|
3.3. Пространственно-ориентированные деревья Целью данной главы является представить полностью автоматическую схему подавления спекл-шума, основанную на технике комплексирования, где правило максимального отбора заменено логической обработкой вейвлет-коэффициентов, принадлежащих разным пространственно-ориентированным деревьям (ПОД). Обычно ПОД используются в методах вейвлет-компрессии, как EZW, SPIHT [14, 19]. Расчет ПОД производится достаточно быстро в случае использования специального скомпилированного программного обеспечения. Один способ применения ПОД для подавления спекла в РСА-изображениях, описанный в [20], предполагает пороговую обработку вейвлет-коэффициентов, где пороговое значение вычисляется на основе оценки дисперсии шума в ПОД. Тем не менее, пороговая обработка способствует появлению артефактов звона в комплексированном изображении, что уменьшает некоторые параметры качества, такие как пиковое отношение сигнал-шум (PSNR) и индекс структурного сходства (SSIM). Поэтому, чтобы избежать артефактов в комплексированном изображении предлагается применить логические процедуры обработки, чтобы сохранить полезный контент входного изображения. Чтобы снизить вычислительные затраты, очевидным является выбор выбор т.н. быстрого вейвлет-преобразования (БВП), или схемы Малла [15]. В двумерном случае БВП заключается в разложении исходного изображения по ветви аппроксимации (низкочастотная субполоса), где детали (высокочастотные субполосы) вычисляются по горизонтали, вертикали и диагонали на каждом уровне декомпозиции. Известно, что при вейвлет-компрессии изображений с помощью SPIHT [14, 19] используется представление исходного изображения в виде совокупности пространственно-ориентированных деревьев (ПОД). В таком представлении все коэффициенты вейвлет-декомпозиции упорядочиваются в виде ПОД, корнями которых являются точки аппроксимации самой низкочастотной суополосы. Корневая точка, соответствующая масштабирующей функции, имеет три потомка. 134 |
изображения в виде совокупности пространственно-ориентированных деревьев (ПОД), которые применяются при кодировании вейвлеткоэффициентов по алгоритмам EZW, SPIHT. В таком представлении все коэффициенты вейвлет-декомпозиции упорядочиваются в виде ПОД, корнями которых являются точки аппроксимации самой низкочастотной субполосы. Корневая точка, соответствующая масштабирующей функции, имеет три потомка. Все другие точки-родители, соответствующие выбранному вейвлету, имеют по четыре потомка. Точки последнего уровня (листья) потомков не имеют. На рис.5.2.13 показана структура связей «родитель-потомки» для трехуровневого ВВП (0=3), где число субполос J =3Q +\. В алгоритмах EZW, SPIHT последовательно просматриваютсяк узлы дерева от родителей к потомкам, причем на основании выставленного порога принимается решение о необходимости кодирования потомков данного узла. Если значение вейвлет-коэффициента в ПОД окажется ниже порога (нулевая зона), то он считается незначимым («подрезается ветвь»), а при декодировании заменяется нулем (грубое пороговое отсечение вейвлет-коэффициентов). Последовательность просмотра узлов ПОД строится рекурсивным зигзагом от родителей к потомкам (рис.5.2.14). Значимые вейвлет-коэффициенты скалярно равномерно квантуются, а затем статистически кодируются /40/. Любое неискаженное ИК-изображение представимо в виде совокупности кусочно-регулярных структур, то есть участков с однородной текстурой (где интенсивность точек изображения примерно одинакова). В этом случае вейвлет-коэффициенты любого ПОД имеют относительно плавный спад (без резких скачков, выбросов). Дрейф коэффициентов передачи матрицы ФЭМ, рассматриваемый как мультипликативный шум на входе кодека и как аддитивный шум на уровне вейвлет-преобразования, приводит к разрушению кусочно-регулярных структур изображения и плавного характера спада вейвлет-коэффициентов ПОД. На рис.5.2.15 показаны изменения в поведении нормализованных вейвлет-коэффициентов 3 2 3 |