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苹果夜视图像小波变换与独立成分分析融合降噪方法

贾伟宽 赵德安 阮承治 刘晓洋 陈玉 姬伟 农业机械学报 2015年第09期

摘要:对不同人工光源辅助下采集到的夜视苹果图像,通过噪声分析,判定苹果夜视图像的噪声以高斯噪声为主,并混有部分椒盐噪声。针对高斯噪声去除难题,将小波变换(Wavelettransform,wT)与独立成分分析(Independentcomponentanalysis,ICA)理论引入夜视图像的处理系统,为了最大程度地降低噪声污染,提出wT—ICA融合降噪方法。通过仿真实验,结果表明融合降噪效果较为理想。为了更好地评价夜视图像的降噪效果,以自然光下的图像为参照基准,提出相对峰值信噪比(Relativepeaksignal-to—noiseratio,RPSNR)的概念。对所采集到的不同的夜视图像进行多次重复实验,结果表明,从视觉上看wT—ICA降噪方法得到的低噪图像噪点明显减少;从RPSNR看,WT—ICA得到的低噪图像,分别比原始图像、小波软阈值降噪、ICA降噪方法平均提高29.94%、8.09%、7.54%;白炽灯下的图像处理后的RPSNR最高,适合作为人工光源。wT—ICA融合降噪方法通过连续处理,排除夜视图像的噪声干扰,得到的低噪图像更利于进一步识别,从而为实现苹果采摘机器人的全天候作业打下基础。

关键词:苹果采摘机器人夜视图像降噪小波变换

单位:江苏大学电气信息工程学院 镇江212013 江苏大学机械工业设施农业测控技术与装备重点实验室 镇江212013 武夷学院机电工程学院 武夷山354300

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