华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2014, Vol. 42 ›› Issue (1): 59-65.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.011

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基于双树复小波域 HMT 模型的煤燃烧火焰图像去噪

吴一全1,2 宋昱1   

  1. 1.南京航空航天大学 电子信息工程学院,江苏 南京 210016;2.华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室,湖北 武汉 430074
  • 收稿日期:2013-06-25 修回日期:2013-07-05 出版日期:2014-01-25 发布日期:2013-12-01
  • 通信作者: 吴一全(1963-),男,博士,教授,博士生导师,主要从事图像处理与分析、目标检测与识别、视觉检测与图像测量等的研究. E-mail:nuaaimage@163.com
  • 作者简介:吴一全(1963-),男,博士,教授,博士生导师,主要从事图像处理与分析、目标检测与识别、视觉检测与图像测量等的研究.
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目 (60872065);华中科技大学煤燃烧国家重点实验室开放基金资助项目(FSKLCC1001);江苏省高校优势学科建设工程资助项目

Denoising of Coal Combustion Flame Images Based on HMT Model in Dual- Tree Complex Wavelet Domain

Wu Yi- quan1,2 Song Yu1   

  1. 1.College of Electronic and Information Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing 210016,Jiangsu,China; 2.State Key Laboratory of Coal Combustion,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,Hubei, China
  • Received:2013-06-25 Revised:2013-07-05 Online:2014-01-25 Published:2013-12-01
  • Contact: 吴一全(1963-),男,博士,教授,博士生导师,主要从事图像处理与分析、目标检测与识别、视觉检测与图像测量等的研究. E-mail:nuaaimage@163.com
  • About author:吴一全(1963-),男,博士,教授,博士生导师,主要从事图像处理与分析、目标检测与识别、视觉检测与图像测量等的研究.
  • Supported by:

    国家自然科学基金资助项目 (60872065);华中科技大学煤燃烧国家重点实验室开放基金资助项目(FSKLCC1001);江苏省高校优势学科建设工程资助项目

摘要: 锅炉煤燃烧火焰图像中存在的噪声会对后续的特征提取和温度重建造成不利的影响.为更有效地去除锅炉煤燃烧火焰图像中的噪声,文中提出了一种基于双树复小波域隐马尔可夫树( HMT) 模型的锅炉煤燃烧火焰图像去噪方法.首先对含噪火焰图像进行双树复小波变换,然后依据 HMT 模型分别对双树复小波系数的实部和虚部进行建模,并采用期望值最大算法来估计模型参数,接着利用贝叶斯最小均方误差准则来估计无噪双树复小波系数,最后通过双树复小波逆变换得到去除噪声的火焰图像.实验结果表明,与小波域 VisuShrink 阈值法.

关键词: 图像处理, 图像去噪, 锅炉煤燃烧, 火焰图像, 双树复小波变换, 隐马尔可夫树模型, 期望值最大算法, 贝叶斯估计

Abstract:

In order to effectively eliminate the noises existing in boiler coal combustion flame images that are unfa-vorable for the subsequent image feature extraction and temperature reconstruction,an image denoising methodbased on the HMT (Hidden Markov Tree) model in dual- tree complex wavelet domain is proposed.In this method,first,a dual- tree complex wavelet transform is performed for noisy flame image.Next,the real part and the imagi-nary part of the dual- tree complex wavelet coefficients are respectively modeled according to the HMT model.Then,the model parameters are estimated by using the expectation maximization algorithm,and the noiseless dual- treecomplex wavelet coefficients are estimated according to the Bayes minimum mean square error (MMSE) criterion.Finally,an inverse dual- tree complex wavelet transform is conducted to obtain denoised flame images.Experimentalresults show that the proposed method is superior to the wavelet VisuShrink threshold method and the method basedon HMT model in wavelet or Contourlet domain because it helps to reduce the noise more effectively and achievehigher peak signal- to- noise ratio.

Key words: image processing, image denoising, boiler coal combustion, flame image, dual- tree complex wavelettransform, hidden Markov tree model, expectation maximization algorithm, Bayes estimation

中图分类号: