Главное


Расчет отношения сигнал/шум(ОСШ)

Для того чтобы рассчитать ОСШ воспользуемся программным пакетом MatLab 2011. В качестве объекта исследования возьмем рис. 2.1 наложи на него шум «Salt and Peper» и обработаем изображение медианным фильтром с радиусом в 4 пикселя. В итоге получим:

Рис. 3.1 - Изображение с шумом.

Рис. 3.2 - Изображение обработанное медианным фильтром с радиусом 4 пикселя.

SNR1(black)=101,4 - ОСШ для изображения на рис. 3.1.

SNR2(black)=50 - ОСШ для изображения на рис. 3.2.

SNR1(white)=1,8 - ОСШ для изображения на рис. 3.1.

SNR2(white)=0,6 - ОСШ для изображения на рис. 3.2.

Из приведенных значений видно, что после обработки изображения медианным фильтром величина шумовой составляющей по черному цвету снизилась на 22 единицы, а по белому на 1 единицу. Но стоит напомнить, что фильтрация происходила с радиусом в 4 пикселя, то есть качество изображения заметно ухудшилось.

Пиковое отношение сигнала к шуму (англ. peak signal-to-noise ratio) обозначается аббревиатурой PSNR и является инженерным термином, означающим соотношение между максимумом возможного значения сигнала и мощностью шума, искажающего значения сигнала. Поскольку многие сигналы имеют широкий динамический диапазон, PSNR обычно измеряется в логарифмической шкале в децибелах.наиболее часто используется для измерения уровня искажений при сжатии изображений. Проще всего его определить через среднеквадратичную ошибку (СКО), которое для двух монохромных изображений I и K размера m×n, одно из которых считается зашумленным приближением другого, вычисляется так:

В нашем случае СКО = 1,6×103. В случае если бы медианный фильтр сработал идеально отбросив все шумы, СКО было бы рано 0.

PSNR определяется так:

где MAXI - это максимальное значение, принимаемое пикселем изображения. Когда пиксели имеют разрядность 8 бит, MAXI = 255. Вообще говоря, когда значения сигнала представлены линейно (PCM) с B битами на значение, максимально возможное значение MAXI будет 2B-1.

Термин «Пиковое отношение сигнала к шуму» является часто употребляемым, но не совсем верным дословным переводом английского термина «peak signal-to-noise ratio». Правильным переводом будет являться «отношение пикового уровня сигнала к шуму». Здесь учитывается тот факт, что при вычислении PSNR вычисляется именно отношение максимально возможного («пикового») сигнала по отношению к уровню шума, а не ищется максимальное («пиковое») отношение вычисленного значения сигнал/шум, как можно было бы понять из неверного дословного перевода.

В нашем случае PSNR=16,1. То есть, отношение пикового уровня сигнала к шуму равно 16,1. Чем ближе это значение к нулю, тем больше шумов в исследуемом изображении[2][3][4].

Ниже представлена сводная таблица 3.1, в которой сравнивались исходное изображение (рис. 3.1), с обработанными медианным фильтром:

Таблица 3.1 - Результаты расчетов

№ Рисунка

PSNR

РСНР по СКО (белый)

РСНР по СКО (черный)

РСНР по СЛО (белый)

РСНР по СЛО (черный)

УИК

Рис. 2.2

16,4

1,6

37,6

0,5

10,7

0,0707

Рис. 2.3

29,6

1,8

→∞

0,67

→∞

0,82

Рис. 2.4

27,9

1,7

→∞

0,66

→∞

0,77

Рис. 2.5

26,7

1,6

→∞

0,6

→∞

0,72

Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи по теме

Изобретение телевидения
Греческий философ Анаксагор однажды услышал у одного рапсода - странствующего греческого поэта - такую поэтическую фразу: «Его телевидение простирается за границы Эйкумены». Его - то ес ...

Микропроцессорная система управления объектом
Микропроцессорные и информационно-управляющие системы, в настоящее время, стали одним из наиболее дешевых и быстрых способов обработки информации. Практически ни одна область современно ...

Цифровой аудио сигма-дельта модулятор
1. На уровне идеальных макромоделей интеграторов и компаратора проверить справедливость значений коэффициентов перед интеграторами, приведенных в статье. Проверкой является рабо ...

www.techspirit.ru © 2019