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1、第5卷(A版) 第3期中国图象图形学报Vol.5(A),No.32000年3月JournalofImageandGraphicsMar.2000小波变换应用于DPIV图象去噪翁文国 廖光煊 范维澄(中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,合肥 230027)摘 要 数字粒子图象测速技术(DPIV2DigitalParticle2ImagingVelocimetry)已在国内外得到广泛的重视和应用,但目前其最大的问题是精度问题.由于DPIV的图象数据是用CCD摄像机经相应的图象卡采集示踪粒子图象得到的,这样在实验过程中
2、不可避免引入的噪声(主要是示踪粒子大小、示踪粒子数量、诊断窗口大小、诊断窗口内的速度梯度和量化效果等引入的噪声)降低了实验测量的精度.本文应用小波变换的多分辨率特性,对DPIV图象(模拟和实际图象)进行去噪处理,并与维纳去噪和中值去噪进行比较.比较结果发现,小波变换能提高DPIV测量的精度,因而DPIV图象只有通过小波去噪后再进行基于互相关算法重建速度场的计算才是最精确的.关键词 小波变换 去噪 DPIV中图分类号:TP31714 文献标识码:A 文章编号:100628961(2000)0320211205Ima
3、geNoiseRemovinginDPIVBasedonWaveletTransformWENGWen2guo,LIAOGuang2xuan,FANWei2cheng(StateKeyLaboratoryofFireScience,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230027)AbstractDPIV(DigitalParticle2ImagingVelocimetry)hasbeenattachedimportancetoandappliedwiselyin
4、teri2orlyandoverseas.Butatpresent,itsmostdifficultproblemistheprecision.BecausethetracerparticleimagesofDPIVaresampledbyCCDandimagedigitizer,thenoise(mainlythenoiseofparticleimagesize,thesizeofinter2rogationwindow,localvelocitygradients,thenumberofparticleswith
5、inthesamplingwindowandquantizationef2fects)thatisimportedinevitablyintheprocessofexperimentfallstheprecisionofDPIVexperiment.Thispaperpresentstheimage(simulativeandpracticalimage)noiseremovinginDPIVbasedonwavelettransformwhosecharacteristicisthemultiresolution.
6、ThismethodiscomparedwithimagenoiseremovingbyWienerandmedianfilter.TheresultshowsthatimagenoiseremovinginDPIVbasedonwavelettransformimprovestheprecisionofDPIVexperiment,anditisthemostprecisetorebuildthevelocityfieldbasedoncross2correlationafterimagenoiseremoving
7、inDPIVusingwavelettransform.KeywordsWavelettransform,Noiseremoving,DPIV空间及尺度的贡献.在这种意义下小波分析又可称0 引 言为多分辨率分析,它是傅立叶分析发展史上里程碑式的进展.它已经广泛应用于信号处理、图象处理、小波分析是法国科学家Morlet于1980年首创量子场论、地震勘探、话音识别与合成、音乐、雷达、的,随后经过许多科学家近20年的研究,发展了小CT成象、流体湍流、天体识别、机器视觉、机械故障波变换的几何体系,其基础是仿射群(即平移与伸诊
8、断与监控、分形以及数字电视等科技领域.缩)下的不变性.这使我们能够将一个信号分解成对数字粒子图象测速技术由于能实时和非接触测基金项目:国家自然科学基金资助项目(59876038)收稿日期:1999205220;改回日期:1999210210212中国图象图形学报第5卷(A版)量二维乃至三维流场,所以它在测量流场时,具有不是,存在K>0,并使对此
