Skip to main content
SUPERVISOR
Nader Karimi,Shadrokh Samavi
نادر کریمی (استاد راهنما) شادرخ سماوی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Zohreh Hosseinkhani
زهره حسینخانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Hardware Implementation of Impulse Noise Removal in Images
The existence of noise in many applications such as industrial, military and medical images is one of the important factors that affect the quality of the produced images and may disrupt the proper functioning of these applications. Considering the need to perform some of these applications in a real-time manner, providing real-time image noise reduction methods is a necessity. Impulse noise is a type of noise which corrupts images due to the malfunctioning of the acquisition device or electronic equipment. Up to now, different hardware and software-based techniques have been proposed to remove this type of noise. In this thesis, for improving the performance of current approaches, three different hardware-based methods are proposed for random-valued impulse noise removal. In these proposed methods, image pixels are categorized to different groups based on the image structure as well as the effect of noise on image pixels. Then noise detection and reduction steps are performed with the aim of preserving of the structural characteristics of the image. Furthermore, based on the similarity of pixels in their neighborhood and the intensity of noisy pixels, a low complexity hardware-based approach is proposed to remove the salt and pepper noise. Finally, a low complexity method for removal of reflected light in endoscopic images is proposed. Simulation results of the proposed methods using a publicly available dataset showtheir correct functionality. Keywords: 1-Image enhancement 2-Impulse noise 3-Hardware implementation 4-Low complexity 5- Endoscopic images
وجود نویز در تصاویرِ حاصل از کاربردهایی نظیر صنعتی، نظامی و پزشکی، یکی از عوامل مهمی است که کیفیت این‌گونه تصاویر را تحت تأثیر قرار داده و موجب اختلال در عملکرد صحیح این کاربردها می‌شود. با توجه به نیاز به انجام بلادرنگ برخی از کاربردهای مذکور ارائه روش‌های کاهش نویز به‌صورت بلادرنگ و با پیچیدگی سخت‌افزاری مناسب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. یکی از انواع نویز که موجب خرابی تصویر می‌شود، نویز ضربه‌ای نام دارد. حضور نویز ضربه ای در تصاویر معمولاً در فرایند اکتساب و به دلیل وجود نقص در مدارهای الکترونیکی تجهیزات است. تاکنون روش‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری متفاوتی برای حذف این نوع نویز پیشنهادشده است. در راستای افزایش کارایی روش‌های موجود، در این پایان‌نامه‌ سه روش پیشنهادی برای حذف نویز ضربه‌ای با مقدار تصادفی به‌صورت سخت‌افزاری ارائه‌شده است. در این روش‌ها سعی شده با تقسیم‌بندی تصویر با توجه به ساختار آن از یک سو، میزان اثر نویز روی تصویر از سوی دیگر، فرایند تشخیص نویز و بازسازی تصویر با حفظ ویژگی‌های ساختاری آن صورت گیرد. همچنین یک روش پیشنهادی سخت افزاری نیز برای حذف نویز ضربه‌ای از نوع فلفل و نمک بر اساس رابطه بین هر پیکسل با پیکسل های همسایه و همچنین سطوح روشنایی پیکسل‌های نویزی ارائه‌شده است. در انتها نیز، روشی باقابلیت پیاده سازی به‌صورت سخت افزاری برای حذف بازتاب روشنایی در تصاویر آندوسکوپی پیشنهاد شده است. نتایج شبیه‌سازی در هرکدام از روش‌های پیشنهادی در تصاویر مختلف، با درصد های نویز مختلف، در مقایسه با روش‌های موجود نشان‌دهنده‌ی عملکرد رضایت‌بخش روش‌های پیشنهادی است. همچنین میزان منابع سخت‌افزاری استفاده‌ شده در مقایسه با روش‌های سخت‌افزاری موجود، بیان‌کننده ساختار مناسب روش‌های پیشنهادی ست. کلمات کلیدی: 1- بهبود تصاویر 2-نویز ضربه‌ای 3-پیاده‌سازی سخت‌افزاری 4-پیچیدگی کم 5- تصاویر آندوسکوپی وجود نویز در تصاویرِ حاصل از کاربردهایی نظیر صنعتی، نظامی و پزشکی، یکی از عوامل مهمی است که کیفیت این‌گونه تصاویر را تحت تأثیر قرار داده و موجب اختلال در عملکرد صحیح این کاربردها می‌شود. با توجه به نیاز به انجام بلادرنگ برخی از کاربردهای مذکور ارائه روش‌های کاهش نویز به‌صورت بلادرنگ و با پیچیدگی سخت‌افزاری مناسب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. یکی از انواع نویز که موجب خرابی تصویر می‌شود، نویز ضربه‌ای نام دارد. حضور نویز ضربه ای در تصاویر معمولاً در فرایند اکتساب و به دلیل وجود نقص در مدارهای الکترونیکی تجهیزات است. تاکنون روش‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری متفاوتی برای حذف این نوع نویز پیشنهادشده است. در راستای افزایش کارایی روش‌های موجود، در این پایان‌نامه‌ سه روش پیشنهادی برای حذف نویز ضربه‌ای با مقدار تصادفی به‌صورت سخت‌افزاری ارائه‌شده است. در این روش‌ها سعی شده با تقسیم‌بندی تصویر با توجه به ساختار آن از یک سو میزان اثر نویز روی تصویر از سوی دیگر، فرایند تشخیص نویز و بازسازی تصویر با حفظ ویژگی‌های ساختاری آن صورت گیرد. همچنین یک روش پیشنهادی سخت افزاری نیز برای حذف نویز ضربه‌ای از نوع فلفل و نمک بر اساس رابطه بین هر پیکسل با پیکسل های همسایه و همچنین سطوح روشنایی پیکسل‌های نویزی ارائه‌شده است. در انتها نیز، روشی باقابلیت پیاده سازی به‌صورت سخت افزاری برای حذف بازتاب روشنایی در تصاویر آندوسکوپی پیشنهاد شده است. نتایج شبیه‌سازی در هرکدام از روش‌های پیشنهادی در تصاویر مختلف، با درصد های نویز مختلف، در مقایسه با روش‌های موجود نشان‌دهنده‌ی عملکرد رضایت‌بخش روش‌های پیشنهادی است. همچنین میزان منابع سخت‌افزاری استفاده‌ شده در مقایسه با روش‌های سخت‌افزاری موجود، بیان‌کننده ساختار مناسب روش‌های پیشنهادی ست. کلمات کلیدی: 1- بهبود تصاویر 2-نویز ضربه‌ای 3-پیاده‌سازی سخت‌افزاری 4-پیچیدگی کم 5- تصاویر آندوسکوپی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی