Redução de ruído Poisson com o algoritmo BM3D utilizando distâncias estocásticas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Tardivo, Lucas
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14642
Resumo: Noise is a problem constantly present in digital images incoming from multiple sources, being important to study noise filters to improve the quality of images. When dealing with radiographic images, Poisson noise is an inherent problem that is more noticeable in a proportion that is inverse to the radiation dosage used for the same energy. Radiation, in high dosages, can be harmful to the patient's health, therefore the radiation dose reduction through new technologies is a desirable application. There are several techniques capable of filtering noise in digital images, which are most effective when directed to a specific type of noise. BM3D is a non-local image noise filter that works on Wavelet transform domain. The BM3D works by extracting similar small fragments in the image, called patches, having their comparison made by the Euclidean distance and grouped in sets of 3 dimensions. These patches are used for double filtering using hardthresholding on Wavelet domain and a Wiener filter, reducing noise and reconstructing the image. The Euclidean distance is very effective in comparing patches for AWGN noise (Additive White Gaussian Noise), however, it is inappropriate for Poisson noise and less effective when compared to stochastic distances. Based on this strategy, this work presents a technique for the reduction of Poisson noise with BM3D algorithm, replacing the calculation of the Euclidean distance by stochastic distances.
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Radiation, in high dosages, can be harmful to the patient's health, therefore the radiation dose reduction through new technologies is a desirable application. There are several techniques capable of filtering noise in digital images, which are most effective when directed to a specific type of noise. BM3D is a non-local image noise filter that works on Wavelet transform domain. The BM3D works by extracting similar small fragments in the image, called patches, having their comparison made by the Euclidean distance and grouped in sets of 3 dimensions. These patches are used for double filtering using hardthresholding on Wavelet domain and a Wiener filter, reducing noise and reconstructing the image. The Euclidean distance is very effective in comparing patches for AWGN noise (Additive White Gaussian Noise), however, it is inappropriate for Poisson noise and less effective when compared to stochastic distances. Based on this strategy, this work presents a technique for the reduction of Poisson noise with BM3D algorithm, replacing the calculation of the Euclidean distance by stochastic distances.Ruído é um problema constantemente presente em imagens digitais e proveniente de diversas fontes, sendo importante o estudo de filtros de ruído para melhorar a qualidade das imagens. Quando tratamos de imagens radiográficas, o ruído Poisson é um problema inerente que se mostra mais perceptível numa proporção inversa à dosagem de radiação utilizada para uma mesma energia. A radiação, em altas dosagens, pode ser prejudicial à saúde do paciente, portanto a redução da dose de radiação por meio de novas tecnologias é uma aplicação desejável. Existem diversas técnicas capazes de reduzir ruído de imagens digitais, sendo elas mais efetivas quando direcionadas a um tipo de ruído específico. Dentre elas, o BM3D é um filtro não-local desenvolvido para a supressão de ruído no domínio da transformada de Wavelets. O BM3D funciona extraindo pequenos fragmentos similares na imagem, denominados patches, tendo sua comparação efetuada pela distância euclidiana e agrupadas em conjuntos de 3 dimensões. Esses patches são utilizados para uma dupla filtragem utilizando hardthresholding no domínio Wavelet e um Filtro de Wiener, reduzindo o ruído e reconstruindo a imagem. A distância euclidiana, por sua vez, se mostra muito efetiva na comparação de patches para ruído AWGN (Additive White Gaussian Noise), porém, se mostra inadequada para o ruído Poisson e menos efetiva quando comparada às distâncias estocásticas. Com base nesta estratégia, este trabalho apresenta uma técnica para a redução de ruído Poisson com o algoritmo BM3D, substituindo o cálculo da distância euclidiana por distâncias estocásticas.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: Código de Financiamento 001porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computação - PPGCCUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessFiltragem de ImagensRuído PoissonDistâncias EstocásticasAlgoritmo BM3DImage FilteringPoisson NoiseStochastic DistanceBM3D AlgorithmCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAORedução de ruído Poisson com o algoritmo BM3D utilizando distâncias estocásticasPoisson noise filtering with BM3D algorithm using stochastic distancesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis600600787a11d3-939f-471e-8064-0e22da9d895freponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALLucas Dissertação Versão Final.pdfLucas Dissertação Versão Final.pdfapplication/pdf4156764https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14642/3/Lucas%20Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Vers%c3%a3o%20Final.pdf4ca6cdd655b4989a2f8a0e3d6f8ea0b1MD53Autorização Lucas Tardivo 160721.pdfAutorização Lucas Tardivo 160721.pdfapplication/pdf427487https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14642/5/Autorizac%cc%a7a%cc%83o%20Lucas%20Tardivo%20160721.pdf0175705bed033d629a2671a7577456c7MD55CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14642/6/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD56TEXTLucas Dissertação Versão Final.pdf.txtLucas Dissertação Versão Final.pdf.txtExtracted texttext/plain104175https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14642/7/Lucas%20Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Vers%c3%a3o%20Final.pdf.txt3c780f267b0c35bbd5a32018a33a1121MD57Autorização Lucas Tardivo 160721.pdf.txtAutorização Lucas Tardivo 160721.pdf.txtExtracted texttext/plain1https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14642/9/Autorizac%cc%a7a%cc%83o%20Lucas%20Tardivo%20160721.pdf.txt68b329da9893e34099c7d8ad5cb9c940MD59THUMBNAILLucas Dissertação Versão Final.pdf.jpgLucas Dissertação Versão Final.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7732https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14642/8/Lucas%20Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Vers%c3%a3o%20Final.pdf.jpgb118b61067b0c3932089239d4d5c0126MD58Autorização Lucas Tardivo 160721.pdf.jpgAutorização Lucas Tardivo 160721.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12395https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14642/10/Autorizac%cc%a7a%cc%83o%20Lucas%20Tardivo%20160721.pdf.jpg1edba6b5f520dc1d6b7c62517fef9aa6MD510ufscar/146422023-09-18 18:32:13.463oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/14642Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:13Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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