QUANTITATIVE EVALUATION OF WIENER’S IMAGE FILTERING

Ihor Polovynko, O. Semochko

Abstract


When processing and transmitting information on the image, the problem of reducing their distortion due to various noises is relevant. Noise reduces the quality of the image and, accordingly, the perception of the information contained in it. This, in particular, reduces the ability to evaluate the information that can be obtained as a result of analysis using both visual and computer methods. The procedure of reducing noise in images is handled by an area of image processing called restoration. Despite the intersection of this area with image enhancement, it should be noted that the latter is more of a subjective procedure, while the restoration process is objective. During restoration, an attempt is made to reconstruct or reproduce the distorted image, using a prior information about the occurrence that caused its deterioration. Restoration methods are based on the modeling of distortion processes and the use of reverse procedures to restore the original image. In this work, a method of quantitative assessment of restoration of distorted images using Wiener filters is advanced. It consists in obtaining histograms of distorted images and their extrapolation with a Gaussian curve, followed by determination of the value of the mean-square deviation. A similar procedure is carried out for the restored image. It is proposed to carry out a quantitative assessment of the degree of restoration using the parameter R, which determines the relative narrowing of the histogram of the restored image in relation to the distorted one. Such estimates were made for the Wiener filter. Also, for comparison, the median filter and its combined effect with the Wiener filter were used. The best result was obtained with the sequential action of the Wiener and median filters, which was confirmed both by the maximum value of the R parameter and by visual observations. The analysis was performed in the Python programming language using the Pillow and OpenCV image libraries.

Keywords: image restoration, Gaussian noise, Wiener filter, median filter, image restoration parameter, Python.


References


  1. Gonzales R., Woods R. Digital image processing (2th) – Prentice Hall. – 2017. – 802 pp.
  2. Бондарев А.І. Цифрова обробка сигналів. 2010. – 391c.
  3. І. Половинко, О. Семочко. Метод оцінки відновлення зображень із використання просторових і частотних фільтрів // International Science Journal of Engineering &Agriculture-2022 1(4) PP. 8-18.
  4. Ebrahimia M A., Khoshtaghazaa M.H., Minacia S., Jamshidi B. Візуальне виявлення шкідників на основі методу класифікації SVM. Журнал комп’ютерів та електроніки в сільському господарстві. 2017. 137. – С. 52-58.
  5. Наконечний А., Наконечний Р., Павлиш В. Цифрова обробка зображень.// Видавництво Львівської політехніки. 2010. 366 с.
  6. Бондарев Г., Трестер Г., Тегернега Б. Цифрова обробка зображень. // Видавництво СевГТУ. 1999. 398 с.
  7. Мартон А. (1991) Вступ до обробки зображень, Чепмен і Холл, 274 1 Бойл Р. і Томас, Р (1988) Комп’ютерне бачення.
  8. Меріон А. Вступ до обробки зображень. 1991. Чепмен і Холл, 274.
  9. Бойл Р. і Томас Р. (1988). Комп'ютерний зір. Blackwell Scientific
  10. Кайлат Томас, Сайєд Алі Х. Хассібі Бабак. (2000). Лінійна оцінка. Прентіс-Холл, Нью-Джерсі
  11. Pratt W.K. Digital Image Processing. 1978. – John Wiley and Sons, Inc., USA.
  12. Василенко Г.І., Тараторін А.М. Відновлення зображень. Радіо і зв’язок. 1986. 311с.
  13. Половинко І., Кашуба А. Метод покращення космічного зображення за допомогою просторової оптичної маски та частотних фільтрів // Електроніка та інформаційні технології. 2019. Вип. 12. – С. 55-63
  14. Половинко І.І., Кашуба А.1. Колірні перетворення космознімків із врахуванням відбитого та розсіяного світла // International Science Journal of Engineering & Agriculture, 2020. 65 (1). – С. 11-16
  15. Половинко І.І., Семочко О.Г. (2022). Розпізнання образів головного мозку людини // Матеріали ХІ міжнародної конференції «Релаксаційні, нелінійні, акустооптичні процеси і матеріали . – С. 129-130.
  16. Brown, Robert Grover; Hwang, Patrick Y.C. Introduction to Random Signals and Applied Kalman Filtering (3 ed.). 1996. New York: John Wiley & Sons.
  17. Wiener N. The interpolation, extrapolation and smoothing of stationary time series // Report of the Services 19, Research Project DIC-6037 MIT, February 1942
  18. Wiener, Norbert. Extrapolation, Interpolation, and Smoothing of Stationary Time Series. 1949. New York: Wiley.
  19. Pixabay. Retrieved from https://pixabay.com/




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/eli.22.3

Refbacks

  • There are currently no refbacks.