太赫兹共焦扫描图像复原算法比较-论文.pdf

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1、第34卷光学学报光学前沿一一信息光学2O14年9月ACTAOPTICASINICA专刊太赫兹共焦扫描图像复原算法比较李琦杨永发(哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室，黑龙江哈尔滨150081)摘要太赫兹共焦扫描成像中，由于太赫兹激光器不可能恒定输出和采集信号微弱等原因，成像质量有待提高。在消除激光抖动的背景抑制后进行了中值滤波、块匹配和三维滤波(BM3D)、非局部均值(NIM)滤波和中值非局部均值(MNLM)滤波等方法比较；同时研究了滤波参数对处理效果的影响。图像处理结果表明，对所考察图像应用所确定的滤波参数时，MNIM滤波稍好于N

2、LM滤波，NIM滤波稍好于BM3D，中值滤波效果较差。关键词图像处理；太赫兹成像；图像复原；共焦扫描；中值非局部均值；非局部均值；块匹配和三维滤波中图分类号TN29文献标识码Adoi：10．3788／AOS201434．sl11005ComparisonsofRestorationAlgorithmforTerahertzConfocalScanningImageLiQiYangYongfa(NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonTunablelaser，HarbinInstituteof

3、Technology，Harbin，Heilongjiang150081，China)AbstractIntheterahertzconfocalscanningimaging，theimagingqualityistobeimprovedforthereasonthatterahertzlasercannotoutputthebeamconstantlyandthatthesignalcollectedisweak，andSOon．Thecomparisonamongmedianfiltering，block-matchingandthr

4、eedimensional(3D)filtering(BM3D)，non．1ocalmeansfiltering(NLM)andmediannon-localmeansfiltering(MNLM)ismadeaftereliminatingthebackgroundsuppressionresultingfromlasershaking．Theinfluenceofthefilteringparametersontheprocessedeffectisstudied．Theresultsofimageprocessingshowthato

5、ntheconditionofapplyingdefinitivefilterparameterstotheinvestigationimages，MNLMSeffectisbetterthanthatofNLMS，andNLMSeffectisbetterthanBM3DS，whilemedianfilteringSeffectistheworst．Keywordsimageprocessing；terahertzimaging；imagerestoration；confocalscanning；mediannon—localmeans；

6、non—localmeans：block·matchingandthreedimensionalfilteringOCIScodes110．3000：110．4280：110．67951引言(MNIM)滤波和灰度变换的复合方法。但尚未研究共焦显微成像方式理论上可达到超分辨，且此种应用Dabov等提出的基于块匹配和三维滤波成像方式可以获得目标的三维(3D)轮廓，因此共焦扫(BM3D)的图像去噪算法的可行性，对中值非局部均描显微成像技术受到太赫兹(THz)成像领域研究人值滤波等滤波参数的选取也未进行对比分析；而滤波员关注J。2010年，丁胜晖等

7、进行了2．52THz共参数的选取对滤波效果影响不容忽视。焦扫描显微成像初步实验。随后，他们又进行了利用BM3D通过将含有相似块的图像二维数据依次数字图像处理方法提高成像质量的初步探索，提出了进行块匹配并堆叠成三维阵列，进行3D变换、收缩解决逐点扫描激光波动造成图像质量下降的解决办频谱和3D逆变换三步操作，得到滤波后的二维图法【。2013年，本课题组提出了一种用于太赫兹共焦像块组成的三维数据；其块匹配过程与非局部均值扫描图像复原的基于两步背景抑制、中值非局部均值(NLM)的邻域搜索过程十分相似。该算法不仅复收稿日期：2013-10—31；收到

8、修改稿日期：2014—01一l6作者简介：李琦(1963一)，女，博士，教授，主要从事激光与太赫兹成像及图像处理等方面的研究。E—mail：liqi2013@hit．edu．cn