Tıbbi Kamera Görüntü Gürültüsü
Tıbbi Kamera Görüntü Gürültüsü
Görüntü gürültüsü, görüntülerdeki parlaklık veya renk bilgilerinin rastgele değişimidir ve genellikle elektronik gürültünün bir yönüdür. Bir tarayıcının veya dijital kameranın görüntü sensörü ve devresi ile üretilebilir. Görüntü paraziti, film greninden ve ideal bir foton dedektörünün kaçınılmaz atış gürültüsünden de kaynaklanabilir. Görüntü paraziti, istenen bilgiyi gizleyen, görüntü yakalamanın istenmeyen bir yan ürünüdür.
asıl anlamı "gürültü, ses" NS "istenmeyen sinyal"; AM radyolar tarafından alınan sinyallerdeki istenmeyen elektrik dalgalanmaları duyulabilir akustik gürültüye neden oldu ("statik"). Benzer şekilde, istenmeyen elektrik dalgalanmalarına da denir."gürültü, ses".
Görüntü paraziti, iyi ışıkta çekilen bir dijital fotoğraftaki neredeyse algılanamayan noktalardan, karmaşık işlemlerle az miktarda bilginin elde edilebildiği neredeyse tamamen parazit olan optik ve radyoastronomik görüntülere kadar değişebilir. Böyle bir gürültü seviyesi bir fotoğrafta kabul edilemez olurdu çünkü konuyu belirlemek bile imkansız olurdu.
Gürültü Türler
1.Gauss gürültüsü
Dijital görüntülerdeki Gauss gürültüsünün başlıca kaynakları, elde etme sırasında ortaya çıkar. Sensör, aydınlatma seviyesi ve kendi sıcaklığı nedeniyle doğal bir gürültüye sahiptir ve sensöre bağlı elektronik devreler, kendi elektronik devre gürültüsü paylarını enjekte eder.
Tipik bir görüntü gürültüsü modeli, kapasitörlerin sıfırlama gürültüsünden ("kTC gürültüsü"). Amplifikatör gürültüsü,"gürültü oku"bir görüntü sensörünün, yani görüntünün karanlık alanlarındaki sabit gürültü seviyesinin.[5] Mavi renk kanalında yeşil veya kırmızı kanala göre daha fazla amplifikasyonun kullanıldığı renkli kameralarda, mavi kanalda daha fazla parazit olabilir.[6] Bununla birlikte, daha yüksek pozlamalarda, görüntü sensörü gürültüsüne Gauss olmayan ve sinyal yoğunluğundan bağımsız olmayan çekim gürültüsü hakimdir. Ayrıca, birçok Gauss gürültü giderme algoritması vardır.
2.Tuz-biber gürültüsü
Tuz ve biber gürültüsü ile görüntü
Yağ-kuyruk dağıtılmış veya "dürtüsel"gürültüye bazen tuz-ve-biber gürültüsü veya ani gürültü denir. Tuz-biber paraziti içeren bir görüntü, parlak bölgelerde koyu piksellere ve karanlık bölgelerde parlak piksellere sahip olacaktır.[9] Bu tür gürültüye analogdan dijitale dönüştürücü hataları, iletimdeki bit hataları vb. neden olabilir.[10][11] Çoğunlukla karanlık çerçeve çıkarma, medyan filtreleme, birleşik medyan ve ortalama filtreleme ve koyu/parlak pikseller etrafında enterpolasyon kullanılarak ortadan kaldırılabilir.
LCD monitördeki ölü pikseller, benzer ancak rastgele olmayan bir görüntü üretir.
3.Atış sesi
Bir görüntü sensöründen gelen görüntünün daha parlak kısımlarındaki baskın gürültü, tipik olarak istatistiksel kuantum dalgalanmalarından, yani belirli bir pozlama seviyesinde algılanan foton sayısındaki değişiklikten kaynaklanır. Bu gürültü, foton atış gürültüsü olarak bilinir.[6] Atış gürültüsü, görüntü yoğunluğunun kareköküyle orantılı bir kök-ortalama-kare değerine sahiptir ve farklı piksellerdeki gürültüler birbirinden bağımsızdır. Atış gürültüsü, çok yüksek yoğunluk seviyeleri dışında bir Gauss dağılımına yaklaşan bir Poisson dağılımını takip eder.
Foton çekim gürültüsüne ek olarak, görüntü sensöründeki karanlık kaçak akımdan kaynaklanan ek çekim gürültüsü olabilir; bu gürültü bazen olarak bilinir"karanlık atış gürültüsü"[6] veya "karanlık akım atış gürültüsü". Karanlık akım en büyük"sıcak pikseller"görüntü sensörü içinde. Normal ve sıcak piksellerin değişken karanlık yükü çıkarılabilir (kullanılarak"karanlık çerçeve çıkarma"), sızıntının yalnızca atış gürültüsünü veya rastgele bileşenini bırakarak. Karanlık çerçeve çıkarma işlemi yapılmazsa veya pozlama süresi, sıcak piksel şarjının doğrusal şarj kapasitesini aşmasına yetecek kadar uzunsa, parazit yalnızca çekim gürültüsünden daha fazlası olacaktır ve sıcak pikseller tuz-biber gürültüsü olarak görünür.
4.Kuantizasyon gürültüsü (tekdüze gürültü)
Algılanan bir görüntünün piksellerinin bir dizi ayrık seviyede nicelenmesinden kaynaklanan gürültü, nicemleme gürültüsü olarak bilinir. Yaklaşık üniform bir dağılıma sahiptir. Sinyale bağlı olabilse de, diğer gürültü kaynakları titreşime neden olacak kadar büyükse veya titreşim açıkça uygulanıyorsa, sinyalden bağımsız olacaktır.
5. Film tanesi
Fotoğraf filminin greni, çekim gürültüsüne benzer istatistiksel dağılıma sahip, sinyale bağlı bir gürültüdür. Film tanecikleri düzgün bir şekilde dağılmışsa (alan başına eşit sayı) ve her bir tanecik, fotonları emdikten sonra koyu gümüş bir taneye dönüşme için eşit ve bağımsız bir olasılığa sahipse, bir alandaki bu tür koyu tanelerin sayısı bir binom ile rastgele olacaktır. dağıtım. Olasılığın düşük olduğu alanlarda, bu dağılım atış gürültüsünün klasik Poisson dağılımına yakın olacaktır. Basit bir Gauss dağılımı genellikle yeterince doğru bir model olarak kullanılır.
Film greni genellikle neredeyse izotropik (yönlendirilmemiş) bir gürültü kaynağı olarak kabul edilir. Filmdeki gümüş halojenür taneciklerinin dağılımı da rastgele olduğu için etkisi daha da kötüleşir.
6.Anizotropik gürültü
Bazı gürültü kaynakları, görüntülerde önemli bir yönelimle görünür. Örneğin, görüntü sensörleri bazen satır gürültüsüne veya sütun gürültüsüne maruz kalır.
7.Periyodik gürültü
Bir görüntüdeki yaygın bir periyodik gürültü kaynağı, görüntü yakalama işlemi sırasında elektriksel veya elektromekanik girişimden kaynaklanır.[8] Periyodik gürültüden etkilenen bir görüntü, orijinal görüntünün üzerine tekrar eden bir desen eklenmiş gibi görünecektir. Frekans alanında bu tür gürültü, ayrık ani yükselmeler olarak görülebilir. Bu gürültünün önemli ölçüde azaltılması, frekans alanında çentik filtreleri uygulanarak sağlanabilir.[8] Aşağıdaki resimler, periyodik gürültüden etkilenen bir görüntüyü ve frekans alanı filtrelemesi kullanılarak gürültünün azaltılmasının sonucunu göstermektedir. Filtrelenen görüntünün kenarlarında hala biraz parazit olduğunu unutmayın. Daha fazla filtreleme bu sınır gürültüsünü azaltabilir, ancak görüntüdeki bazı ince ayrıntıları da azaltabilir. Gürültü azaltma ve ince ayrıntıları koruma arasındaki ödünleşim uygulamaya özeldir. Örneğin, kaledeki ince detaylar önemsenmiyorsa alçak geçiren filtreleme uygun bir seçenek olabilir. Kalenin ince detaylarının önemli olduğu düşünülüyorsa, kalenin sınırını kesmek uygun bir çözüm olabilir.
