Фильтрация импульсного шума на изображении на основе алгоритма выявления сообществ на графах

Аннотация

Постановка проблемы: выявление и устранение импульсного шума на изображениях является актуальной задачей в теории и практике обработки сигналов. Существующие алгоритмы восстановления зашумленных изображений не обеспечивают достаточной точности либо изменяют незашумленные области изображения. Цель: разработка алгоритма фильтрации шума с использованием графов. Результаты: на базе предложенного алгоритма был реализован метод восстановления изображения, искаженного импульсным шумом. В процессе работы изображение представлялось в виде взвешенного, неориентированного графа, каждая вершина которого соответствует одной точке исходного изображения. К построенному графу применялся алгоритм выделения сообществ. Поврежденными считаются точки, которые соответствуют сообществам, состоящим из одной вершины. Реализованный метод был протестирован с помощью компьютерного эксперимента, проведенного как на черно-белых и на цветных искусственных изображениях, так и на фотографиях. Выявлено, что предложенный метод на 20 % эффективнее медианного фильтра при любом уровне зашумления. Более высокая эффективность предложенного метода обусловлена тем, что сначала ищутся поврежденные точки и потом восстанавливаются только они, тогда как большинство фильтров в процессе работы изменяют все точки изображения. Показана зависимость эффективности предложенного метода от процента шума на изображении.