小波域马尔可夫随机场在THz图像处理中的应用

目前THz自由空间成像面临的挑战主要有大气损耗和水分吸收，辐射功率低，成像要获得高的信噪比，需要有更高功率的辐射源；数据获取时间长；图像质量仍需改善。分析了THz成像技术的最新发展趋势及国内外发展现状。阐述了利用THz辐射进行合成孔径成像、THz压缩感知成像的基本原理，并对两种种成像方法形成的THz图像的特点进行了分析。应用Wiener2，基于熵标准的ddencmp选定小波系数阈值降噪法、Donoho提出的小波系数阈值降噪法以及基于小波系数幅值渐近最优降噪法等图像降噪算法对THz图像进行处理效果从均方根误差、信噪比、相关系数等方面进行了定性、定量的比较。提出将小波域马尔可夫随机场应用于THz图像降噪中。主要完成了以下几个方面：对每个小波系数引入两个状态，一个状态对应图像的非平稳区域，如边缘；另一个状态对应图像平稳区。每个状态下的小波系数用高斯分布函数来描述，虽然每个状态下的小波系数服从高斯分布，但每个小波系数的两个状态混合模型服从非高斯分布。然后利用EM（ExpectationMaximization）算法估计混合模型中的参数，采用贝叶斯准则初步确定理想图像小波系数的收缩因子。最后将小波域隐马尔可夫模型的降噪算法进行对比试验，仿真结果表明小波域隐马尔可夫模型的降噪算法更具有效性和优异性。