تقليل الضوضاء

الموسوعة الحرة

تقليل الضوضاء هو عملية إزالة الضوضاء من الإشارة . توجد تقنيات لتقليل الضوضاء للصوت والصورة. قد تُشوّه خوارزميات تقليل الضوضاء الإشارة بدرجة ما. رفض الضوضاء هو قدرة الدائرة على عزل مُكوّن الإشارة غير المرغوب فيه عن مُكوّن الإشارة المرغوب فيه، كما هو الحال مع نسبة رفض الوضع المشترك .

تتمتع جميع أجهزة معالجة الإشارات ، سواءً التناظرية أو الرقمية ، بخصائص تجعلها عرضة للتشويش. قد يكون التشويش عشوائيًا ذو توزيع تردد منتظم ( التشويش الأبيض )، أو تشويشًا يعتمد على التردد ناتجًا عن آلية الجهاز أو خوارزميات معالجة الإشارات.

في الأنظمة الإلكترونية ، يُعدّ التشويش الناتج عن الحركة العشوائية للإلكترونات بسبب الاضطراب الحراري نوعًا رئيسيًا من الضوضاء . وتضيف هذه الإلكترونات المضطربة وتطرح بسرعة من إشارة الخرج، مما يُنتج ضوضاء قابلة للكشف .

في حالة الأفلام الفوتوغرافية والأشرطة المغناطيسية ، ينشأ التشويش (المرئي والمسموع) نتيجةً لبنية حبيبات المادة. ففي الأفلام الفوتوغرافية، يحدد حجم الحبيبات حساسية الفيلم؛ إذ تتميز الأفلام الأكثر حساسية بحبيبات أكبر حجماً. أما في الأشرطة المغناطيسية، فكلما كبرت حبيبات الجسيمات المغناطيسية (عادةً أكسيد الحديد أو المغنتيت )، زادت قابلية المادة للتشويش. وللتعويض عن ذلك، يمكن استخدام مساحات أكبر من الفيلم أو الشريط المغناطيسي لخفض التشويش إلى مستوى مقبول.

على العموم

تميل خوارزميات تقليل الضوضاء إلى تغيير الإشارات بدرجات متفاوتة. ويمكن استخدام خوارزمية التعامد المحلي للإشارة والضوضاء لتجنب هذه التغييرات. [ 1 ]

في الاستكشاف الزلزالي

يُعدّ تعزيز الإشارات في البيانات الزلزالية أمرًا بالغ الأهمية، لا سيما في التصوير الزلزالي [ 2 ] [ 3 ] ، والمعالجة العكسية [ 4 ] [ 5 ] ، والتفسير [ 6 ] ، مما يُحسّن بشكل كبير من معدل نجاح عمليات التنقيب عن النفط والغاز [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] . غالبًا ما يتم تجاهل الإشارة المفيدة التي تتداخل مع الضوضاء العشوائية المحيطة، مما قد يُسبب انقطاعًا زائفًا في الأحداث الزلزالية وظهور تشوهات في الصورة النهائية بعد المعالجة. يُمكن لتعزيز الإشارة المفيدة مع الحفاظ على خصائص حواف المقاطع الزلزالية عن طريق تخفيف الضوضاء العشوائية أن يُساعد في تقليل صعوبات التفسير والمخاطر المُضللة في الكشف عن النفط والغاز.

في الصوت

يُعدّ تشويش الشريط مشكلة تحدّ من الأداء في تسجيل الشريط التناظري . ويرتبط هذا بحجم الجسيمات وقوامها المستخدمة في المستحلب المغناطيسي الذي يُرشّ على وسائط التسجيل، وكذلك بسرعة الشريط النسبية عبر رؤوس التسجيل .

توجد أربعة أنواع من تقنيات تقليل الضوضاء: التسجيل المسبق أحادي الطرف، وتقليل التشويش أحادي الطرف، وتقليل ضوضاء السطح أحادي الطرف ، وأنظمة الترميز أو الأنظمة ثنائية الطرف. تعمل أنظمة التسجيل المسبق أحادية الطرف (مثل Dolby HX Pro ) على التأثير على وسيط التسجيل أثناء عملية التسجيل. أما أنظمة تقليل التشويش أحادية الطرف (مثل DNL [ 10 ] أو DNR ) فتعمل على تقليل الضوضاء أثناء حدوثها، سواء قبل عملية التسجيل أو بعدها، وكذلك في تطبيقات البث المباشر. ويُستخدم تقليل ضوضاء السطح أحادي الطرف (مثل CEDAR وSAE 5000A و Burwen TNE 7000 و Packburn 101/323/323A/323AA و325 [ 11 ] ) في تشغيل أسطوانات الفونوغراف لمعالجة الخدوش والفرقعة وعدم الخطية السطحية. يمكن لموسعات النطاق الديناميكي أحادية الطرف ، مثل نظام تقليل الضوضاء واستعادة النطاق الديناميكي بتقنية الارتباط الذاتي الخطي الطوري (الطرازين 1000 و4000)، تقليل أنواع مختلفة من الضوضاء في التسجيلات القديمة. أما الأنظمة ثنائية الطرف (مثل نظام دولبي لتقليل الضوضاء أو dbx )، فتعتمد على عملية تشديد مسبق أثناء التسجيل، ثم عملية إزالة التشديد أثناء التشغيل.

لم تعد التسجيلات الصوتية الرقمية الحديثة بحاجة للقلق بشأن تشويش الشريط، لذا لم تعد أنظمة تقليل الضوضاء التناظرية ضرورية. مع ذلك، من المثير للاهتمام أن أنظمة التمويه الصوتي تضيف ضوضاءً إلى الإشارة لتحسين جودتها.

أنظمة تقليل الضوضاء القائمة على الضاغط

تتميز أنظمة تقليل الضوضاء ثنائية الطرف بتقنية الضغط والتمديد بعملية ما قبل التأكيد المطبقة أثناء التسجيل، ثم عملية إزالة التأكيد المطبقة أثناء التشغيل. تشمل الأنظمة أنظمة Dolby A [ 10 ] و Dolby SR الاحترافية من Dolby Laboratories ، و dbx Professional و dbx Type I من dbx ، و EMT NoiseBX من Donald Aldous ، [ 12 ] وBurwen Noise Eliminator ، [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] وtelcom c4 من Telefunken [ 10 ] وMXR من MXR Innovations [ 16 ] ، بالإضافة إلى أنظمة المستهلكين Dolby NR و Dolby B ، [ 10 ] و Dolby C و Dolby S ، و dbx Type II ، [ 10 ] وHigh Com من Telefunken [ 10 ] و High-Com II من Nakamichi ، و adres من Toshiba (Aurex AD-4) ، [ 10 ] [17] وANRS من JVC [ 18 ] . [10 ] [ 17 ] و Super ANRS ، [ 10 ] [ 17 ] و Super D من Fisher / Sanyo ، [ 18 ] [ 10 ] [ 17 ] و SNRS ، [ 17 ] ونظام Ex-Ko المجري/الألماني الشرقي . [ 19 ] [ 17 ]

في بعض أنظمة الضغط والتوسيع، يتم تطبيق الضغط أثناء إنتاج الوسائط الاحترافية ويتم تطبيق التوسيع فقط من قبل المستمع؛ على سبيل المثال، أنظمة مثل dbx disc و High-Com II و CX 20 [ 17 ] و UC المستخدمة لتسجيلات الفينيل و Dolby FM و High Com FM و FMX المستخدمة في البث الإذاعي FM.

طُوِّرت أول تقنية لتقليل ضوضاء الصوت على نطاق واسع من قِبَل راي دولبي عام 1966. صُمِّم نظام دولبي من النوع A للاستخدام الاحترافي، وهو نظام تشفير/فك تشفير، حيث يتم فيه زيادة سعة الترددات في أربعة نطاقات أثناء التسجيل (التشفير)، ثم يتم تقليلها بشكل متناسب أثناء التشغيل (فك التشفير). على وجه الخصوص، عند تسجيل الأجزاء الهادئة من الإشارة الصوتية،  يتم تضخيم الترددات التي تزيد عن 1 كيلوهرتز. كان لهذا تأثير في زيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء على الشريط بما يصل إلى 10  ديسيبل، اعتمادًا على مستوى الإشارة الأولي. عند التشغيل، يعكس جهاز فك التشفير العملية، مما يؤدي فعليًا إلى تقليل مستوى الضوضاء بما يصل إلى 10  ديسيبل.

كان نظام دولبي بي (الذي طُوّر بالتعاون مع هنري كلوس ) نظامًا أحادي النطاق مصممًا للمنتجات الاستهلاكية. ورغم أن نظام دولبي بي لم يكن بنفس فعالية نظام دولبي إيه، إلا أنه تميز بإمكانية الاستماع إليه على أنظمة التشغيل دون الحاجة إلى جهاز فك تشفير.

يمكن استخدام الدائرة المتكاملة U401BR من شركة Telefunken High Com للعمل كضاغط وموسع نطاق متوافق إلى حد كبير مع تقنية Dolby B. [ 20 ] في العديد من أجهزة تشغيل أشرطة High Com من الأجيال المتأخرة، لم تقتصر وظيفة مُوسِّع تقليل الضوضاء الرقمي (DNR Expander) التي تحاكي تقنية Dolby B على التشغيل فحسب، بل عملت أيضًا، كميزة غير موثقة، أثناء التسجيل .

كان نظام dbx نظامًا منافسًا لتقليل الضوضاء التناظرية، طوّره ديفيد إي. بلاكمر ، مؤسس شركة Dbx. [ 21 ] استخدم النظام خوارزمية تشفير/فك تشفير تعتمد على الجذر التربيعي المتوسط ​​(RMS)، مع تعزيز الترددات العالية المعرضة للضوضاء، وتمرير الإشارة كاملةً عبر مُوسِّع/مُضَبِّط بنسبة 2:1. عمل نظام dbx عبر كامل نطاق التردد المسموع، وعلى عكس نظام Dolby B، لم يكن قابلاً للاستخدام بدون مُفكِّك تشفير. مع ذلك، كان بإمكانه تحقيق  خفض للضوضاء يصل إلى 30 ديسيبل.

بما أن تسجيلات الفيديو التناظرية تستخدم تعديل التردد لجزء الإضاءة (إشارة الفيديو المركبة في أنظمة الألوان المباشرة)، مما يحافظ على الشريط عند مستوى التشبع، فإن تقليل الضوضاء على غرار الصوت غير ضروري.

محدد الضوضاء الديناميكي وخفض الضوضاء الديناميكي

مُحدِّد الضوضاء الديناميكي ( DNL ) هو نظام لتقليل الضوضاء الصوتية، قدمته شركة فيليبس لأول مرة عام 1971 لاستخدامه في أجهزة تشغيل الكاسيت . [ 10 ] وتعتمد داراته أيضًا على شريحة واحدة . [ 22 ] [ 23 ]

طُوِّرت هذه التقنية لاحقًا إلى تقنية تقليل الضوضاء الديناميكية ( DNR ) من قِبَل شركة ناشيونال سيميكوندكتور لتقليل مستويات الضوضاء في الاتصالات الهاتفية بعيدة المدى . [ 24 ] وقد طُرحت تقنية DNR للبيع لأول مرة عام 1981، وكثيرًا ما يُخلط بينها وبين نظام دولبي لتقليل الضوضاء الأكثر شيوعًا . [ 25 ]

على عكس أنظمة دولبي و dbx من النوع الأول والثاني لتقليل الضوضاء، فإن DNL وDNR هما نظامان لمعالجة الإشارات خاصان بالتشغيل فقط، ولا يتطلبان ترميز المادة المصدرية مسبقًا. يمكن استخدامهما لإزالة الضوضاء الخلفية من أي إشارة صوتية، بما في ذلك تسجيلات الأشرطة المغناطيسية وبث إذاعات FM ، مما يقلل الضوضاء بما يصل إلى 10  ديسيبل. [ 26 ] كما يمكن استخدامهما بالتزامن مع أنظمة أخرى لتقليل الضوضاء، شريطة استخدامهما قبل تطبيق DNR لمنع DNR من التسبب في خلل في عمل نظام تقليل الضوضاء الآخر. [ 27 ]

كان أحد أوائل التطبيقات واسعة الانتشار لتقنية تقليل الضوضاء الرقمية (DNR) في أنظمة ستيريو سيارات جنرال موتورز ديلكو في الولايات المتحدة الأمريكية التي طُرحت عام 1984. [ 28 ] كما استُخدمت في أنظمة ستيريو السيارات الأصلية في سيارات جيب في ثمانينيات القرن الماضي، مثل شيروكي XJ . واليوم، تُستخدم تقنيات DNR وDNL والأنظمة المشابهة بشكل شائع كأنظمة لتقليل الضوضاء في أنظمة الميكروفونات. [ 29 ]

مناهج أخرى

يعمل نوع ثانٍ من الخوارزميات في مجال التردد الزمني باستخدام مرشحات خطية أو غير خطية ذات خصائص محلية، وتُعرف غالبًا بمرشحات التردد الزمني . [ 30 ] كما يمكن إزالة الضوضاء باستخدام أدوات تحرير الطيف، التي تعمل في مجال التردد الزمني هذا، مما يسمح بإجراء تعديلات محلية دون التأثير على طاقة الإشارة المجاورة. يمكن القيام بذلك يدويًا، كما هو الحال في برامج الرسم، عن طريق رسم الصور. هناك طريقة أخرى تتمثل في تحديد عتبة ديناميكية لترشيح الضوضاء، مستمدة من الإشارة المحلية، وذلك أيضًا بالنسبة لمنطقة تردد زمني محلية. سيتم ترشيح كل ما هو أدنى من العتبة؛ أما كل ما هو أعلى منها، مثل الترددات الجزئية للصوت أو الضوضاء المطلوبة ، فسيبقى دون تغيير. تُحدد هذه المنطقة عادةً بموقع التردد اللحظي للإشارة، [ 31 ] حيث تتركز معظم طاقة الإشارة المراد الحفاظ عليها حولها.

وهناك نهج آخر يتمثل في محدد الضوضاء التلقائي وجهاز كتم الضوضاء الموجود عادةً في أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية للهواة ، وأجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية CB ، وما إلى ذلك. ويمكن استخدام كلا المرشحين المذكورين أعلاه بشكل منفصل أو معًا في نفس الوقت، اعتمادًا على جهاز الإرسال والاستقبال نفسه.

برامج الحاسوب

تحتوي معظم محطات العمل الصوتية الرقمية (DAWs) وبرامج تحرير الصوت على وظيفة واحدة أو أكثر لتقليل الضوضاء.

في الصور

تلتقط الصور الملتقطة بالكاميرات الرقمية أو كاميرات الأفلام التقليدية تشويشًا من مصادر متعددة. وغالبًا ما يتطلب استخدام هذه الصور لاحقًا تقليل التشويش إما لأغراض جمالية أو لأغراض عملية مثل رؤية الحاسوب .

الأنواع

في ضوضاء الملح والفلفل (اضطرابات ضوئية وظلامية متفرقة)، [ 32 ] والمعروفة أيضًا باسم ضوضاء النبضات، [ 33 ] تختلف بكسلات الصورة اختلافًا كبيرًا في اللون أو الشدة عن البكسلات المحيطة بها؛ والسمة المميزة لها هي أن قيمة البكسل المشوّش لا ترتبط بلون البكسلات المحيطة به. عند مشاهدة الصورة، تظهر نقاط داكنة وبيضاء، ومن هنا جاء مصطلح ضوضاء الملح والفلفل. عمومًا، يؤثر هذا النوع من الضوضاء على عدد قليل من بكسلات الصورة. تشمل المصادر الشائعة ذرات الغبار داخل الكاميرا وعناصر CCD التي ترتفع درجة حرارتها أو بها عيوب .

في الضوضاء الغاوسية ، [ 34 ] تتغير قيمة كل بكسل في الصورة عن قيمتها الأصلية بمقدار صغير (عادةً). يُظهر المدرج التكراري، وهو رسم بياني يوضح مقدار تشوه قيمة البكسل مقابل تردد حدوثه، توزيعًا طبيعيًا للضوضاء. مع أن التوزيعات الأخرى ممكنة، إلا أن التوزيع الغاوسي (الطبيعي) يُعد عادةً نموذجًا جيدًا، وذلك استنادًا إلى نظرية النهاية المركزية التي تنص على أن مجموع الضوضاء المختلفة يميل إلى الاقتراب من التوزيع الغاوسي.

في كلتا الحالتين، يمكن أن تكون الضوضاء في البكسلات المختلفة مرتبطة أو غير مرتبطة؛ في كثير من الحالات، يتم نمذجة قيم الضوضاء في البكسلات المختلفة على أنها مستقلة وموزعة بشكل متطابق وبالتالي غير مرتبطة.

إزالة

المفاضلات

توجد العديد من خوارزميات تقليل التشويش في معالجة الصور. [ 35 ] عند اختيار خوارزمية تقليل التشويش، يجب مراعاة عدة عوامل:

  • تعتمد قوة المعالجة المتاحة والوقت المتاح على جهاز الكمبيوتر: يجب على الكاميرا الرقمية تطبيق تقليل التشويش في جزء من الثانية باستخدام وحدة معالجة مركزية صغيرة مدمجة، بينما يتمتع جهاز الكمبيوتر المكتبي بقوة ووقت أكبر بكثير.
  • هل يُعد التضحية ببعض التفاصيل الحقيقية مقبولاً إذا سمح ذلك بإزالة المزيد من التشويش (مدى قوة تحديد ما إذا كانت الاختلافات في الصورة تشويشاً أم لا)
  • خصائص الضوضاء وتفاصيل الصورة، لاتخاذ تلك القرارات بشكل أفضل

فصل ضوضاء اللون والسطوع

في الصور الفوتوغرافية الواقعية، تتكون التفاصيل ذات التردد المكاني الأعلى في الغالب من اختلافات في السطوع ( تفاصيل الإضاءة ) بدلاً من اختلافات في اللون ( تفاصيل التشبع اللوني ) أو اللونية . تقوم معظم خوارزميات تقليل التشويش في الصور الفوتوغرافية بتقسيم تفاصيل الصورة إلى مكونات التشبع اللوني والإضاءة، وتطبق تقليلًا أكبر للتشويش على الأول ، أو تسمح للمستخدم بالتحكم في تقليل تشويش التشبع اللوني والإضاءة بشكل منفصل.

مرشحات التنعيم الخطي

إحدى طرق إزالة التشويش هي دمج الصورة الأصلية مع قناع يمثل مرشح تمرير منخفض أو عملية تنعيم. على سبيل المثال، يتكون قناع غاوس من عناصر تحددها دالة غاوس . يعمل هذا الدمج على تقريب قيمة كل بكسل من قيم جيرانه. بشكل عام، يضبط مرشح التنعيم قيمة كل بكسل على المتوسط، أو المتوسط ​​المرجح، لقيمته وقيم جيرانه؛ ومرشح غاوس هو مجرد مجموعة واحدة من الأوزان الممكنة.

تميل مرشحات التنعيم إلى تشويش الصورة لأن قيم شدة البكسلات الأعلى أو الأقل بكثير من المناطق المحيطة بها تُشوه المنطقة. وبسبب هذا التشويش، نادرًا ما تُستخدم المرشحات الخطية عمليًا لتقليل التشويش؛ ومع ذلك، غالبًا ما تُستخدم كأساس لمرشحات تقليل التشويش غير الخطية.

الانتشار غير المتجانس

هناك طريقة أخرى لإزالة التشويش، وهي معالجة الصورة باستخدام معادلة تفاضلية جزئية للتنعيم، مشابهة لمعادلة الحرارة ، وتُسمى هذه الطريقة بالانتشار غير المتناحي . وبمعامل انتشار ثابت مكانيًا، تُعادل هذه الطريقة معادلة الحرارة أو الترشيح الغاوسي الخطي ، ولكن باستخدام معامل انتشار مُصمم خصيصًا للكشف عن الحواف، يُمكن إزالة التشويش دون تشويش حواف الصورة.

وسائل غير محلية

تعتمد طريقة أخرى لإزالة التشويش على حساب المتوسط ​​غير الموضعي لجميع البكسلات في الصورة. وبالتحديد، يعتمد مقدار ترجيح البكسل على درجة التشابه بين رقعة صغيرة متمركزة حول ذلك البكسل ورقعة صغيرة متمركزة حول البكسل المراد إزالة التشويش منه.

المرشحات غير الخطية

مرشح الوسيط هو مثال على المرشحات غير الخطية، وإذا صُمم بشكل صحيح، فإنه يحافظ على تفاصيل الصورة بشكل ممتاز. لتشغيل مرشح الوسيط:

  1. ضع في اعتبارك كل بكسل في الصورة
  2. قم بترتيب البكسلات المتجاورة حسب شدتها.
  3. استبدل القيمة الأصلية للبكسل بالقيمة الوسيطة من القائمة

مرشح الوسيط هو مرشح اختيار الرتبة (RS)، وهو عضو قاس بشكل خاص في عائلة مرشحات اختيار الرتبة المشروطة بالرتبة (RCRS)؛ [ 36 ] يُفضل أحيانًا استخدام عضو أكثر اعتدالًا من تلك العائلة، على سبيل المثال، الذي يختار أقرب قيمة مجاورة عندما تكون قيمة البكسل خارجية في جوارها، ويتركها دون تغيير بخلاف ذلك، خاصة في التطبيقات الفوتوغرافية.

تُعد مرشحات الوسيط وغيرها من مرشحات RCRS جيدة في إزالة ضوضاء الملح والفلفل من الصورة، كما أنها تسبب تشويشًا طفيفًا نسبيًا للحواف، وبالتالي فهي تستخدم غالبًا في تطبيقات رؤية الكمبيوتر.

تحويل المويجات

يهدف خوارزمية إزالة التشويش من الصور بشكل أساسي إلى تحقيق كلٍ من تقليل التشويش [ 37 ] والحفاظ على خصائص الصورة [ 38 ] باستخدام بنوك مرشحات الموجات الصغيرة. [ 39 ] وفي هذا السياق، تكتسب الطرق القائمة على الموجات الصغيرة أهمية خاصة. ففي مجال الموجات الصغيرة، ينتشر التشويش بشكل متجانس عبر المعاملات، بينما تتركز معظم معلومات الصورة في عدد قليل من المعاملات الكبيرة. [ 40 ] ولذلك، اعتمدت أولى طرق إزالة التشويش القائمة على الموجات الصغيرة على تحديد عتبة لمعاملات النطاقات الفرعية للتفاصيل. [ 41 ] ومع ذلك، تعاني معظم طرق تحديد عتبة الموجات الصغيرة من عيب يتمثل في أن العتبة المختارة قد لا تتطابق مع التوزيع المحدد لمكونات الإشارة والتشويش على مختلف المقاييس والاتجاهات.

لمعالجة هذه العيوب، تم تطوير مُقدِّرات غير خطية تستند إلى نظرية بايز. في إطار نظرية بايز، من المُسلَّم به أن خوارزمية إزالة التشويش الناجحة يُمكنها تحقيق كلٍّ من تقليل التشويش والحفاظ على الميزات إذا استخدمت وصفًا إحصائيًا دقيقًا لمكونات الإشارة والتشويش. [ 40 ]

الأساليب الإحصائية

توجد أيضًا طرق إحصائية لإزالة التشويش من الصور. بالنسبة للتشويش الغاوسي ، يمكن نمذجة البكسلات في صورة رمادية على أنها موزعة توزيعًا طبيعيًا تلقائيًا، حيث تتوزع قيمة التدرج الرمادي الحقيقية لكل بكسل توزيعًا طبيعيًا بمتوسط ​​يساوي متوسط ​​قيمة التدرج الرمادي للبكسلات المجاورة له وتباين معين.

يتركدلتاأنا{\displaystyle \delta _{i}}تشير إلى البكسلات المجاورة لـأنا{\displaystyle i}البكسل رقم -th . ثم التوزيع الشرطي لشدة تدرج الرمادي (على a[0،1]{\displaystyle [0,1]}على نطاق)أنا{\displaystyle i}العقدة رقم -th هي P(x(أنا)=ج|x(ج)∀ج∈دلتاأنا)∝خبرة⁡(-β2λ∑ج∈دلتاأنا(ج-x(ج))2){\displaystyle \mathbb {P} {\big (}x(i)=c\mid x(j)\,\forall j\in \delta _{i}{\big )}\propto \exp \left(-{\frac {\beta }{2\lambda }}\sum _{j\in \delta _{i}}{\big (}cx(j){\big )}^{2}\right)} لمعامل مختارβ≥0{\displaystyle \beta \geq 0}والتباينλ{\displaystyle \lambda }تستخدم إحدى طرق إزالة التشويش التي تعتمد على نموذج التوزيع الطبيعي التلقائي بيانات الصورة كمعلومات مسبقة بايزية، وكثافة التوزيع الطبيعي التلقائي كدالة احتمالية، حيث يوفر التوزيع اللاحق الناتج متوسطًا أو منوالًا كصورة مُزالة التشويش. [ 42 ] [ 43 ]

خوارزميات مطابقة الكتل

يمكن تطبيق خوارزمية مطابقة الكتل لتجميع أجزاء الصور المتشابهة من الكتل الكبيرة المتداخلة ذات الحجم المتطابق. ثم تُصفّى مجموعات الكتل الكبيرة المتشابهة معًا في مجال التحويل، ويُعاد كل جزء من الصورة في النهاية إلى موقعه الأصلي باستخدام المتوسط ​​المرجح للبكسلات المتداخلة. [ 44 ]

حقل عشوائي

تُعد حقول الانكماش تقنية تعلم آلي تعتمد على الحقول العشوائية ، وتوفر أداءً مماثلاً لأداء مطابقة الكتل والتصفية ثلاثية الأبعاد، ولكنها تتطلب عبئًا حسابيًا أقل بكثير بحيث يمكن تنفيذها مباشرة داخل الأنظمة المدمجة . [ 45 ]

التعلم العميق

تم اقتراح العديد من مناهج التعلم العميق لتحقيق تقليل التشويش [ 46 ] ومهام استعادة الصور . تُعدّ تقنية Deep Image Prior إحدى هذه التقنيات التي تستخدم الشبكة العصبية الالتفافية، وتتميز بأنها لا تتطلب بيانات تدريب مسبقة. [ 47 ]

برمجة

تحتوي معظم برامج تحرير الصور والأغراض العامة على وظيفة واحدة أو أكثر لتقليل الضوضاء (الوسيط، والتشويش ، وإزالة البقع، وما إلى ذلك).

انظر أيضاً

مشاكل الضوضاء العامة

صوتي

الصور والفيديو

مشاكل مماثلة

مراجع

  1. ↑ تشين، يانغكانغ؛ فوميل، سيرجي (نوفمبر-ديسمبر 2015). "تخفيف الضوضاء العشوائية باستخدام تعامد الإشارة والضوضاء المحلي". الجيوفيزياء . 80 (6): WD1–WD9. Bibcode : 2015Geop...80D...1C . doi : 10.1190/GEO2014-0227.1 . S2CID 120440599 . 
  2. ↑ شو، تشيغوانغ؛ تشين، يانغكانغ؛ فوميل، سيرجي؛ صن، جونزهي (2016). "التصوير الزلزالي للبيانات غير المكتملة وبيانات المصادر المتزامنة باستخدام الهجرة الزمنية العكسية للمربعات الصغرى مع تنظيم التشكيل" . الجيوفيزياء . 81 (1): S11–S20. Bibcode : 2016Geop...81S..11X . doi : 10.1190/geo2014-0524.1 .
  3. ↑ تشين، يانغكانغ؛ يوان، جيانغ؛ زو، شاوهوان؛ كو، شان؛ غان، شووي (2015). "التصوير الزلزالي لبيانات المصادر المتزامنة باستخدام الهجرة الزمنية العكسية المقيدة للمربعات الصغرى". مجلة الجيوفيزياء التطبيقية . 114 : 32-35 . Bibcode : 2015JAG...114...32C . doi : 10.1016/j.jappgeo.2015.01.004 .
  4. ↑ تشين، يانغكانغ؛ تشين، هانمينغ؛ شيانغ، كوي؛ تشين، شياوهونغ (2017). "استيفاء سجلات الآبار الموجه بالبنية الجيولوجية لعكس الموجة الكاملة عالي الدقة" . المجلة الجيوفيزيائية الدولية . 209 (1): 21-31 . Bibcode : 2016GeoJI.207.1313C . doi : 10.1093/gji/ggw343 .
  5. ↑ غان، شووي؛ وانغ، شودونغ؛ تشين، يانغكانغ؛ كو، شان؛ زو، شاوهوان (2016). "تحليل سرعة بيانات المصادر المتزامنة باستخدام التشابه عالي الدقة - التعامل مع الضوضاء القوية" . المجلة الجيوفيزيائية الدولية . 204 (2): 768-779 . Bibcode : 2016GeoJI.204..768G . doi : 10.1093/gji/ggv484 .
  6. ↑ تشين، يانغكانغ (2017). "استكشاف خصائص الكارست تحت السطحية باستخدام تحليل التردد الزمني". التفسير . 4 (4): T533–T542. doi : 10.1190/INT-2016-0030.1 .
  7. ↑ هوانغ، ويلين؛ وانغ، رونكيو؛ تشين، يانغكانغ؛ لي، هويجيان؛ غان، شووي (2016). "تحليل الطيف المفرد متعدد القنوات المخمد لتخفيف الضوضاء العشوائية ثلاثية الأبعاد". الجيوفيزياء . 81 (4): V261–V270. Bibcode : 2016Geop...81V.261H . doi : 10.1190/geo2015-0264.1 .
  8. ↑ تشين، يانغكانغ (2016). "الترشيح الهيكلي المفصول بالميل باستخدام تحويل سيسليت ومرشح الميل القائم على تحليل الوضع التجريبي التكيفي" . المجلة الجيوفيزيائية الدولية . 206 (1): 457-469 . Bibcode : 2016GeoJI.206..457C . doi : 10.1093/gji/ggw165 .
  9. ↑ تشين، يانغكانغ؛ ما، جيانوي؛ فوميل، سيرجي (2016). "قاموس التباعد المزدوج لتخفيف الضوضاء الزلزالية". الجيوفيزياء . 81 (4): V261–V270. Bibcode : 2016Geop...81V.193C . doi : 10.1190/geo2014-0525.1 .
  10. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ "هاي كوم - أحدث نظام للحد من الضوضاء / الحد من الضوضاء - الصمت من ذهب" (ملف PDF) . إليكتور (المملكة المتحدة) - أحدث الإلكترونيات للمختبرات والترفيه . المجلد ١٩٨١، العدد ٧٠. فبراير ١٩٨١. الصفحات ٢-٠٤ - ٢-٠٩ . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ ٢٠٢٠-٠٧-٠٢ . تم الاسترجاع بتاريخ ٢٠٢٠-٠٧-٠٢ .   (6 صفحات)
  11. ↑ دليل المستخدم لجهاز كتم الضوضاء الصوتية طراز 325 (ملف PDF) . الإصدار 15-1. سيراكيوز، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: شركة باكبيرن للإلكترونيات. مؤرشف (ملف PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 5 مايو 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 مايو 2021 .(6+36 صفحة)
  12. ^ ر.، سي. (1965). "Kompander Verbessert Magnettonkopie". راديو مينتور (باللغة الألمانية). 1965 (4): 301-303 .
  13. ↑ بورون، ريتشارد س. (فبراير 1971). "مرشح الضوضاء الديناميكي". مجلة جمعية هندسة الصوت . 19 (1).
  14. ↑ بورون، ريتشارد س. (يونيو 1971). "نطاق ديناميكي 110 ديسيبل للشريط" (ملف PDF) . الصوت : 49-50 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 13 نوفمبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 نوفمبر 2017 .
  15. ↑ بورون، ريتشارد س. (ديسمبر 1971). "تصميم نظام لإزالة الضوضاء". مجلة جمعية هندسة الصوت . 19 (11): 906-911 .
  16. ↑ لامبرت، ميل (سبتمبر 1978). "MXR Compander" . ساوند إنترناشونال . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 أكتوبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 أبريل 2021 .
  17. 1 2 3 4 5 6 7 بيرجمان، هاينز (1982). ""Verfahren zur Rauschminderung bei der Tonsignalverarbeitung"" (PDF) . راديو Fernsehen elektronik (rfe) (باللغة الألمانية). المجلد. 31، لا. 11. برلين، ألمانيا: VEB Verlag Technik . ص 731-736 [731]. ISSN 0033-7900 . مؤرشفة (PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 2021-05-05 . تم الاسترجاع بتاريخ 2021-05-05 . ص. 731: ExKo Breitband-Kompander Aufnahme/Wiedergabe 9 ديسيبل تونباند      (ملاحظة: الصفحة 736 مفقودة في ملف PDF المرفق.)
  18. ^ هاس ، هانز يواكيم (أغسطس 1980). كتب في أشاو، ألمانيا. "Rauschunterdrückung: Kampf dem Rauschen" . النظام و Konzepte. Funk-Technik - Fachzeitschrift für Funk-Elektroniker und Radio-Fernseh-Techniker - Offizielles Mitteilungsblatt der Bundesfachgruppe Radio- und Fernsehtechnik (باللغة الألمانية). المجلد. 35، لا. 8. هايدلبرغ، ألمانيا: د. ألفريد هوثيج فيرلاغ جي إم بي إتش . ص. W293 – W296، W298، W300 [W298، W300]. ISSN 0016-2825 . مؤرشفة من الأصلي بتاريخ 2021-05-16 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-04-2021 .    
  19. ^ "Stereo Automat MK42 R-Player Budapesti Rádiótechnikai Gyár B" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2021-04-26 . تم الاسترجاع بتاريخ 25-04-2021 .
  20. ↑ هاي كوم - مُوسِّع نطاق التردد العريض هاي كوم الذي يستخدم الدائرة المتكاملة U401BR (ملف PDF) (معلومات أشباه الموصلات 2.80). إيه إي جي-تليفونكن . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 16-04-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16-04-2016 .
  21. ↑ هوفمان، فرانك دبليو. (2004). موسوعة الصوت المسجل . المجلد 1 ( طبعة منقحة). تايلور وفرانسيس .  
  22. ↑ "تقليل الضوضاء" . Audiotools.com. 10-11-2013. مؤرشف من الأصل بتاريخ 13-05-2008 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-01-2009 .
  23. ↑ "محدد الضوضاء الديناميكي من فيليبس" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2008-11-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-01-14 .
  24. ↑ "الحد الديناميكي من الضوضاء" . شركة كومبول. مؤرشف من الأصل بتاريخ 21-11-2009 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-01-2009 .
  25. ↑ "التاريخ" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27-09-2007 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-01-2009 .
  26. ↑ "نظام تقليل الضوضاء الديناميكي LM1894 DNR" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 ديسمبر 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2009 .
  27. ↑ "مصطلحات الصوت" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 20-12-2008 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 14-01-2009 .
  28. ↑ غونيو، محرر. "تطور الريفييرا - 1983 الذكرى السنوية العشرون" . جمعية مالكي الريفييرا. مؤرشف من الأصل بتاريخ 5 يوليو 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 يناير 2009 .(ملاحظة: نُشرت في الأصل في مجلة The Riview ، المجلد 21، العدد 6، سبتمبر/أكتوبر 2005.)
  29. ↑ "سماعات رأس مانعة للضوضاء مزودة بميكروفون" . InsmartWeb . 19 يوليو 2025. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 يوليو 2025 .
  30. ↑ بوشاش، ب.، محرر. (2003). تحليل ومعالجة الإشارات الزمنية الترددية - مرجع شامل . أكسفورد: إلسيفير ساينس . ISBN 978-0-08-044335-5.
  31. ↑ بوشاش، ب. (أبريل 1992). "تقدير وتفسير التردد اللحظي للإشارة - الجزء الأول: الأساسيات". وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 80 (4): 519-538 . doi : 10.1109/5.135376 .
  32. ↑ بانيرجي، شوناك؛ ساركار، ديباربيتو؛ تشاتيرجي، ديبراج؛ تشودري، سوناندا روي (25-06-2021). "إزالة ضوضاء الملح والفلفل عالية الكثافة من الصور الملونة عن طريق تقديم مرشح مُحسَّن جديد". المؤتمر الدولي للتقنيات الذكية 2021 (CONIT) . هوبلي، الهند: IEEE. الصفحات 1-6 . doi : 10.1109/CONIT51480.2021.9498402 . ISBN  978-1-7281-8583-5. S2CID 236920367 . 
  33. ↑ أورازاييف، أنزور؛ لياخوف، بافيل؛ بابوشينا، فالنتينا؛ كاليتا، ديانا (2023-01-26). "نظام شبكة عصبية للتعرف على الصور المتأثرة بضوضاء نبضية عشوائية القيمة" . العلوم التطبيقية . 13 (3): 1585. doi : 10.3390/app13031585 . ISSN 2076-3417 . 
  34. ↑ دونغ، سوغي؛ دونغ، تشونشياو؛ لي، زيشوانغ؛ غي، مينغتاو (15 يوليو 2022). "طريقة إزالة الضوضاء الغاوسية القائمة على تحويل المويجات التجريبي واختبار الفرضيات". المؤتمر الدولي الثالث لعام 2022 حول البيانات الضخمة والذكاء الاصطناعي وهندسة إنترنت الأشياء (ICBAIE) . شيآن، الصين: IEEE. الصفحات 24-27 . doi : 10.1109/ICBAIE56435.2022.9985814 . ISBN  978-1-6654-5160-4. S2CID 254999960 . 
  35. ↑ مهدي مافي، هارولد مارتن، جان أندريان، أرماندو باريتو، مرسيدس كابريزو، مالك أدجوادي، "دراسة شاملة حول مرشحات إزالة الضوضاء النبضية والغاوسية للصور الرقمية"، معالجة الإشارات، المجلد 157، الصفحات 236-260، 2019.
  36. ↑ ليو، بويين؛ لي، هونغشينغ (2004). "الشبكات العصبية الضبابية: النظرية والتطبيقات" . في: كاساسنت، ديفيد ب. (محرر). الروبوتات الذكية ورؤية الحاسوب الثالث عشر: الخوارزميات ورؤية الحاسوب . المجلد 2353. وورلد ساينتيفيك. الصفحات 303-325 . رمز Bibcode : 1994SPIE.2353..303G . doi : 10.1117/12.188903 . ISBN   978-981-238-786-8. S2CID 62705333 . 
  37. ↑ تشيرفياكوف، ن. إي.؛ لياخوف، ب. أ.؛ ناغورنوف، ن. ن. (2018-11-01). "ضوضاء التكميم لمرشحات تحويل المويجات المنفصلة متعددة المستويات في معالجة الصور" . الإلكترونيات الضوئية، والأجهزة، ومعالجة البيانات . 54 (6): 608-616 . Bibcode : 2018OIDP...54..608C . doi : 10.3103/S8756699018060092 . ISSN 1934-7944 . S2CID 128173262 .  
  38. ↑ كراسيون، ج.؛ جيانغ، مينغ؛ طومسون، د.؛ ماتشيراجو، ر. (مارس 2005). "تصميم الموجات الصغيرة في المجال المكاني للحفاظ على الميزات في مجموعات البيانات الحاسوبية". معاملات IEEE في التصور ورسومات الحاسوب . 11 (2): 149-159 . Bibcode : 2005ITVCG..11..149C . doi : 10.1109/TVCG.2005.35 . ISSN 1941-0506 . PMID 15747638. S2CID 1715622 .   
  39. ↑ غايتزكي، بول؛ إيسار، دورينا؛ سيمو، كالين (نوفمبر 2018). "بنوك مرشحات قائمة على الموجات الصغيرة لتحليل الطيف في الوقت الحقيقي". الندوة الدولية للإلكترونيات والاتصالات 2018 (ISETC) . الصفحات 1-4 . doi : 10.1109/ISETC.2018.8583929 . ISBN  978-1-5386-5925-0. S2CID 56599099 . 
  40. 1 2 فوروزانفر، م.؛ أبريشامي مقدم، ح.؛ غديمي، س. (يوليو 2008). "طريقة بايزية متعددة المقاييس قابلة للتكيف محليًا لإزالة التشويش من الصور بناءً على توزيعات غاوسية معكوسة طبيعية ثنائية المتغيرات". المجلة الدولية للمويجات، والتحليل متعدد الدقة، ومعالجة المعلومات . 6 (4): 653-664 . doi : 10.1142/S0219691308002562 . S2CID 31201648 . 
  41. ↑ مالات، س. (1998). جولة في معالجة الإشارات باستخدام الموجات الصغيرة . لندن: أكاديميك برس .
  42. ↑ بيساج، جوليان (1986). "حول التحليل الإحصائي للصور المبتذلة" ( ملف PDF) . مجلة الجمعية الإحصائية الملكية. السلسلة ب (المنهجية) . 48 (3): 259-302 . doi : 10.1111/j.2517-6161.1986.tb01412.x . JSTOR 2345426. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 29-08-2017 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-09-2019 . 
  43. ↑ سيدي، سعيد (2018). "دمج تقنية تقليل الضوضاء في التصوير المقطعي الموتر بالأشعة السينية". معاملات IEEE في التصوير الحاسوبي . 4 (1): 137-146 . Bibcode : 2018ITCI....4..137S . doi : 10.1109 / TCI.2018.2794740 . JSTOR 17574903. S2CID 46793582 .  
  44. ↑ دابوف، كوستادين؛ فوي، أليساندرو؛ كاتكوفنيك، فلاديمير؛ إيجيازيان، كارين (16 يوليو 2007). "إزالة التشويش من الصور باستخدام الترشيح التعاوني ثلاثي الأبعاد المتفرق في مجال التحويل". معاملات IEEE في معالجة الصور . 16 (8): 2080-2095 . Bibcode : 2007ITIP...16.2080D . CiteSeerX 10.1.1.219.5398 . doi : 10.1109/TIP.2007.901238 . PMID 17688213. S2CID 1475121 .   
  45. ↑ شميدت، أوفه؛ روث، ستيفان (2014). حقول الانكماش لاستعادة الصور بفعالية (ملف PDF) . مؤتمر IEEE حول رؤية الحاسوب والتعرف على الأنماط (CVPR)، 2014. كولومبوس، أوهايو، الولايات المتحدة الأمريكية: IEEE. doi : 10.1109/CVPR.2014.349 . ISBN 978-1-4799-5118-5تمت أرشفة الملف (PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 2018-01-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2018-01-03 .
  46. ↑ ديتز، هنري (2022). "خوارزمية محسّنة لتحسين الصور الخام باستخدام نموذج إحصائي لخطأ قيمة البكسل" . التصوير الإلكتروني . 34 (14): 1-6 . doi : 10.2352/EI.2022.34.14.COIMG-151 . يُعدّ مُزيل التشويش بالذكاء الاصطناعي أكثر فعالية، حيث يُحسّن التفاصيل بشكل ملحوظ، ولكنه يُطبّق أيضًا تنعيمًا كبيرًا. وكان برنامج DxO PureRAW، الذي يُحسّن الصورة الخام مباشرةً باستخدام التعلّم العميق المُدرّب على "ملايين الصور التي حلّلتها DxO على مدار 15 عامًا"، الأكثر فعالية من بين العديد من برامج إزالة التشويش التي تم اختبارها.
  47. ↑ أوليانوف، ديمتري؛ فيدالدي، أندريا؛ ليمبيتسكي، فيكتور (30 نوفمبر 2017). "المعلومات المسبقة العميقة للصورة". arXiv : 1711.10925v2 [ الرؤية والتعرف على الأنماط ].