Метод фильтрации шумов

Методы фильтрации шумов. Для компенсации шумов в изображении успешно применяется простой пороговый метод, при котором последовательно проверяется цифровое представление яркости всех элементов изображения / (х, у), и если яркость элемента Рц анализируемой группы из N X N элементов превышает среднюю яркость группы [c.103]

Частотный метод подавления шумов заключается в фильтрации сигнала, принимаемого приемниками АЭ, с помощью низко- и высокочастотных фильтров (ФНЧ/ФВЧ). В этом случае для настройки фильтров перед проведением контроля предварительно оценивают частоту и уровень соответствующих шумов. [c.162]

При построении многих систем управления и их измерительных подсистем возникает задача выявления сигналов в присутствии случайных помех. Для ее решения используют методы фильтрации, позволяющие отделить сигналы от сопровождающих их шумов. Обычно полагают, что на полезный сигнал 5 (к) накладывается аддитивная помеха п (к), в то время как измеряется только искаженный сигнал у (к) = 5 (к)+п (к). В тех случаях, когда спектры сигнала и шума лежат в разных диапазонах частот, их разделение может выполняться с помощью соответствующих полосовых фильтров (рис. 27.0.1). [c.456]

Модули для удаления шума из фонограммы могут работать, используя различные принципы. Наиболее простые модули просто с помощью фильтрации частот подавляют те частотные полосы, в которых чаще всего по статистике располагаются шумы. Однако это не очень эффективный метод. Если шумы какого-то одного типа (например, шумы обычной аудиокассеты) можно приблизительно устранить заранее, то другие шумы и постоянные помехи могут состоять из различных частотных полос. Кроме того, иногда шум может быть сам по себе достаточно широкого спектра. [c.338]

Первый связан с уменьшением шума, порождаемого в процессе формирования, измерения и передачи исходной информации. Подобная фильтрация может носить как локальный, так и глобальный характер и использует как стандартные методы фильтрации, так и специализированные нелинейные процедуры. [c.112]

Шум, метод фильтрации 103, 104, анизотропный 103, 104, геометрический 104, пороговый 103, рекуррентный 104 [c.254]

Среди других методов фильтрации следует отметить 1) метод обобщенных фильтров, основанный на представлении сигналов в виде разложений в ряд по ортогональным функциям, например по экспоненциальным функциям 2) метод оптимальных фильтров, которые подбираются исходя из конкретных видов сигналов и шумов так, чтобы обеспечить максимальное отноше-шение сигнал/шум, причем были разработаны методика построе--ния и некоторые варианты схемных решений для выявления отдельных типов дефектов 3) метод перестраивающихся фильтров. [c.415]

Главной проблемой в коррекции восстановленных изображений является подавление шумов. Для изображений, восстановленных с голограмм, характерен особый и мало изученный вид шума — шум когерентности или спекл-шум, связанный с диффузными свойствами реальных объектов и искажениями голограмм в голографических системах [172]. Некоторые результаты изучения статистических характеристик этого шума при различных искажениях голограмм, полученные путем цифрового моделирования, приведены в гл. 10. Эти результаты, а также аналитическое изучение спекл-шума [147] показывают, что спекл-шум является гораздо более сложным объектом как по своим статистическим характеристикам, так и по взаимодействию с сигналом, чем привычный аддитивный флуктуационный независимый от сигнала шум, который обычно рассматривается в работах по обработке изображений [55, 86, 89]. Поэтому вопрос об оптимальной фильтрации такого шума в настоящее время остается открытым и для фильтрации используются методы оптимальной линейной фильтрации (подробнее [c.172]

Данный метод компенсации фазовых шумов может быть полезен для схем пространственной фильтрации и корреляционной обработки изображений, а также в интерферометрии и адаптивной Оптике. [c.286]

Одним из видов апостериорной обработки фотоизображений является ослабление влияния помех и шумов методом пространственной фильтрации. Допустим, что обрабатываемое изображение представляет собой аддитивную смесь сигнала s(x, у) и помехи п х, у), т. е. х, y)=s x, у)+п х, у). Будем полагать, что и сигнал, и помеха описываются детерминированными двумерными функциями, имеющими фурье-преобразование. Тогда [c.251]

При увеличении температуры наблюдались также уменьшение интенсивности фотолюминесценции на три порядка и увеличение ширины пика. На рис. 7.2 приведена температурная зависимость интенсивности люминесценции. Коррекция регистрируемых спектров с целью учесть изменение чувствительности фотоприемника не проводилась. Точность определения температуры кристалла по измеренной интенсивности фотолюминесценции авторы оценивают величиной 8 °С, но считают возможным уменьшение погрешности до 14-2 °С путем усовершенствования метода вычисления Е по спектру люминесценции. Для увеличения отношения сигнал/шум авторы считают необходимым применить более мощный возбуждающий лазер, а также оптическую фильтрацию излучения. [c.191]

В данной главе обсуждаются вопросы применения подобных фильтров в системах управления. Если же спектры полезного сигнала и шума накладываются друг на друга, для выделения сигнала должны использоваться статистические методы оценивания. В этих условиях принципиально невозможно получить абсолютно точные значения сигналов и целью указанных методов является лишь минимизация воздействия помех. Первым фильтром такого типа стал предложенный в 1940 г. для непрерывных сигналов фильтр Винера, в основе которого лежал метод наименьших квадратов. Реализация этого фильтра столкнулась, однако, с существенными трудностями. Новым этапом в развитии теории фильтрации явился фильтр Калмана, первое сообщение [c.456]

Поскольку аналоговые фильтры, рассчитанные на частоты 2<0,1 Гц, достаточно сложны и дороги, фильтрацию столь низкочастотных шумов следует осуществлять с использованием цифровых методов. Цифровые фильтры низких частот рассматриваются в первой части этого раздела. Затем мы обсудим высокочастотные цифровые фильтры, а также некоторые специальные Типы дискретных алгоритмов фильтрации. [c.462]

Модуляционный фотоэлектрический метод. Отношение сигнал/шум можно значительно увеличить, используя модуляционный метод, в котором сигнал усиливается на переменном токе. Это дает возможность исключить постоянную составляющую интерференционного сигнала, устранить широкополосный шум, подавить асинхронные помехи с помощью фильтрации и демодуляции сигнала. [c.147]

С учетом (67) СКО квантовых шумов метода замещения в зависимости от экспозиции при измерении стандартных проекций /7сн (г, ф) составляет от 1 до 1,4 уровня СКО моноэнергетического приближения. Фактически же отсутствие предварительной фильтрации излучения в методе замещения позволяет одновременно снизить и уровень квантовых шумов за счет более полного использования фотонов с низкой энергией. [c.131]

Метод частотной фильтрации наилучшие результаты дает при выделении сигнала АЭ из механических шумов. Частотный спектр механических ударов не превышает 200 кГц, спектр шумов трения достигает 1 МГц. На высоких частотах затухание ультразвуковых волн значительно, что ограничивает дальность действия приборов АЭ. На частотах 2. .. 5 МГц дальность действия в объектах из стали не превышает нескольких десятков сантиметров. В связи с этим в большинстве приборов АЭ диапазон частот выбран от 20. .. 100 кГц до 2. .. 3 МГц. Наиболее распространенным диапазоном частот при АЭ контроле сосудов является диапазон 100. .. 200 кГц, а для контроля трубопроводов 10. .. 60 кГц. [c.323]

В цифровой системе преобразования сигналов возникают и влияют на качество их передачи [62] следующие виды ошибок погрешность, вносимая входным ФНЧ из-за конечной длительности переходов уровня сигнала в верхней части звукового диапазона и за ним недостаточная фильтрация высокочастотных входных сигналов шум, создаваемый входным ФНЧ или усилителем выборки-хранения ошибки входного усилителя выборки-хранения, обусловленные временем установления сигнала погрешность из-за недостаточного времени установления процесса при преобразовании методом последовательных приближений ошибки значений уровней квантования ЦАП, применяемого в составе АЦП шум компаратора ЦАП ошибка из-за переменного эффективного времени выборки во входном устройстве выборки-хранения погрешность, обусловленная временными флуктуациями входных и выходных синхроимпульсов выборки погрешность из-за диэлектрического поглощения в конденсаторах входных и выходных усилителей выборки-хранения ошибка из-за уменьшения значения сигнала в течение фазы хранения нелинейности низкочастотной части характеристик аналоговых цепей, обусловленные неравномерным нагреванием большими токами ле-ментов входных каскадов шумы источника питания и плохого заземления неравномерность уровней квантования в выходном ЦАП производные искажения высокого порядка в выходном устройстве выборки (интегрирования-хранения) шум выходного фильтра, обусловленный ограничением динамического диапазона интегрирующей цепи изменение характеристик в зависимости от температуры и времени. [c.26]

Прежде всего, следует отметить, что фрактальные свойства действительно присущи в ряде случаев реальным геологическим средам и системам, имеющим сложную пространственную и структурную организацию. Это проявляется и в ряде сейсмических и сейсмоакустических явлений, детерминированных происходящими в них процессами, связанными с возбуждением и распространением волн в таких средах. По-видимому, они проявляются и в ряде других свойств и процессов, характерных для геологических сред, таких как механические свойства горных пород, особенности процессов фильтрации флюидов в них и тому подобное. Фрактальные свойства геологических систем наблюдаются и проявляются в геофизике на разных временных и масштабных уровнях - от распределения неоднородностей в литосфере [1,2], до высокочастотного сейсмического шума [3]. Фрактальными свойствами обладают также распределения в объеме пористой среды фильтрующихся сквозь неё несмешивающихся флюидов. Уже перечисленные примеры имеют разную по происхождению физическую природу, но подтверждают широкое распространение фрактальных объектов в геосреде и применимость идей и методов, основанных на особенностях и свойствах таких объектов, при изучении и объяснении протекающих в них, или с их участием, волновых процессов. Внимание к такого рода подходу в различных областях физики и её приложений выросло из стремления ... к установлению связи между микроскопической структурой и макроскопическим поведением сложных систем , как отмечено в отношении всего многообразия исследований по изучению фрактальных структур в волновых процессах авторами обзора [4]. [c.124]

В этом разделе будут рассмотрены теоретические основы метода Шура для решения различных типов алгебраических уравнений Риккати с помощью соответствующих обобщенных проблем собственных значений. Обобщенная проблема собственных значений представляет собой единую методику надежного численного решения широкого класса уравнений Риккати, возникающих в оптимальном управлении или задачах фильтрации, в том числе нестандартных задачах с вырожденными весовыми матрицами управления (или ковариационными матрицами шума измерения), перекрестными весовыми (взаимно корреляционными) матрицами и вырожденными переходными матрицами (для дискретных систем). Кроме того, могут рассматриваться модели в пространстве состояний, приводящие к обобщенным уравнениям Риккати [c.249]

Таким образом, контрольный сигнал является мерой неадекватности модели реальному процессу. Д. В. Тригг и А. Лич [46 ] предложили модифицировать методы, в которых используется экспоненциальное сглаживание, посредством изменения скорости реакции в зависимости от величины контрольного сигнала на основе введения автоматической обратной связи. Действительно, когда величина следящего сигнала возрастает, что говорит о росте расхождения между принятой и действительной моделью, необходима более быстрая реакция метода, которая достигается за счет увеличения значения постоянной сглаживания, придающего больший вес последним наблюдениям. Таким образом, имеет место отрицательная обратная связь. Как только метод приспособился к новой ситуации, необходимо уменьшить а для фильтрации шума. Простой способ достижения такой адаптивной скорости реакции состоит в выборе [c.50]

При разработке систем понимания речи основные усилия были приложены к обеспечению компьютерных систем необходимыми знаниями и разработке методов фильтрации посторонних шу- мов с целью достижения понимания машиной непрерывной речи в реальном времени. К больнюму сожалению для разработчиков компьютерных систем люди произносят слова не одинаково. Таким образом даже системы, ориентированные на узнавание речевых входных сиг) алов (без обязательного понимания ее), сталкиваются с задачей различать слова независимо от личности говорящего, скорости его речи, любых диалектов или акцентов, словарного запаса, пропущенных слогов и, наконец, что не менее важно, фонового шума окружающей среды. [c.297]

Поскольку шум пространственно не коррелирован, его спектр содержит более высокие пространственные частоты, чем снектр изображения. В связи с этим широкое распространение получили методы сглаживания шумов, основанные на низкочастотной пространственной фильтрации, например, методы яничотропной и рекуррентной фильтрации. [c.103]

Диагностика места расположения усталостной трещины основана на принципе пространственно временной селекции регистрируемых сигналов АЭ [127, 128]. На объект устанавливается множество датчиков в виде ат1тенной решетки. Ячейки решетки выбирают по геометрии различной формы в зависимости от алгоритма обработки информации. При визуализации результатов анализа по накоплению повреждений в наиболее повреждающейся зоне их представляют в виде кластера сигналов АЭ наибольшей интенсивности. Достоверность диагностирования зоны появления и развития трещины существенно зависит от спектра шумов и метода их фильтрации. [c.72]

Метод управления частотной характеристикой оптич. системы с по-мощью транспарантов, устанавливаемых в фурьс-плоскости, наз. принципом корреляц. фильтрации. С его помощью решаются разнообразные задачи, такие, как улучшение разрешающей способности оптич. системы, связанное, напр., с сужением гл. максимума ф-ции рассеяния уменьшение боковых лепестков ф-ции рассеяния (апо-дизация), выполняемое с помощью т. и. мягких диафрагм— плавного уменьшения пропускаемости диафрагмы от центра к краям (напр., по линейному закону) устранение пространственно-периодич. шума в изображении апостериорная обработка изображений. [c.388]

Перспективными являются цифровые системы управления внброиспытаниями на случайную вибрацию использующие методы цифровой фильтрации случайных процессов [4, ]0], В таких системах формирование частотных характеристик управляемого фильтра выполняется с помощью цифровых нерекурсивных фильтров [10]. Многомерный цифровой формирующий фильтр МЦФ (рис. 7) является по существу специализированным процессором (СП), содержащим устройство управления (УУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), блок сопряжения (БС) с управляющей мини-ЭВМ, генератор псевдослучайных тестовых сигналов (ГТС) и блок генераторов белого шума (ГБШ). ГТС служит для определения динамических характеристик внбросистем в режиме идентификации, а ГБШ — для генерирования белого шума в режимах испытаний и итерационного управления. Благодаря быстродействию такого СП алгоритмы нерекурсивной цифровой фильтрации работают в реальном времени, что позволяет, с одной стороны, произвольным образом изменять форму спектральной [c.470]

Методы первичной обработки, в свою очередь, разделяют на две подгруппы. К алгоритмам первой подгруппы относят различного рода процедуры фильтрации как простейшие (низкочастотная, высокочастотная, полосовая фильтрация, разделение на отдельные частотные составляющие с помощью гребенки полосовых фильтров), так и более сложные (оптимальная фильтрация с помощью фильтров Винера, Калмана — Бьюси и др.). К ним относятся и методы обнаружения и исключения аномальных наблюдений, алгоритмы сглаживания, направленные на выделение детерминированных компонентов сигнала (выявление трендов полиномиального, циклического или заранее неизвестных видов), а также методы согласованной фильтрации, при которых характеристики фильтра выбираются с учетом формы полезного сигнала (обычно импульсного) и статистических свойств шума. [c.456]

Аналоговое оптическое вычислительное устройство выполняет требуемую математическую операцию над сформированным когерентным оптическим сигналом. Обычно оно содержит одну или несколько оптически связанных между собой линз (объективов) и оптические фильтры в виде амплитудных или фазовых масок либо голограмм, установленных в определенных плоскостях оптической системы. С помощью масок и голограмм требуемым образом осуществляют пространственную модуляцию обрабатываемого когерентного оптического сигнала или его спектра. Методы когерентной оптики и голографии позволяют относительно просто выполнять целый ряд математических операций и интегральных преобразований над двумерными комплекснозначными функциями (изображениями). Это прежде всего операции двумерного преобразования Фурье, взаимной корреляции и свертки, а также операции умножения и деления, сложения и вычитания, интегрирования и дифференцирования, преобразования Гильберта, Френеля и др. Легко реализуются также различные алгоритмы пространственной фильтрации изображений, в том числе согласованной, инверсной и оптимальной по среднеквадратичному критерию и критерию максимума отношения сигйал/шум. Следует отметить, что часто одну и ту же операцию можно реализовать с помощью разных оптических схем и различными способами. Запоминающее устройство (оптическое или голографическое) служит Для хранения набора эталонных масок или голограмм, [c.201]

Из всего многообразия задач по обработке изображений, решаемых методом пространственной фильтрации, в настоящем параграфе кратко рассмотрены лишь те, цель которых улучшить качество изображений. Это задачи повышения общего контраста малоконтрастных изображений, устранения расфокусировки исмаза, уменьшения влияния помех и шумов. Основополагающие работы по улучшению качества изображений методом пространственной фильтрации выполнены А. Марешалем и П. Кросом [142], Е. О Нейлом [143], Дж. Тауджиучи [144, 145], Строуком [146, 147] и др. Проведенные к настоящему времени исследования полностью подтвердили эффективность и перспективность этого метода. [c.244]

Относительная простота синтеза схем пространственной фильтрации с требуемым видом передаточной характеристики открывает большие возможности по оптической обработке изображений как с целью улучшения их качества, так и с целью извлечения максимума полезной информации. Можно указать на следующие задачи, которые сравнительно просто и эффективно решаются методом простраиствеиной фильтрации изображений повышение общего контраста малоконтрастных изображений устранение дефокусировки и смаза дифференцирование изображений ослабление влииния аддитивных помех и шумов контроль качества фотошаблонов интегральных схем и самих интегральных схем коррекция апертурных [c.262]

Винеровский фильтр. Одной из фундаментальных проблем, связанных с применением методов оптической пространственной фильтрации [4, 7, 14, 16] к реальным фотографическим изображениям, является шум, обусловленный зернистостью фотоматериала этот шум проявляется в виде нерегулярной пространственной структуры, разрушающей изображение. Поскольку такая нерегулярность носит случайный характер, то, чтобы свести ее проявление к минимуму, необходимо обратиться к статистическим методам. Такой подход к фильтрации сигналов в присутствии аддитивного шума разработан и широко применяется как в электрических, так и в оптических системах [1, 3, 5, 6, 8, 9, 12, 15]. [c.90]

Нами рассмотрена теорема выборки в координатном и частотном пространствах и использовано понятие произведения пространства на ширину полосы для определения связи общего числа точек выборки с шириной спектра функции. Приведены примеры из оптики, иллюстрируюш,ие использование теоремы выборки в ряде применений. Представлено статистическое описание случайных сигналов, предполагаюш,ее выполнение условий стационарности и эргодичности, подчеркнуто значение усреднений по ансамблю и Координатам. Мы определили корреляционные функции, их фурье-образы, а также функции спектральной плотности. Нами проведено обш,ее сравнение операций корреляции и свертки как для симметричных, так и для несимметричных функций. Мы проиллюстрировали на примерах применение различных статистических методов к линейным оптическим системам при случайных входных сигналах и дали интерпретацию соответствуюш,их результатов. В этих примерах рассмотрены модель идеальной линейной фотопленки, винеровская фильтрация, обратная и согласованная фильтрации. В заключение мы показали, что использование метода, основанного на усреднении по ансамблю, улучшает отношение сигнал/шум в спекл-фотографии. [c.95]

Хотя подходящая фильтрация фактически устраняет вышеупомянутые источники шумов, имеются две дополнительные компоненты шума из-за стимулированного излучения, которые присутствуют в прошедшем свете. Это шумы деполяризации и флуктуации выходного излучения лазера, обусловленные конкуренцией двух разных переходов с одного и того же верхнего лазерного уровня [37]. Рассмотрим деполяризационные шумы. Если использовать зеркала в качестве окошек разрядной трубки, то выходное излучение газового лазера будет почти неполяризованным. Выходные шумы спонтанного излучения будут практически в 2 раза больше, чем у лазера с внешними зеркалами, поскольку в выходящем свете присутствуют все направления поляризации. Когда используется лазер с внешними зеркалами, выходное излучение частично поляризовано благодаря ослаблению при многократном прохождении через лазерную трубку той компоненты светового потока, которая хорошо отражается от брюстеровских окошек. Простейший метод подавления этого источника шумов, когда выходное излучение лазера частично поляризовано, заключается в использовании хорошего [c.470]

Естественно начальной процедурой формирования контурного изображения является процедура предобработки (фильтрации), заключающаяся в подавлении шумов в исходном изображении. В настоящее время достаточно хорошо разработан целый набор методов и алгоритмов по решению этой задачи (методы линейной и нелинейной, минимаксной, морфологической и т. п. фильтрации) [5.2]. [c.164]

Если есть основание считать их законы распределения различными, причем закон распределения помехи считать близким к нормальному, то можно использовать простой коррелятор [6]. В том же случае, когда входной сигнал коррелятора имеет достаточно большую амплитуду, можно воспользоваться схемой автокоррелятора, приведенной на рис. 2, который применим при любых законах распределения полезного сигнала и помехи. Входной сигнал, состоящий из смеси сигнала и шума, поступает на входной фильтр 1, в котором производится предварительная фильтрация избыточной информации. При ультразвуково.м, элек-троиндуктивном и радиотехническом методах в качестве входного фильтра может использоваться резонансная система с регулируемой формой частотной характеристики, пороговые и ограничительные устройства с регулируе.мыми пределами ограниче- [c.463]

Указанные выше участки светотеневого изображения, как было уже отмечено, всегда подвергаются воздействию шумов и помех различного происхождения. Поскольку случайная составляющая шума пространственно декоррелирована, в ее спектре во многих случаях могут содержаться более высокие пространственные частоты, чем в спектре изображений дефектов, и, следовательно, простая низкочастотная фильтрация может служить эффективным методом сглаживания таких шумов. [c.95]

Из сравнения мер различия можно видеть, чго качество реконструкции изображения алгоритмами обратного проецирования с фильтрацией сверткой по массиву достаточно точных исходных данных практически выше, чем у других алгоритмов, однако это не означает, что не существует случаев, коща изображения более высокого качества не могут быть получены другими методами. Так, при высоком уровне шумов в исходных данных, например алгебраические алгоритмы реконструкции, являющиеся в отличие от детерминированных методов реконструкции с преобразователем в большинстве случаев вероятностными и обладающие в силу этого большей устойчивостью к погрешностям, позволяют восстанавливать в присутствии шумов изображения более высокого качества, чем АОПФС. [c.363]

Электронные устройства АС включают в себя, прежде всего, электрические разделительные фильтры. Практически все современные АС являются многаполосиьгми по причинам, указанным выше, поэтому распределение энергии звукового сигнала между Г.Г является основной задачей фильтров. Развитие техники проектирования АС заставило изменить функции фильтров и методы их проектирования. Разделительные фильтры выполняют теперь одновременно задачи фильтрации и коррекции. В подавляющем большинстве современных вьтускаемых АС используются так называемые пассивные фильтры, которые включаются после усилителя мощности. Однако в ряде моделей АС применяются и активные разделительные фильтры. В этом случае в каждом частотном канале используется свой усилитель мощности, включенный после фильтров. По сравнению с пассивными активные фильтры имеют ряд преимуществ лучшую перестраиваемость в процессе настройки, отсутствие потерь мощности, меньшие габариты и т. д., однако они проигрывают по таким параметрам, как динамический диапазон, шумы, нелинейные искажения, требуют применения отдельных усилителей в каждом канале, что экономически невыгодно, В отечественной промышленности выпускается только одна модель активной АС 8-70 . [c.8]

В [33] описано применение обычной схемы когерентно-оптической фильтрации для этой цели. В качестве р-фильтра использовался двумерный полутоновой амплитудный транспарант с линейно нарастающим от центра к периферии пропусканием, синтезированный аналоговым методом вращающейся маски. Исходное поперечное суммарное изображение фотографически уменьшалось и помещалось в специальную кювету с иммерсионной жидкостью. Несмотря на эти меры, качество восстановленной томограммы было недостаточным из-за наличия спекл-шума, характерного для когерентных систем оптической обработки информации. [c.182]

Первые разработанные РЛС служили для обнаружения и сопровождения точечных объектов. Теория радиолокации, методы оптимальной фильтрации решали задачу выделения сигналов на фоне шумов приемника и помех, вызванных отражением от фона местности. Следующее поколение радиолокаторов — это самолетные бомбонрпцелы, навигационные панорамные РЛС кругового или секторного обзора в передней полусфере, например, РЛС "Эмблема" для самолета ИЛ-18. Их назначением является радиолокация земных покровов, обнаружение объектов на земной поверхности, где отражение от фона является также полезной информацией. Развитие теории радиолокации в связи с появлением таких РЛС — это различение протяженных объектов по их контрастам. [c.6]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...