驟(4)得到的無效小波系數(shù)，直接置零；對步驟⑷得到的有效小波系數(shù)，使用雙變量收縮函數(shù)進(jìn)行處理，得到真實圖像小波系數(shù)的估計值；
[0010](6)利用步驟(2)得到的最高分解層數(shù)上的近似系數(shù)和步驟(5)得到的真實圖像小波系數(shù)估計值進(jìn)行二維小波重構(gòu)，得到去噪后紅外圖像；
[0011]所述步驟(3)中，所述小波系數(shù)的尺度間相關(guān)系數(shù)的計算公式為:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)輸入待去噪的電纜瓷套終端紅外圖像； (2)對紅外圖像進(jìn)行二維小波分解，得到最高分解層數(shù)上的近似系數(shù)和不同分解層數(shù)上三個方向上的小波系數(shù)； (3)計算小波系數(shù)的尺度間相關(guān)系數(shù)的絕對值； (4)利用模糊C-均值聚類法將步驟(3)得到的相關(guān)系數(shù)絕對值分為有效小波系數(shù)的相關(guān)系數(shù)和無效小波系數(shù)的相關(guān)系數(shù)，即把每個尺度上的小波系數(shù)分為有效小波系數(shù)和無效小波系數(shù)兩類； (5)對步驟(4)得到的無效小波系數(shù)，直接置零；對步驟(4)得到的有效小波系數(shù)，使用雙變量收縮函數(shù)進(jìn)行處理，得到真實圖像小波系數(shù)的估計值； (6)利用步驟(2)得到的最高分解層數(shù)上的近似系數(shù)和步驟(5)得到的真實圖像小波系數(shù)的估計值進(jìn)行二維小波重構(gòu)，得到去噪后紅外圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，其特征在于，所述步驟(3)中:計算所述小波系數(shù)的尺度間相關(guān)系數(shù)的計算公式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，其特征在于，所述步驟(4)包括以下步驟: (a)確定聚類數(shù)目C，初始化加權(quán)指數(shù)m及聚類中心V； (b)對第t次迭代，根據(jù)隸屬度矩陣計算公式和第i個聚類中心計算公式計算新的隸屬度矩陣和C個聚類中心； (C)若目標(biāo)函數(shù)J滿足I Jit1-J(H) I ( ε，則停止迭代，否則返回步驟(b)繼續(xù)進(jìn)行迭代； (d)對隸屬度矩陣U=[uuhXN采用最大隸屬度原則決定數(shù)據(jù)點的分類。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，其特征在于，所述的步驟(b)中，所述隸屬度矩陣的計算公式為:.2
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，其特征在于，所述的步驟(b)中，所述第i個聚類中心的計算公式為:
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，其特征在于，所述的步驟(C)中，所述目標(biāo)函數(shù)J的表達(dá)式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，其特征在于，所述的步驟(d)中，所述最大隸屬度原則的表達(dá)式為:

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，其特征在于，所述步驟(5)中，所述雙變量收縮函數(shù)的表達(dá)式為:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，其特征在于，所述噪聲方差σ?2的估計值為:

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于雙變量收縮函數(shù)的電纜瓷套終端紅外圖像去噪方法，其特征在于，所述局部標(biāo)準(zhǔn)差σ的估計值為:

【文檔編號】G06T5/00GK103914812SQ201410093914
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】牛海清, 吳炬卓 申請人:華南理工大學(xué)