融合提升小波阈值与多方向边缘检测的矿区遥感图像去噪

作者：王小兵

摘要：遥感图像在矿区生态修复、地质灾害监测与防治等方面发挥了重要作用,但由于矿区环境复杂,导致获取的遥感图像存在噪声,在很大程度上影响了后续的图像解译与分析。为此,融合图像边缘检测与噪声抑制思路,提出了一种基于提升小波阈值(lifting wavelet thresholding,LWT)与改进Prewitt算子边缘检测(improved edge dectction of Prewitt operator,IEDPO)的矿区遥感图像去噪算法(LWT-IEDPO)。首先,对原始遥感图像进行提升小波变换,在保留低频小波子带不作处理的情况下,设计了一种双参数阈值函数模型对高频子带进行自适应噪声抑制,经过小波逆变换获得初步去噪后的遥感图像;其次,为有效增强滤波后图像的细节信息,将经典Prewitt算子的检测模板扩展到0°,30°,60°,90°,120°和150°这6个方向,并设计了相应的检测结果融合规则,提出了改进的Prewitt算子来提取图像边缘轮廓,获得轮廓图像和非轮廓图像;然后,为了进一步改善视觉效果,针对非轮廓图像采用改进的Pal-King模糊算法提升对比度;最后,将增强后的非轮廓图像和轮廓图像进行叠加,实现对遥感图像的高清晰度复原。在MATLAB平台上,将所提出的遥感图像处理方法与经典硬阈值、软阈值模型以及2种已有的改进小波阈值算法进行对比,并引入峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)和边缘保持指数(edge protection index,EPI)对各算法的噪声抑制性能进行定量分析和比较。研究表明所提方法能够有效实现遥感图像去噪,其总体性能优于其余4种算法。

发文机构：中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司 金属矿山安全与健康国家重点实验室 华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司

关键词：图像处理遥感图像提升小波变换PREWITT算子图像增强image processingremote sensing imagelifting wavelet transformPrewitt operatorimage inhancement

分类号： TP751[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]