• 图像处理之matlab中imnoise函数用法详解


    一、图像噪声基本概念

    噪声在图像上常表现为引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般噪声信号与要研究的对象不相关,其以无用的信息形式出现,扰乱图像的可观测信息。通俗的说即噪声让图像不清楚。

    二、常见噪声的分类

    1、高斯噪声

    高斯噪声是指其概率密度函数服从高斯分布(即正态分布)的一类噪声。若一个噪声,其幅度分布服从高斯分布,且其功率谱密度又是均匀分布,则称为高斯白噪声。高斯白噪声的二阶矩不相关,一阶矩为常数,是指先后信号在时间上的相关性。高斯噪声的噪声信号随机分布,没有规律

    2、泊松噪声

    泊松噪声是指其概率密度函数服从泊松分布的一类噪声,泊松分布适合于描述单位时间内随机事件发生的次数的概率分布。泊松噪声一般在亮度很小或者高倍电子放大线路中出现。

    3、椒盐噪声

    椒盐噪声又称脉冲噪声,其随机改变一些像素值,在二值图像上表现为使一些像素点变白,一些像素点变黑。椒盐噪声是由图像传感器,传输信道,解码处理等产生的黑白相间的亮暗点噪声,往往由图像分割引起,老式电视机常常出现的“雪花”即为椒盐噪声。

    4、斑点/乘性噪声

    根据相干原理进行成像的系统中普遍存在的一类噪声,如超声、雷达、SAR等。噪声原理是反射表面在波长尺度上是粗糙的,因此反射波存在明显的散射效应,导致所成的像出现斑点。

    三、imnoise()函数基本调用格式

    语法参数说明
    J = imnoise(I,type)按照给定类型添加图像噪声给图像I
    J = imnoise(I,type,parameters)按照给定类型添加图像噪声给图像I,parameters泛指可以添加的参数,类型不同,参数不同
    J = imnoise(I,‘gaussian’,m,v)添加高斯白噪声给图像I,均值为m,方差为v。默认m = 0,v = 0.01
    J = imnoise(I,‘localvar’,V)将均值为0,局部方差为V的高斯噪声添加到图像I上,其中V是与I大小相同的一个数组
    J = imnoise(I,‘localvar’,h,v)在图像的不同亮度值上叠加不同方差的高斯噪声,h为在[0,1]之间的向量,表示图像的亮度值,v为一个长度和h相同,表示与h中亮度对应的高斯噪声的方差
    J = imnoise(I,‘poisson’)添加泊松噪声给图像I
    J = imnoise(I,‘salt & pepper’,d)添加椒盐噪声给图像I,噪声密度为d。默认d=0.05
    J = imnoise(I,‘speckle’,v)添加斑点/乘性噪声给图像I,方差为v。默认v=0.04

    四、imnoise()函数应用实例

    I = imread('pout.tif');
    figure(1),imshow(I);
    title('Original image');
    figure(2),
    J = imnoise(I,'gaussian',0,0.03);   % 添加高斯白噪声,均值0,方差0.03
    subplot(221),imshow(J);
    title('Gaussian');
    K = imnoise(I,'salt & pepper',0.03);% 添加椒盐噪声,噪声密度0.03
    subplot(222),imshow(K);
    title('Salt & Pepper');
    L = imnoise(I,'poisson');           % 添加泊松噪声
    subplot(223),imshow(L);
    title('Poisson');
    M = imnoise(I,'speckle',0.03);      % 添加斑点/乘性噪声,方差为0.03
    subplot(224),imshow(M);
    title('Speckle');
    
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    输出效果:
    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述
    注意:原始图像是uint8的灰度图像,灰度值范围为[0,255],故imnoise函数在处理时会将图像先转换为[0,1],然后按照所给的均值和方差添加噪声,最后再将图像转换到[0,255]的范围内。因此参数设置需注意,若所给的图像是uint8时,所给的均值和方差必须是在[0,1]的范围内,即归一化,否则直接给100的方差时,imnoise函数会将图像归一化,然后按照方差100来添加噪声,这样原先的图像就给淹没了,反而变成了噪声为主导的图像。

    补充:图像噪声的特点

    • 噪声在图像中的分布和大小不规则,即具有随机性。
    • 噪声与图像之间一般具有相关性。
    • 噪声具有叠加性。
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