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Advances in International Applied Mathematics. 2023; 5: (4) ; 44-50 ; DOI: 10.12208/j.aam.20231126.

Denoising of two-dimensional fractional Fourier transform images based on windowing
基于加窗的二维分数阶傅里叶变换图像去噪

作者: 雷思玲1 *, 徐子杰2, 郭兵1

1 吉首大学数学与统计学院 湖南吉首

2 吉首大学通信与电子工程学院 湖南吉首

*通讯作者: 雷思玲,单位: 吉首大学数学与统计学院 湖南吉首;

发布时间: 2023-12-25 总浏览量: 1500

摘要

针对图像处理技术在滤波过程中对图像造成的细节和边缘的信息损失,提出一种基于加窗的二维分数阶傅里叶变换的图像去噪方法。首先,运用窗函数对图像的纹理细节和边缘进行保护;其次,通过二维分数阶傅里叶变换将加窗后的图像转换成频谱图,将频谱能量最大作为最佳的变换的阶次选取的依据,利用二维搜索算法寻找最佳阶次;然后在分数域中进行低通滤波处理,并与三种传统去噪算法进行实验对比;最后通过峰值信噪比(PSNR)验证图像去噪效果,同时采用Soble算子进行边缘检测来评估边缘保留能力。实验结果表明,使用加窗的二维分数阶傅里叶变换处理图像对复杂的细节信息和纹理特征保留能力更好,提高了图像的视觉质量和清晰度。

关键词: 加窗;二维分数阶傅里叶变换;频谱能量;边缘检测

Abstract

In this paper, two-dimensional windowed fractional Fourier transform for image denoising is proposed to address the loss of detail and edge information, which is caused by image processing technology in filtering process. Firstly, window function is used to protect the texture details and edges of the image. Secondly, the spectrum of the windowed image is presented by two-dimensional fractional Fourier transform, and obtain the maximum spectral energy by the selecting the optimal transformation order, which is given by the two-dimensional search algorithm. Thirdly, we compare proposed denoising algorithm with three traditional ones through experiments. the denoising effect of the image is verified through Peak Signal to Noise Ratio (PSNR), and the Soble operator is used for edge detection to evaluate the edge preservation ability. The experimental results show that windowed two-dimensional fractional Fourier transform for image processing has better retention ability for complex detail information and texture features, and improves the visual quality and clarity of the image.

Key words: Add windows; Two-dimensional fractional Fourier transform; Spectral energy; Edge detection

参考文献 References

[1] 李兴龙, 李峰, 赵冉等. 无阈值窗口傅里叶变换滤波法[J]. 光子学报, 2014, 43(09):172-175.

[2] 曹芳菊. 基于多尺度分析的图像去噪方法研究[J]. 软件, 2021, 42(08):7-10.

[3] 李春萌. 基于分数阶小波变换的图像处理[D].华北电力大学(北京),2022.

[4] 刘晓明, 白宗化. 基于滤波方法的遥感图像去噪算法[J]. 中国电子科学研究院学报, 2022, 17(10):952-958.

[5] 赵鸿图, 周秋豪. 基于分数域加窗和对比度增强的路面裂缝检测[J]. 科学技术与工程, 2023, 23(01):347-355.

[6] 孙婷婷, 崔少华, 孔令坤等. 基于curvelet变换的红外图像去噪方法研究[J]. 山西师范大学学报(自然科学版), 2023, 37(02):37-40.

[7] 李琼. 分数阶傅里叶变换在信号检测与图像处理中的应用研究[D]. 北京交通大学, 2014.

[8] 马金铭, 苗红霞, 苏新华等. 分数傅里叶变换理论及其应用研究进展[J]. 光电工程, 2018, 45(06):5-28.

[9] 步衍瀚, 王平波. 基于分数阶傅里叶变换的滤波[J]. 舰船电子工程, 2016, 36(04):38-40+91.

[10] 李晓璐, 周亚同, 何静飞等. 结合边缘检测和非局部均值的地震数据降噪[J]. 河北工业大学学报, 2022, 51(05):60-66.

引用本文

雷思玲, 徐子杰, 郭兵, 基于加窗的二维分数阶傅里叶变换图像去噪[J]. 国际应用数学进展, 2023; 5: (4) : 44-50.