1.Is large improvement in efficiency of impulsive noise removal in color images still possible?
(2020)
一个通用的框架如图所示,首先进行噪声检测,然后进行噪声像素的替换,这两个模块分别成为Detectors 和Estimators
Detector方法如下:
Estimators如下:
利用 ACC 和F1-score两个指标进行评价:
测试的数据集:Training Image Set | Kaggle
https://www.kaggle.com/
lmalinski/impulsive-noise-removal.
测试的结果如下: CNND表现最好,然后是GDPD,FASTD,FPGD
这里groud truth可以通过噪声图与原图比较得到随机的噪声图。
后面会简单介绍一下这几个方法
评价指标是PSNR和MSE
PSNR结果如下:RE表示参考的Estimator, 其他数据是相对与RE的
CNNE表现最好,然后是IPNE和DCTE
Detector : CNND表现最好,然后是GDPD,FASTD,FPGD
Estimator :CNNE表现最好,然后是IPNE和DCTE
分为两个环节: 检测和替换
第一部分计算局部窗口的中心像素对其邻域的隶属度
第二部分采用加权平均滤波器(weighted Average Filter, WAF)来替换被归类为异常值的像
素。
具体来说,如下图, x1是窗口的中心像素,然后计算close neighbors,(如果两点的欧式距离 < d, 则是close neighbors。
Close neighbors的个数就是 peer group, 表示的是该点与周围点的相似度
替换的方法是 weighted average filter(WAF)
用周围点进行插值得到,周围点的weight由下式得到,m越小,说明该邻域点可能是噪声,因此weight越小。这里的gamma是一个大于0的参数
然后插值后的结果:
第一个参数是d,d用来判断是否是close neighbor, 如果d过大,则邻域点都是close neighbor,d过小,则周围没有点是close neighbor。如下图,分别为d=0.1和d=0.2
d=0.2时,每个像素都会得到更多的close neighbor, 即m会比较大。因此noise pixel的检测标准会降低,在d=0.1时判断为noise pixel的(比如m<=1)像素,在d=0.2时不会被检测为noise pixel.
第二个 gamma 参数,用于调节 weight, 如果gamma 在0-1范围内,m的差异会被压缩,
如果gamma > 1, m的差异会被放大。
比如 ,两个m分别为 2, 4,gamma=2时变为4, 16, 差异变为4倍。
关于参数的一些选择,作者进行了相关的实验,实验不同的参数组合对 结果的影响,每个图像可能会是不同的参数,但总体来说,最后的参数在一定范围内。
不同的噪声水平,使用不同的参数。
7)GDPD:Impulsive Noise Removal in Color Digital ImagesBased on the Concept of Digital Paths
A.中心像素与窗口边缘的像素形成一条路径,中心像素与该路径上其他点的距离之和,可以表示该像素的脉冲噪声强度(与路径上其他点的不相似程度)下图为半径为2的窗口的一些路径,每个颜色表示一条路(加上中间灰色pixel)
根据路径计算该点 的 不 相似度 C
定义所有路径中最小的C为该中心点的脉冲噪声强度 , 该方法可以检测聚在一起的 噪声,而且很好的保留边,原因如下
有图会有练成边的路径因此C很小,但是左图只是有一簇9,计算的C会很大,会被判别为噪声。
具体检测过程如下: 首先计算每个点的噪声强度得到c,放大噪声强度更好的显示如图d,
形态学操作排除纹理的影响得到如图e,防止纹理被检测为噪声。f图是d-e表示纹理
这里的形态学操作是top-hat
首先根据下面的公式进行一个加权平均操作,权重受到 检测的噪声强度影响。
这里对图像每个像素都进行了处理。可以看出这个方法没有首先把pixel分为noise和noise-free,而是整合在一起。
加权平均后会得到一个比较模糊的图如下图(d),然后最后一步是一个fusion操作,噪声强度大的pixel用估计的y, 噪声强度小的pixel 用原图x.最终结果如下图(e)
Deep Learning Based Switching Filter for Impulsive
Noise Removal in Color Images(2020,IDCNN)
Beyond a Gaussian Denoiser: Residual Learning of Deep
CNN for Image Denoising. (DnCNN,2017, 这篇更通用一些)
这篇文章简单清晰好懂,首先利用深度学习预测噪点,然后利用传统方法替换噪声值
看上面两个图应该就大概清楚了。像素替换利用的是一个自适应均值滤波方法
窗口内有 clean pixel,就用pixel的均值替换,否则扩大窗口
Learning Deep CNN Denoiser Prior for Image Restoration; 2017. 这篇是深度学习方法,这里不做介绍。
D’Errico J. Inpaint nans. MATLAB Central File Exchange. 2004.这个matlab程序效果不错,原理还不太清楚,找不到相关paper参考, 如果有大佬比较懂的话,非常期待给我科普一下。
A three-dimensional gap filling method for large geo-
physical datasets: Application to global satellite soil moisture observations.
一个DCT的方法:关于DCThttps://blog.csdn.net/yanceyxin/article/details/82080242
效果不错,与IPNE接近。
未完待续吧。粗略的一些介绍。



